S7-300PLC的工业以太网通信.doc

授课内容 S7-300PLC的工业以太网通信 一、教学目标 终极目标：使学生掌握如何建立S7-300PLC的工业以太网通信； 促成目标：1)了解什么是工业以太网； 2)掌握S7—300PLC工业以太网的特性及构成； 3)掌握S7—300PLC工业以太网通信方法。 二、工作任务 让学生掌握S7-300PLC工业以太网的通信内容，为实验做好铺垫。 能力训练 （一）工业以太网通讯技术 随着信息技术的不断发展，信息交换技术覆盖了各行各业。在自动化领域，越来越多的企业需要建立包含从工厂现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络管控平台，建立以工业控制网络技术为基础的企业信息化系统。 工业以太网提供了针对制造业控制网络的数据传输的以太网标准。该技术基于工业标准，利用了交换以太网结构，有很高的网络安全性、可操作性和实效性，最大限度地满足了用户和生产厂商的需求。工业以太网以其特有的第成本、高实效、高扩展性及高智能的魅力，吸引着越来越多的制造业厂商。 1.1 以太网技术 以太网技术的思想渊源最早可以追溯到1968年。以太网的核心思想是使用共享的公共传输信道，这个思想源于夏威夷大学。 在局域网家族中，以太网是指遵循IEEE 802.3标准，可以在光缆和双绞线上传输的网络。以太网也是当前主要应用的一种局域网（Local Area Network）类型。目前的以太网按照传输速率大致分为以下四种： 10Base-T 以太网——传输介质是铜轴电缆，传输速率为10Mbit/s； 快速以太网——传输速率为100Mbit/s，采用光缆或双绞线作为传输介质，兼容10Base-T 以太网； Gigabit 以太网——扩展的以太网协议，传输速率为1Gbit/s,采用光缆或双绞线作为传输介质，基于当前的以太网标准，兼容10Mbit/s以太网和100Mbit/s以太网的交换机和路由器设备； 10Gigabi以太网——2002年6月发布，是一种更快的以太网技术。支持智能以太网服务，是未来广域网和城域网的宽带解决方案。 1.2 工业以太网与传统以太网络的比较 工业网络与传统办公室网络相比，有一些不同之处，如表10-1。 工业以太网产品的设计制造必须充分考虑并满足工业网络应用的需要。工业现场对工业以太网产品的要求包括： 工业生产现场环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体的存在，要求工业级产品具有环境适应性，并要耐腐蚀、防尘和防水。 工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需要采取防爆措施保证安全生产。 工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性（EMC——Electro Magnetic Compatibility）等。 工业网络器件的供电，通常是采用柜内低压直流电源标准，大多的工业环境中控制柜内所需电源为低压24V直流。 采用标准导轨安装，安装方便，适用于工业环境安装的要求。工业网络器件要能方便地安装在工业现场控制柜内，并容易更换。 1.3 工业以太网应用于工业自动化中的关键问题 1、通信实时性问题 2、对环境的适应性与可靠性的问题 3、总线供电 4、本质安全 西门子工业以太网 西门子公司在工业以太网领域有着非常丰富的经验和领先的解决方案。其中SIMATIC NET工业以太网基于经过现场验证的技术，符合IEEE 802.3标准并提供10Mbit/s以及100Mbit/s快速以太网技术。经过多年的实践，SIMATIC NET工业以太网的应用已多于400000个节点，偏布世界各地，用于严酷的工业环境，并包括有高强度电磁干扰的地区。 2.1西门子工业以太网介绍 1、基本类型 （1）10Mbit/s工业以太网 应用基带传输技术，基于IEEE 802.3，利用CSMA/CD介质访问方法的单元级、控制级传输网络。传输速率为10Mbit/s，传输介质为同轴电缆、屏蔽双绞线或光纤。 （2）100Mbit/s快速以太网 基于以太网技术，传输速率为100Mbit/s，传输介质为屏蔽双绞线或光纤。 2、网络硬件 （1）传输介质 网络的物理传输介质主要根据网络连接距离、数据安全以及传输速率来选择。通常在西门子网络中使用的传输介质包括： 2芯电缆，无双绞，无屏蔽;2芯双绞线，无屏蔽 2芯屏蔽双绞线;同轴电缆;光纤;无线通信 在西门子工业以太网络中，通常使用的物理传输介质时屏蔽双绞线、工业屏蔽双绞线以及光纤。 （2）网络部件 工业以太网链路模块OLM、ELM OLM（光链路模块）有3个ITP接口和两个BFOC接口。ITP接口可以连接3个终端设备或网段，BFOC接口可以连接两个光路设备（如OLM等），速度为10Mbit/s。 ELM（电气链路模块）有３个ITP接口和1个AUI接口。通过AUI接口，可