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西門子模塊6ES7441-1AA05-0AE0

6ES7441-1AA05-0AE0 SIMATIC S7-400, CP 441-1 COMMUNICATIONS MODULE FOR POINT TO POINT CONNECTIONS 1 CHANNEL INCL. CONFIG. PACKAGE ON CD

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司

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 ： 鄭鑫 

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1概述
S7協(xié)議是SIEMENS S7系列產(chǎn)品之間通訊使用的標(biāo)準協(xié)議 ，其優(yōu)點是通信雙方無論是在同一MPI總線上、同一PROFIBUS總線上或同一工業(yè)以太網(wǎng)中，都可通過S7協(xié)議建立通信連接，使用相同的編程方式進行數(shù) 據(jù)交換而與使用何種總線或網(wǎng)絡(luò)無關(guān)。S7通信分為按組態(tài)方式可分為單邊通信和雙邊通信，單邊通信通常應(yīng)用于以下情況：

• 通信伙伴無法組態(tài)S7連接
• 通信伙伴無法停機
• 不希望在通訊伙伴側(cè)增加通信組態(tài)或程序

本文介紹S7-400基于PROFIBUS總線的S7單邊通信的組態(tài)步驟。

實驗環(huán)境，見表1。

表1

2 組態(tài)

2.1配置S7-400站點

S7-400站點配置參見表2。

序號	說明	圖示
1.	創(chuàng)建新項目并在項目中插入S7-400站點
2.	打開硬件組態(tài)，組態(tài)S7-400站點
3.	在硬件目錄中查找使用的導(dǎo)軌型號，并雙擊找到的導(dǎo)軌型號
4.	在硬件目錄選擇使用的電源，并拖拽到導(dǎo)軌的1號槽
5.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的3號槽，系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框
6.	在對話框Address下拉框中設(shè)置DP站地址為2，單擊NEW按鈕添加新子網(wǎng)
7.	添加子網(wǎng)PROFBUS(1)，單擊選項頁“Network Setting”
8.	選擇PRFIBUS總線傳輸速率為1.5Mbps，Profile中選擇Standard，單擊所有屬性對話框OK按鈕
9.	編譯保存S7-400站點硬件組態(tài)，下載到S7-400 CPU中
10.	從菜單欄Option下Configure Network命令進入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面
11.	如右圖所示，右鍵單擊CPU414-3DP，在彈出對話框中選擇Insert New Connection命令，插入一個新連接
12.	a) 選擇Unspecified連接伙伴， b) 連接類型菜單中選擇S7 connection，單擊OK按鈕，彈出S7 connection屬性對話框
13.	S7 connection屬性對話框設(shè)置： a) 選中Established an active connection b) Interface選擇CPU414-3 DP，DP(R0/S3) c) 設(shè)置伙伴PROFIBUS地址3 d) 設(shè)置本地ID為1 e) 點擊Address Details按鈕
14.	Address Detail對話框設(shè)置 a) 設(shè)置安裝CPU的機架號0 b) 設(shè)置安裝CPU的插槽號，對于S7-300，CPU只能安裝在2號槽 c) 設(shè)置連接資源號，對于S7單邊連接，連接資源號總是3 設(shè)置完成后可看到伙伴TSAP為03.02，點擊OK按鈕關(guān)閉屬性對話框
15.	點擊編譯保存圖標(biāo)，完成S7單邊連接組態(tài)，并下載至S7-400 CPU中

表 2

2.2配置S7-300站點

S7-300站點配置參見表3。

序號	說明	圖示
1.	創(chuàng)建新項目并在項目中插入S7-300站點
2.	打開硬件組態(tài)，組態(tài) S7-300 站點
3.	在硬件目錄SIMATIC-300，RACK-300下雙擊Rail，插入S7-300導(dǎo)軌
4.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的2號槽，系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框
5.	參考表2序號6~8步驟，將CPU的 PROFIBUS DP地址設(shè)置為3，傳輸速率設(shè)置為1.5Mbps，Profile中選為Standard。編譯保存完成S7-300站點組態(tài)，并下載到S7-300 CPU中

表 3

3 通信連接
如圖3-1示意圖，使用RS485總線連接器通過PROFIBUS標(biāo)準電纜分別連接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。

圖3-1 CPU之間DP通信連接示意圖

4 通信編程
由于配置的是S7單邊通信，只需在配置S7網(wǎng)絡(luò)連接的一方進行編程，所以本例中只在CPU414-3中編程調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB14/SFB15，如圖4-1和圖4-2。

圖4-1 調(diào)用功能塊SFB14

圖4-2 調(diào)用功能塊SFB15

更多關(guān)于SFB14/15參數(shù)含義，參考西門子下載中心文檔編號1023《 SIMATIC 用于S7-300/400系統(tǒng)和標(biāo)準功能的系統(tǒng)軟件參考手冊》的S7 通信章節(jié)。

如何在工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM中給UDP連接使用和組態(tài)IP組播？

IP組播是一種特殊的通信方式，只能通過工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM組態(tài)UDP連接(UDP用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)的方式進行組態(tài)。IP組播用于將消息從一個站發(fā)送到多個伙伴站。

組播消息由一個特殊的組播地址發(fā)送的。IP地址范圍從224.0.1.0到239.255.255.255專門用于IP組播。

廣播消息會發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的設(shè)備。例如，在搜索IP地址的MAC地址（ARP請求）時，使用的就是廣播消息。這就是為什么通信模塊必須處理和評估廣播信息的原因。如果網(wǎng)絡(luò)中存在太多的廣播信息，網(wǎng)絡(luò)的性能會下降。因為每個模塊要處理完所有的廣播消息后才能確定哪些信息是給自己的。

如果使用S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP卡，關(guān)于廣播消息需注意以下兩點：

• S7-300/S7-400的工業(yè)以太網(wǎng)CP在收到信息之后，廣播消息會zui先被篩選出來，并立即丟掉所有無用的消息（例如，ARP請求），以防止廣播消息對其他鏈路產(chǎn)生負面的影響。西門子模塊6ES7441-1AA05-0AE0

• S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP通過UDP鏈接可以發(fā)送數(shù)據(jù)，但是不能接受數(shù)據(jù)。

自STEP 7/ NCM V5.1 + SP2及以后版本 S7-300/S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP的UDP組播可以給一個特定組的通訊伙伴發(fā)送信息。

通訊處理器特性：

通常通訊處理器不接受除時間外的其他組播消息。如果在組態(tài)中激活一個組播組，那么在控制器中也需要激活此組播。這樣只激活了一個特定組，通訊處理器仍然繼續(xù)過濾網(wǎng)絡(luò)中其它廣播消息。每個已組態(tài)的組播都必須在控制器中標(biāo)記。                       

這就是為什么在信息要發(fā)送到一組伙伴站時選擇組播。

• 在條目ID 16767769 中，可以找到關(guān)于S7-300工業(yè)以太網(wǎng)CP中支持的zui大組播組數(shù)的信息。
• 在條目ID 15368142 中，可以找到關(guān)于S7-400工業(yè)以太網(wǎng)CP中支持的zui大組播組數(shù)的信息。

• 在S7-1200 / S7-1500 CP / CM的手冊中，可以找到支持的zui大組播組數(shù)的信息。

• 與UDP一樣，數(shù)據(jù)長度的限制是2048字節(jié)。

• 通訊處理器仍然不受廣播負載影響。

• 所有的伙伴站也都必須支持組播。

• 發(fā)送的信息沒有任何安全機制（應(yīng)答）。

• IP組播信息可以通過路由器發(fā)送到外部不同網(wǎng)段IP。

由于UDP協(xié)議不提供應(yīng)答機制，所以發(fā)送的消息沒有應(yīng)答。例如如果將一個消息發(fā)送給100個伙伴，然后同時到達100個確認(一個伙伴一個確認)，發(fā)送方模塊無法評估如此泛洪的數(shù)據(jù)。

組態(tài)多點傳輸連接：

1. 在NetPro里面插入新的“UDP連接”型鏈接。作為連接伙伴，選擇“All multicast stations”。
      

   
   圖. 1

2. 在UDP鏈接的屬性對話框中，打開“Address”標(biāo)簽。在這里可以定義組播組。224.0.1.0到239.255.255.255的IP地址是專門作為組播地址的。從這個IP地址范圍發(fā)送的消息會作為組播消息被每個模塊識別。IP地址范圍是專門通過UDP連接用于IP組播的。  
   本地和遠程端口可以使能1到65535。在創(chuàng)建*個組播環(huán)路時，將在默認情況下將224.0.1.0分配給它。用戶可以改變組播環(huán)路的IP地址?？捎玫腎P地址范圍是224.0.1.0到239.255.255.255。

圖. 2

3. 在NetPro中，UDP鏈接在配置鏈接中顯示。在Partner欄中顯示條目“All multicast nodes”。
   

圖. 3

組態(tài)建議：

建議在組態(tài)組播連接的時候按照以下規(guī)則操作：

        1.本地和遠程的組播連接的端口要相同。

        2.考慮LAN上的組播地址。

為組播連接的本地和遠程端口選擇相同的端口號
如果組播信息到達了控制器，只有端口號碼是相關(guān)的。

只有一個組播鏈接能在兩個站之間組態(tài)。在站1和站2中，需要給組播的本地和遠程端口組態(tài)相同的端口號。因此，站1可以接收 站2 發(fā)送到組播組的數(shù)據(jù)，并且站2可以接收站1發(fā)送到組播組的數(shù)據(jù)。

表1

考慮在LAN上組播地址的選擇
通過組播，3個低字節(jié)的IP地址被復(fù)制到MAC地址01.00.5E.00.00.00zui后的字節(jié)中。 這之后MAC地址輸入到控制器中的單獨組播組中。這保證了信息能通過各自的控制器。此外，*個被復(fù)制的地址的字節(jié)的zui高位會被忽略而且總是為0。在LAN上的信息中。

被創(chuàng)建的MAC地址也會zui為可見的目標(biāo)MAC地址。

從 站1 發(fā)送到 站2 的組播信息。  

表 2

當(dāng)站1和站2在同一個組播組，并且所有端口號都相同，無限制的雙向數(shù)據(jù)交換就可以在站1和站2之間進行了。         但是，由站1和站2發(fā)送的組播信息也會被站3接收。這是因為組播組224.0.1.0 and 225.0.1.0有相同的MAC地址
 01:00:5E:00:01:00。

注意

• 不同的組播組IP地址實際上是代表了相同的組播組。因此，在分配組播組時應(yīng)當(dāng)注意避免未分配地址的站接收不需要的信息。這是基于RFC 1112的規(guī)則 (互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準)。
• 工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM支持IGMP協(xié)議（Internet組管理協(xié)議）。在外部IP子網(wǎng)的站可以訪問，這是由于IGMP協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)上提供IP組播。IP組播會同時分布信息給在同一IP地址下的多個站。組播組的管理發(fā)生在路由器中，會直接與組播組的接收器連接。IGMP協(xié)議提供下面這個功能：工業(yè)以太網(wǎng)CP/CM能建議路由器的特殊組播組的組播信息的需求。組播路由器協(xié)議在路由器之間采取協(xié)調(diào)。

支持組播連接的模塊
表3列出了支持組播和廣播連接的S7-1200/S7-1500模塊。
 

表 3

1) 不支持通過UDP連接發(fā)送。

表4列出了支持組播和廣播連接的S7-300 / S7-400模塊。
   

表 4

電源模塊    
6ES7 407-0DA02-0AA0    電源模塊(4A)
6ES7 407-0KA02-0AA0    電源模塊(10A)
6ES7 407-0KR02-0AA0    電源模塊(10A)冗余
6ES7 407-0RA02-0AA0    電源模塊(20A)
6ES7 405-0DA02-0AA0    電源模塊(4A)
6ES7 405-0KA02-0AA0    電源模塊(10A)
6ES7 405-0RA01-0AA0    電源模塊(20A)
6ES7 971-0BA00    備用電池
CPU    
6ES7 412-3HJ14-0AB0    CPU 412-3H; 512KB程序內(nèi)存/256KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-4HM14-0AB0    CPU 414-4H; 冗余熱備CPU 2.8 MB RAM
6ES7 417-4HT14-0AB0    CPU 417-4H; 冗余熱備CPU 30 MB RAM
6ES7 400-0HR00-4AB0    412H 系統(tǒng)套件包括 2 個CPU、1個H型*機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS407 10A)
6ES7 400-0HR50-4AB0    412H 系統(tǒng)套件包括 2 個CPU、1個H型*機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS405 10A)
6ES7 412-1XJ05-0AB0    CPU412-1,144KB程序內(nèi)存/144KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 412-2XJ05-0AB0    CPU412-2,256KB程序內(nèi)存/256KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-2XK05-0AB0    CPU414-2,512KB程序內(nèi)存/512KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-3XM05-0AB0    CPU414-3,1.4M程序內(nèi)存/1.4M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 414-3EM05-0AB0    CPU414-3PN/DP 1.4M程序內(nèi)存/1.4M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 416-2XN05-0AB0    CPU416-2,2.8M程序內(nèi)存/2.8M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 416-3XR05-0AB0    CPU416-3,5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 416-3ER05-0AB0    CPU416-3PN/DP 5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 416-2FN05-0AB0    CPU416F-2,2.8M程序內(nèi)存/2.8M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 416-3FR05-0AB0    CPU416F-3PN/DP,5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 417-4XT05-0AB0    CPU417-4,15M程序內(nèi)存/15M數(shù)據(jù)內(nèi)存
內(nèi)存卡    
6ES7 955-2AL00-0AA0    2 X 2M字節(jié) RAM
6ES7 955-2AM00-0AA0    2 X 4M字節(jié) RAM
6ES7 952-0AF00-0AA0    64K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AH00-0AA0    256K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AK00-0AA0    1M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AL00-0AA0    2M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AM00-0AA0    4M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AP00-0AA0    8M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AS00-0AA0    16M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AY00-0AA0    64M字節(jié) RAM
6ES7 952-0KF00-0AA0    64K字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-0KH00-0AA0    256K字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KK00-0AA0    1M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KL00-0AA0    2M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KM00-0AA0    4M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KP00-0AA0    8M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KS00-0AA0    16M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KT00-0AA0    32M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KY00-0AA0    64M字節(jié) FLASH EPROM
開關(guān)量輸入模板    
6ES7 421-7BH01-0AB0    開關(guān)量輸入模塊(16點,24VDC)中斷
6ES7 421-1BL01-0AA0    開關(guān)量輸入模塊(32點,24VDC)
6ES7 421-1EL00-0AA0    開關(guān)量輸入模塊(32點,120VUC)
6ES7 421-1FH20-0AA0    開關(guān)量輸入模塊(16點,120/230VUC)
6ES7 421-7DH00-0AB0    開關(guān)量輸入模塊(16點,24V到60VUC)
開關(guān)量輸出模板    
6ES7 422-1BH11-0AA0    開關(guān)量輸出模塊(16點,24VDC，2A）
6ES7 422-1BL00-0AA0    32點輸出，24VDC,0.5A
6ES7 422-7BL00-0AB0    32點輸出，24VDC,0.5A,中斷
6ES7 422-1FH00-0AA0    16點輸出，120/230VAC，2A
6ES7 422-1HH00-0AA0    16點輸出，繼電器，5A
模擬量模塊    
6ES7 431-0HH00-0AB0    16路模擬輸入，13位
6ES7 431-1KF00-0AB0    8路模擬輸入，13位，隔離
6ES7 431-1KF10-0AB0    8路模擬輸入，14位，隔離，線性化
6ES7 431-1KF20-0AB0    8路模擬輸入，14位，隔離
6ES7 431-7QH00-0AB0    16路模擬輸入，16位，隔離
6ES7 431-7KF00-0AB0    8路模擬輸入，16位，隔離，熱電偶
6ES7 431-7KF10-0AB0    8路模擬輸入，16位，隔離，熱電阻
6ES7 432-1HF00-0AB0    8路模擬輸出，13位，隔離
功能模板    
6ES7 450-1AP00-0AE0    FM450-1計數(shù)器模板
6ES7 451-3AL00-0AE0    FM451定位模板
6ES7 452-1AH00-0AE0    FM452電子凸輪控制器
6ES7 453-3AH00-0AE0    FM453定位模板
6ES7 455-0VS00-0AE0    FM455C閉環(huán)控制模塊
6ES7 455-1VS00-0AE0    FM455S閉環(huán)控制模塊
6DD1 607-0AA2    FM 458-1DP快速處理系統(tǒng)
6ES7 953-8LJ20-0AA0    用于FM458-1DP 基本模板 512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0    用于FM458-1DP 基本模板 2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0    用于FM458-1DP 基本模板 4MByte(MMC)
6DD1 607-0CA1    EXM 438-1 I/O擴展模板
6DD1 607-0EA0    EXM 448 通訊擴展模板
6DD1 607-0EA2    EXM 448-2 通訊擴展模板
6DD1 684-0GE0    SC64連接電纜
6DD1 684-0GD0    SC63連接電纜
6DD1 684-0GC0    SC62連接電纜
6DD1 681-0AE2    SB10端子模塊
6DD1 681-0AF4    SB60端子模塊
6DD1 681-0EB3    SB61端子模塊
6DD1 681-0AG2    SB70端子模塊
6DD1 681-0DH1    SB71端子模塊
6DD1 681-0AJ1    SU12端子模塊
6DD1 681-0GK0    SU13端子模塊
通訊模板    
6ES7 440-1CS00-0YE0    CP440通訊處理器
6ES7 441-1AA04-0AE0    CP441-1通訊處理器
6ES7 441-2AA04-0AE0    CP441-2通訊處理器
6ES7 963-1AA00-0AA0    RS232C接口模板
6ES7 963-2AA00-0AA0    20mA接口模板
6ES7 963-3AA00-0AA0    RS422/485接口模板
6ES7 870-1AA01-0YA0    可裝載驅(qū)動 MODBUS RTU 主站
6ES7 870-1AB01-0YA0    可裝載驅(qū)動 MODBUS RTU 從站
6GK7 443-5FX02-0XE0    CP443-5基本型通訊處理器,支持Profibus-Fms協(xié)議
6GK7 443-5DX04-0XE0    CP443-5擴展型通訊處理器,支持Profibus-DP協(xié)議
6GK7 443-1EX11-0XE0    CP443-1 以太網(wǎng)通訊處理器
6GK7 443-1EX41-0XE0    CP443-1 高級以太網(wǎng)通訊處理器
附件    
6ES7 960-1AA04-0XA0    冗余系統(tǒng)同步模板（新）近距離同步（10米以內(nèi)）
6ES7 960-1AB04-0XA0    冗余系統(tǒng)同步模板（新）遠程同步模板（10米到10公里，用同長度的光纜）
6ES7 960-1AA04-5AA0    冗余系統(tǒng)光纖連接電纜（1米）（新）
6ES7 960-1AA04-5BA0    冗余系統(tǒng)光纖連接電纜（2米）（新）
6ES7 960-1AA04-5KA0    冗余系統(tǒng)光纖連接電纜（10米）（新）
6ES7 833-1CC01-0YA5    S7F系統(tǒng)可選軟件包
6ES7 833-1CC00-6YX0    F運行*
6ES7 197-1LA03-0XA0    Y-LINK 
6ES7 492-1AL00-0AA0    前連接器
6ES7 400-1TA01-0AA0    主板(18槽)
6ES7 400-1JA01-0AA0    主板(9槽)
6ES7 400-1TA11-0AA0    主板(18槽)鋁板
6ES7 400-1JA11-0AA0    主板(9槽)鋁板
6ES7 401-2TA01-0AA0    CR2主板（18槽）
6ES7 400-2JA00-0AA0    UR2-H主板（18槽）
6ES7 400-2JA10-0AA0    UR2-H主板（18槽）鋁板
6ES7 403-1TA01-0AA0    ER1機架（18槽）
6ES7 403-1JA01-0AA0    ER2機架（9槽）
6ES7 403-1TA11-0AA0    ER1機架（18槽）鋁板
6ES7 403-1JA11-0AA0    ER2機架（9槽）鋁板
6ES7 460-0AA01-0AB0    IM460-0
6ES7 461-0AA01-0AA0    IM461-0
6ES7 468-1AH50-0AA0    連接電纜  (0.75米）
6ES7 468-1BB50-0AA0    連接電纜 (1.5米）
6ES7 461-0AA00-7AA0    終端器
6ES7 460-1BA01-0AB0    IM460-1
6ES7 461-1BA01-0AA0    IM461-1
6ES7 468-3AH50-0AA0    468-3連接電纜  (0.75米）
6ES7 468-3BB50-0AA0    468-3連接電纜 (1.5米）
6ES7 460-3AA01-0AB0    IM460-3
6ES7 461-3AA01-0AA0    IM461-3
6ES7 468-1BF00-0AA0    468-1連接電纜（5米）
6ES7 468-1CB00-0AA0    468-1連接電纜（10米）
6ES7 468-1CC50-0AA0    468-1連接電纜（25米）
6ES7 468-1CF00-0AA0    468-1連接電纜（50米）
6ES7 468-1DB00-0AA0    468-1連接電纜（100米）
6ES7 461-3AA00-7AA0    終端器
6ES7 463-2AA00-0AA0    IM463-2接口模塊
6ES7 964-2AA04-0AB0    IF-964 DP接口模塊