西门子模块6ES7 902-2AB00-0AA0

simatic s7-300-cpu 支持以下通信类型：

过程通信：
通过总线（as-interface、profibus dp 或 profinet）对 i/o模块进行循环寻址（交换过程映像）。从循环执行层调用过程通讯。

数据通信：
在自动化系统之间或 hmi 与多个自动化系统之间进行数据交换。数据通信可循环进行，或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。

step 7的操作界面极为友好，显著地简化了用户的通信功能组态工作。

数据通信

simatic s7-300 支持不同的数据通信机制：

使用mpi，通过全局数据通信，实现联网cpu之间的数据包循环交换。

借助通信功能，与其它伙伴完成事件驱动型通信。通过 mpi、profibus 或 profinet 实现网络连接。

全局数据

通过使用“全局数据通信”服务，联网的 cpu 可以相互循环交换数据（多 8 个 gd 数据包，每个循环各含 22字节）。据此，可以实现，例如，某个cpu访问另一个cpu的数据、位存储单元和过程图像等信息。全局数据通信只能通过 mpi 进行。使用step 7 中的 gd 表进行组态。

通信功能

通过系统内集成的块，可以建立与 s7/c7 伙伴之间的通信服务。

1 dcs系统的模型

dcs控制系统是控制技术、计算机技术、通信技术及图形显示技术相结合的产物，其一般的体系结构见图1。由图1dcs控制系统模型框图可知，

dpu指的是分布处理单元。dcs控制系统的体系结构分为3层:过程控制层、监控层和管理层。其中过程控制层是dcs系统控制的基础，其设备的主

要功能是控制接口、现场控制单元、检测仪表和执行机构监控层主要由监控计算机、**操作站和接口装置构成，主要负责操作监视、系统报警、趋

势显示及系统诊断等功能;管理层主要由管理计算机组成，负责整个系统的管理工作。

dcs控制系统的冗余设置大部分都与过程控制层和监控层有关，因此大部分的冗余技术都与过程控制层相关。下面结合*新的基于arm控制器的分布

式处理单元，对dcs控制系统中采用的冗余技术中的分布处理单元冗余和网络冗余进行讨论。

2基于arm的分布处理单元结构

基于arm的分布处理单元的结构框图见图2，这和一般的分布处理单元的结构非常相似。这里主要把处理单元分为6部分:arm控制器、上层网络模块、电源管理模块、存储器模块、低层网络模块和时钟模块。arm控制器和存储模块组成了*基本的嵌入式系统

整个dcs控制系统的数据处理和控

制策略都是在这里处理的。上层网络模块主要是指和管理层通信的主/冗余网络和一个实现主/冗余分布处理单元进行数据交换的网络，这部分的主要

功能是完成管理层对dcs控制系统的实时检测和实现主/冗余分布处理单元的数据冗余。底层的网络模块是由分为主次的2条485网络组成，此模块主

要实现arm控制器的i/o卡件之间的数据通信。存储器模块可分为两部分，一部分用来管理存放操作系统，另一部分用来管理存放实时数据。电源模

块和时钟模块分别实现电源的管理和时钟的管理。

这些服务包括：

通过 mpi 进行 s7 基本通讯。

通过 mpi、c 总线、profibus 和 profinet/工业以太网进行的 s7 通信。
可以使用 s7-300：

用作服务器时，使用mpi、c总线和profibus

作为服务器或客户端，通过集成的 profinet 接口通讯

通过可加载的块，可以建立与 s5 通信伙伴和西门子设备之间的通信服务。

通过profibus和工业以太网进行s5兼容通讯

通过 profibus 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）

与全局数据不同的是，必须建立通信连接才能实现通信功能。

3控制器冗余

分布式处理单元的冗余根据冗余度可以分为冗余度为1∶1和1 : n两种情况。这在每个dcs厂家的产品中是不同的

这两种方式各有优缺点。这里介

绍的是冗余度为1:1的冗余设置。

分布处理单元冗余度为1∶1，就是将2块组态完全一样的控制器设置成几余方式。在投入运行时，若出现故障，两分布处理单元之间能实现无扰动切

换，*系统的正常运行。

本系统所采用的分布处理单元均带3个网络接口，其中2个网口分别连接到a网和b网，实现各工作站点间的数据通信，第3个网口通过对等网数据连

接子分布处理单元间(对等网数据现可选用光纤作传输介质)，用来传输主、从分布处理单元之间的备份数据;分布处理单元之间的状态信息由串口传

输。冗余分布处理单元与网络的连接见图3。

lc也是基于计算机的技术，并日益完善。故它也完全可以用于数字量控制。

plc可接收计数脉冲，频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接收这脉冲，还可多路接收。有的plc还有脉冲输出功能，脉冲频率也可达几十

k。有了这两种功能，加上plc有数据处理及运算能力，若再配备相应的传感器(如旋转编码器）或脉冲伺服装置

(如环形分配器、功放、步进电

机)，则完全可以依nc的原理实现种种控制。

高、中档的plc，还开发有nc单元，或运动单元，可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补，可控制曲线运动。所以，若plc配置了这种单元，则完全可以用nc的办法，进行数字量的控制。

新开发的运动单元，甚至还发行了nc技术的编程语言，为更好地用plc进行数字控制提供了方便。

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