西门子处理器CPU314C-2PN/DP

西门子处理器CPU314C-2PN/DP

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上海晋营自动化科技有限公司

   ：乔 静
 
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• 微处理器;
  处理器处理每条二进制指令执行时间约为 50 ns，每条浮点数运行指令约为 450ns。
• 384 KB 主存储器（相当于大约 128 K 条指令）；
  与程序组件执行相关的大容量工作存储器为用户程序提供了充分的空间。作为程序装载存储器的微型存储卡（zui大为 8 MB）也允许将可以项目（包括符号和注释）保存在 CPU 中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理。
• 灵活的扩展；
  多达 32 个模块，（４ 层结构）
• MPI/DP 组合接口；
  *个集成的 MPI/DP 接口zui多能同时建立 16 个与 S7-300/400的连接或与编程器、PC 和 OP 的连接。 在这些连接中，始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。
  MPI 可以通过“全局数据通讯”与zui多32个CPU组建简单的网络。
  该接口可从MPI接口重新设置为DP接口。
  PROFIBUS DP 接口:
  DP 接口可用作 DP 主站或 DP 从站运行。在该接口上，PROFIBUS DP从站可在等时模式下运行．全面支持 PROFIBUS DP V1 标准。这将增加 DP V1 标准从站在诊断和参数赋值能力的范围。
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• 以太网接口；
  CPU 315-2 PN/DP 的第 2 个内置接口是一个基于以太网 TCP/IP 的 PROFINET 接口，带有双端换机。电 话：（同号）
  它支持下列协议：
  • S7通讯用于在SIMATIC控制器间进行数据通讯;
  • 通过 STEP 7 进行编程、启动和诊断的 PG/OP 通讯;
  • 与HMI和SCADA连接的PG/OP通讯;
  • 在PROFINET上实现开放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通讯；
  • SIMATIC NET OPC-Server用于与其它控制器以及CPU自带的I/O设备进行通讯

• S7-400 到 PROFIBUS 的主站连接
• 通讯服务：
  • 编程器/OP 通讯
  • S7 通讯
  • 开放式通讯 (SEND/RECEIVE)
  • PROFIBUS-FMS
• 时间同步
• 通过 PROFIBUS 进行简单编程和组态
• 通过 S7 布线，可以在网络之间进行 PG/OP 通信
• 易于集成到 SIMATIC S7-400 系统
• 模块切换，不带 PG
• 运行于 SIMATIC H 系统，用于冗余 S7 通信
• 可通过 PROFIBUS FMS 方便地将 SIMATIC S7 集成到多供应商自动化集团中
• 采用冗余 S7 通讯，可在容错系统中应用
• 简便组态和通讯处理器上的独立数据转换大大降低了 PROFIBUS FMS 规范用户的工作负荷
• 时钟同步提供了工厂范围内的时钟时间
• 通过开放式通讯将 SIMATIC S7-400 集成到现有系统中
• 通过在一个通讯处理器上同时使用不同通讯服务来实现通讯处理器的通用

CP443-5 基本型通信处理器是用于 PROFIBUS 总线系统的 SIMATIC S7-400 所需要的模块。

它减轻了 CPU 的通信任务。

通过通信模块实现的 S7-400 通信选项：

• 通过 PROFIBUS 的与 PROFIBUS 站的 FMS 通信
• 与编程部件、操作器接口系统的通信
• 与其他 SIMATIC S7 系统进行通信。
• 与 SIMATIC S5 可编程控制器的通信；

可运行的的 CP 数目取决于所使用的 CPU 的性能范围和通信服务。

CP 443-5 通讯处理器具有 SIMATIC S7-400 设计的所有优点：

• 结构紧凑;
  9 针 Sub-D 接口，用于连接至 PROFIBUS
• 单宽度模板
• 安装简单；
  CP 443-5 安装在 S7-400 机架上，并经过背板总线连接到 S7-400 的其它模块。这种情况下没有槽位规则。
• 用户友好的接线；
  Sub-D 插座易于接触，操作方便。
• CP 443-5 基本型无须风扇就可操作。不需要备用电池或存储器模块
• 在使用 SEND/RECEIVE 时，可操作模块的数目取决于所用的 S7-400 CPU。

CP 443-5 基本型 在 PROFIBUS 总线系统上利用一些不同的通信服务：

• 编程器/OP 通讯
• S7 通信（S7 控制器）。
• 开放式通讯 (SEND/RECEIVE)
• PROFIBUS FMS (符合 IEC 61158/61784)
• 时间同步

编程器/OP 通讯

编程器/OP通讯，连接到网络的所有S7站都可以远距编程。

• S7路由
  借助于路由，可以跨网络使用编程设备通讯。

S7 通讯

S7 通信用于以下的耦合连接：

• SIMATIC S7自动化系统之间
• 联结到编程设备上（编程器/OP 通讯）
• 至 PC，
  例如，带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621 和 SOFTNET-S7 或 CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 和 S7-5613
• 到操作员接口系统（OP）。
• CP 443-5 基本型 可在 SIMATIC H 系统中实现以用于冗余 S7 通讯。

开放式通讯 (SEND/RECEIVE)

基于 PROFIBUS 的第 2 层（FDL），CP 443-5 提供简单的、优化的数据通信接口。使用该接口，可在 SIMATIC S5、SIMATIC S7 与 PC 之间实现集成的高性能通讯。它提供 SDA（PLC/PLC 连接）和 SDN（广播/多播）服务。

可能与下列自动化系统进行通信：

• SIMATIC S7
  带 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 扩展型和基本型
• SIMATIC S5
  具有 S5-95U，带 PROFIBUS 接口，、而 S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H 带 CP 5431 FMS/DP
• SIMATIC 505
  带 CP 5434-FMS
• PCs
  带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621、CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 的 PC
• 配有一个 FDL 接口的其他类型系统。

功能呼叫必须与 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必须集成到 STEP7 应用程序。

PROFIBUS-FMS

根据 IEC 61158/61784，PROFIBUS FMS 允许通过各种 FMS 服务来传输消息。

• READ，WRITE；
  用来读取或写入来自于用户程序（通过变量索引或变量名）的通讯方变量，用于将自身变量值传输到通讯方。
  支持对变量值的部分访问。通讯通过非循环连接（主站/主站，主站/从站）、通过带从站激活的非循环连接以及循环连接（主站/从站）进行处理。
• INFORMATION REPORT（信息报告）；
  （报告）允许通过一台 FMS 服务器进行变量的未确认传输。尤其是，对于广播 FMS 连接的传输，常采用这种任务类型。
• IDENTIFY（识别）；
  用来询问通讯方的识别特征
• STATUS（状态）；
  用来询问对方的状态。

时间同步

CP 443-5 Basic 通信处理器能够从 S7-400 CPU 将时间传送到 PROFIBUS。相反，S7-400 CPU 的 CP 443-5 Basic 可提供 PROFIBUS 上的当前时间。

诊断数据

通过 STEP S7，可提供丰富的诊断选项，包括：

• CP 的状态
• 一般诊断与统计功能
• 连接诊断
• 总线统计
• 报文缓冲区

组态

组态 CP 443-5 基本型的完整功能需要 STEP 7 V5.1 SP2 或更高版本。在 V5 或更高版本的 STEP 7 中，也可将 CP 的组态数据存储在 CPU 上，即使电源出现故障，数据也能保留。因此，在更换模板时无需从编程器中重新装载组态数据。在启动时 CPU 会将组态数据传送到通讯处理器中。CP 的组态数据可保存在 CPU 中。模块可以不通过编程设备进行交换。

可以对所有连接到网络的 SIMATIC S7 控制器进行组态和编程。

安装 STEP 7 后，用于使用开放式通讯（SEND/RECEIVE）的功能块放置在 SIMATIC NET 库内。

• PCI-104 接口卡，自带微处理器，用于将带有 PCI-104 接口的嵌入式系统连接到 PROFIBUS（传输速率高达 12 Mbps）
• 功能与 CP 5613 A2 兼容
• 通讯服务：
  • PROFIBUS DP 1 级和 2 级主站或 DP 从站，符合 IEC 61158/61784 标准
  • 带 STEP 5 和 STEP 7 的编程器/OP 通讯
  • 通过 HARDNET-PB S7 软件包实现 S7 通信
  • 基于 FDL 接口的开放式通信 (SEND/RECEIVE)
  • PROFIBUS FMS 符合 IEC 61158/61784 标准，带有 FMS-5613 软件包
• 用于模块安装，调试和操作的宽范围诊断功能
• 减轻主机 CPU 负载的事件和筛选机制
• 多达三个通讯处理器可多协议操作和并行操作
• 相应的 OPC 服务器和组态工具都包含在通讯软件的供货范围内
• 开发工具包带有集成至“非 Windows”操作环境中的驱动源

注：
FMS-5613 zui多支持两个 CP 5603/CP 5613 A2/5614 A2/CP 5623/CP 5624 处理器。

• 快速过程数据交换；
  通过直接访问硬件的双端口 RAM 快速地访问过程数据
• PG/PC 中的高计算性能；
  通过在硬件上对通信进行预处理，降低主机 CPU 的工作负荷
• 使用不同的操作系统环境；
  驱动程序源代码，用于移植到不同的操作系统环境
• 也可在运动控制应用中使用；
  通过恒定的总线循环时间进行实时数据交换

CP 5603 使带有 PC/104 Plus 接口的嵌入式系统能够连接到 PROFIBUS。

CP 5603 还可对嵌入式系统的控制任务（例如基于 PC 的控制、量化控制、机器人控制）提供高性能支持。

PROFIBUS DP

以 DP 为基存取过程数据

CP 5603 作为 PROFIBUS DP 主站运行，它将过程影象（输入数据、输出数据和诊断数据）存储在双端口 RAM 内（CP 的存储区）。 CP 5603 的硬件独立执行与 PROFIBUS 从站的高性能数据交换。用户直接访问双端口 RAM。 
从站的过程数据总是*性的，即用户从一个相同的循环周期中得到数据。

DP-Base 和 HARDNET-PB DP 软件的并行运行是不允许的。

事件/筛选机制

用户通过二个存取机制收到数据：

• 循环轮询 DP 从站（主机 CPU 负载比较重）
• 从站输入变化时，经新型的事件/筛选方式发送信号（主机 CPU 负载为zui小）

二种不同方式可以组合。 因此有可能使应用系统达到化。

新的事件/筛选机制亦可用于

• 从站经中断发送诊断信息信号
• 通过中断以等距模式发送信号
  • 启动 DP 循环
  • 终止与 DP 从站的循环数据交换

FastLogic

FastLogic 即 CP 5603 可以自动地响应多达 4 台设备的状态。 能达到快速响应和独立于主机应用，例如：可用于快速停止设备。

DP 编程接口

CP 5603 的 DP 编程接口（DP-Base）具有如下功能：

• 1 类 DP 主站包括非循环 DP 扩展型。
• 2 类 DP 主站包括非循环 DP 扩展型。
• DP 从站

直接通过双端口 - RAM 访问过程数据 双端口 - RAM 接口不仅提供为快速存取 DP 主站/从站，还提供移植到其它操作系统环境（例如 VX Works，QNX，RMOS，RTX）的基础。

经过一个库（DP_BASE.DLL 或 DPS_BASE.DLL）,提供管理功能调用（初始化、管理服务、诊断功能）。

HARDNET-PB DP 开发工具包

开发工具包 HARDNET-PB DP 提供访问1类 DP主站包括非循环DP扩展型。

软件开发工具包 HARDNET-PB DP 能够将通讯处理器 CP 5603 集成到任何操作系统环境中。该工具包括如 PDF 格式描述等必需的源码并能从因特网下载。

采用 HARDNET-PB DP 访问过程数据

HARDNET-PB DP 兼容于采用 DP-Lib 接口创建的老应用程序。

DP-Base 和 HARDNET-PB DP 软件的并行运行是不允许的。

与 PC SIMATIC Microbox 连接的 PROFIBUS DP

编程器/OP通信软件

该软件保证 SIMATIC S5/S7（SIMATIC S5-95U 除外）控制器通过与 STEP5/STEP7 连接的 PROFIBUS 编程。安装 CP 5603（DP-Base）后可以进行基于 CP 5603 的编程器/OP 通讯。 无需另外的软件包。

开放式通讯（发送/接收，基于 FDL 接口）

安装好 CP 5603（DP-Base）之后就可以进行发送/接收（FDL 接口），可提供数据传输、诊断和管理服务。无需另外的软件包。

用于实现 S7 通信的软件（HARDNET-PB S7）

SIMATIC S7系统部件经过S7通讯相互进行通讯。 S7 编程接口使 PG/PC 应用程序得以存取 SIMATIC S7 系统的部件的入口。 存取SIMATIC S7数据既方便又灵活。

S7通讯提供下列服务：

管理服务

• 连接管理
• 小型数据库
• 跟踪

数据传输服务

• 读/写变量
• 发送/接收（每个任务zui大64K字节）

用于 PROFIBUS-FMS 接口软件（FMS-5613）

通过 FMS 编程接口，具有 FMS 控制器的 PG/PC 机（例如 S5/S7）可以和其它制造商的现场设备交换数据。 采用FMS协议，保证开放式通讯。

FMS 接口提供下述服务：

• 管理服务
• CRL 管理服务
• FMS 连接管理服务
• 客户和服务器用的对象词典的管理服务
• 用于客户和服务器的变量服务（读、写、信息报告）
• 服务器的功能度
• VFD（虚拟现场设备）用于客户和服务器服务
• 总线存取信息服务（实时报表）
• 跟踪和小型数据库。

通过 PROFIBUS 将 SIMATIC 连接至 S7 模块化嵌入式控制器

用户接口

OPC 接口

各自的软件包中包含 OPC 服务器，可以用作 PROFIBUS DP、开放式通讯、S7 通讯和 PROFIBUS FMS 协议的标准编程接口，从而将自动化技术应用程序连接到 OPC Windows 应用程序（Office、HMI 系统等）。

通过C语言库的编程接口

现有应用程序的编程接口以动态链接库（DLL）的形式提供。 您可在 SIMATIC NET CD 产品的 Readme 文件中找到已发布的编译器，为http://www.siemens。。ｃｏｍ/automation/csi/net。

至于 Borland 编程接口（例如 DELPHI）， 可用 AIXO 对方的方案。

关于其它操作系统的解决方案见开发工具包 HARDNET-PB DP。

组态

• 采用 STEP7 或 NCMPC，可以对 S7 通信、开放通信和 DP-V0/DP-V1/DP-V2 协议进行组态。
• 该 PROFIBUS 软件包的供货范围包含一个组态工具。

故障诊断

用于模块自身和 PROFIBUS DP 网络方面的扩展诊断工具（用于安装，调试和运行）。 这些工具可用于有 CP5603 的 PROFIBUS 网络的快速、方便的调试。