工业以太网.docx
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工业以太网
工业以太网
简介
----工业以太网是基于IEEE802.3（Ethernet）的强大的区域和单元网络。
利用工业以太网，SIMATICNET提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。
----企业内部互联网（Intranet），外部互联网（Extranet），以及国际互联网（Internet）提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。
继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M波特率快速以太网（FastEthernet，符合IEEE802.3u的标准）也已成功运行多年。
采用何种性能的以太网取决于用户的需要。
通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。
为用户带来的利益
----市场占有率高达80%，以太网毫无疑问是当今LAN（局域网）领域中首屈一指的网络。
以太网优越的性能，为您的应用带来巨大的利益：
∙通过简单的连接方式快速装配。
∙通过不断的开发提供了持续的兼容性，因而保证了投资的安全。
∙通过交换技术提供实际上没有限制的通讯性能。
∙各种各样联网应用，例如办公室环境和生产应用环境的联网。
∙通过接入WAN（广域网）可实现公司之间的通讯，例如，ISDN或Internet的接入。
----SIMATICNET基于经过现场应用验证的技术,SIMATICNET已供应多于400,000个节点，遍布世界各地，用于严酷的工业环境，包括有高强度电磁干扰的区域。
工业以太网络的构成
----一个典型的工业以太网络环境，有以下三类网络器件：
∙网络部件
o连接部件：
▪FC快速连接插座
▪ELS（工业以太网电气交换机）
▪ESM（工业以太网电气交换机）
▪SM（工业以太网光纤交换机）
▪MCTP11（工业以太网光纤电气转换模块）
o通信介质：
普通双绞线，工业屏蔽双绞线和光纤
∙SIMATICPLC控制器上的工业以太网通讯外理器。
用于将SIMATICPLC连接到工业以太网。
∙PG/PC上的工业以太网通讯外理器。
用于将PG/PC连接到工业以太网。
工业以太网重要性能
----为了应用于严酷的工业环境，确保工业应用的安全可靠，SIMATICNET为以太网技术补充了不少重要的性能：
∙工业以太网技术上与IEEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP通讯协议
∙10/100M自适应传输速率
∙冗余24VDC供电
∙简单的机柜导轨安装
∙方便的构成星型、线型和环型拓扑结构
∙高速冗余的安全网络，最大网络重构时间为0.3秒
∙用于严酷环境的网络元件，通过EMC测试
∙通过带有RJ45技术、工业级的Sub-D连接技术和安装专用屏蔽电缆的FastConnect连接技术，确保现场电缆安装工作的快速进行
∙简单高效的信号装置不断地监视网络元件
∙符合SNMP（简单的网络管理协议）
∙可使用基于web的网络管理
∙使用VB/VC或组态软件即可监控管理网络
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最新更新时间：
2004-2-19
用于PC/PG的工业以太网网卡
产品信息
CP1612PCI插卡，提供RJ45接口。
CP1612支持以下的通讯服务（与相关的软件包一起）：
CP1512PCMCIA插卡，CP提供RJ45接口。
CP1512支持以下的通讯服务（与相关的软件包一起）：
∙传输协议ISO和TCP/IP
∙PG/OP通讯
∙S7通讯
∙S5兼容通讯（SEND/RECEIVE）
∙支持OPC通讯
CP1515
∙符合IEEE802.11b的无线通讯网卡
∙应用在RLM（无线链路模块）和MOBIC
新品发布
带有微处理器的通讯处理器
CP1613是一种带有微处理器的PCI插卡，用来将PG/PC连接到工业以太网。
使用AUI/ITP接口或RJ45接口，可将PG/PC连接到以太网网络。
应用CP1613可实现时钟的网络范围同步。
与有关的软件一起，CP1613支持以下的通讯服务：
∙ISO和TCP/IP通讯协议
∙PG/OP通讯
∙S7通讯
∙S5兼容通讯（SEND/RECEIVE）
∙TF协议（技术功能）
∙支持OPC通讯
使用集成微处理器的CP1613
通讯处理器CP1613的优点：
∙由于集成了微处理器而有恒定的数据吞吐量
∙支持"即插即用"和"自适应"（10/100Mbit/s）
∙由于连接数量大，支持运行大型的网络配置
∙CP1613可用于冗余通讯
∙OPC作为一种标准接口（包括软件包）
∙使用NCMPC和STEP7均可定制和修改项目
∙设计适用于工业环境
用于PLCS7200/300/400的工业以太网网卡
----通讯处理器（CP）的作用是将SIMATICPLC连接到工业以太网网络中，设计用于严酷的工业环境，可用于较宽的温度范围内，并通过船级认证（ABS），可用于船只或海上设备。
----通讯处理器配置有RJ45接口，10/100Mbit/s的数据传输速率,能快速传输大量数据。
SIMATICPLC工业以太网通讯处理器的优点：
∙通过UDP连接或群播功能可达到多用户。
∙利用NTP（网络时间协议）提供时钟同步（使用CP443-1和CP443-1IT）。
∙可选择KeepAlive功能。
∙使用10/100Mbit/s工业以太网可将SIMATICS7集成到复杂的成套装置内。
使用S5兼容通讯可将SIMATICS7集成到现有装置内。
∙借助于TCP/IP的WAP功能，通过电话网络（例如ISDN），CP也能远距离编程和对设备进行初始调试。
∙一种模块就能用于不同应用：
PG/PC，操作和监视系统（OP通讯的多路转换；最多可连接16个OP）以及SIMATICS5/S7。
∙使用NCMS7（已集成在STEP7中）可提供范围广泛的诊断功能，包括显示CP的操作状态，实现通用诊断和统计功能，提供连接诊断和LAN控制器统计及诊断缓冲器。
产品信息
用于S7-200的CP243-1
CP243-1用于SIMATICS7-200连接工业以太网，并能通过工业以太网实现与S7-200、S7-300或S7-400PLC及PC机的数据交换。
CP最多可建立8个连接。
利用标准化、开放并与制造商无关的OPC接口，PC应用程序通过工业以太网存取S7-200
的数据。
存取数据需软件包SOFTNET-S7。
通过这种方式，可实现被处理的数据可视化，存
档或用一台PC作进一步处理（例如，VB、VC应用程序、WinCC或WinAC的PC应用程序）。
用于S7-300和S7-400的CP
CP343-1用于SIMATICS7-300连接工业以太网
CP443-1用于SIMATICS7-400连接工业以太网
它们具有自适应和自协商的功能，可检测HDX（半双工）和FDX（全双工）的运行模式以及自动
检测10/100Mbit/s通讯速率。
CP343-1、CP443-1提供ITP、RJ45（AUI）接口以及在同一时间内处理几种不同协议（例如
ISO，TCP和UDP传输协议）的能力（CP343-1PN：
无ISO协议）。
并提供PG/OP通讯和
S5兼容通讯（SEND/RECEIVE）。
新品发布
用于S7-200的具备IT功能的CP243-1IT
----SIEMENS具备IT功能（发Email,网页Web服务器，远程维护）的CP243-1IT板卡可以使用Step7Micro/WinV3.2.SP3配置。
该模块除具有一般以太网通讯功能外，还具备以下功能：
1．发Email，通过用户程序触发，Email内容可以设置。
2．作为Web服务器，通过通用的页面工具生成动态页面，随板卡赠送Applet小程序，作为页面与S7数据的接口。
通过此功能，用户可以在计算机上利用普通浏览器访问页面，实现部分人机界面功能。
3．实现远程维护。
即在远程可以修改、诊断现场的PLC程序。
工业以太网交换机技术
交换机是从网桥发展而来的设备。
交换机具有如下功能：
利用终端的以太网MAC地址，交换机可以对数据进行过滤，局部子网的数据依旧是局部的，交换机只传送发送到其它子网络终端的数据
与一般的以太网网络相，比扩大了可连接的终端数
限制子网络内的错误在整个网络上的传输
虽然较复杂，但交换机技术比中继器技术有更多的优点：
有形成子网络和网络段的可能性
通过数据交通结构提高了数据吞吐量，因而提高了网络性能
简单的网络配置规则
可以方便地实现有50个OSM（光纤交换机模块）和直径可达150km的网络拓朴结构，不会影响信号传输时间
产品信息
ELS（电气交换机模块）
使用ELS，能低成本、高效率地在现场级建成具有交换机
功能的线性结构或星形结构的工业以太网。
ELS设计用于现场开关柜内
带有LED（电源，链接状态，数据通讯量）设备诊断功能
RJ45插座用于用户设备与TP软线的连接
ELS能提供分别有4和8端口的产品。
ELSTP40/ELSTP40M适用于构造10/100Mbit/s自适应的线性网络
ELSTP40M附带有RJ45接口，可以使用web浏览器和SNMP（简单网络管理协议）进行远程管理的功能。
电气交换机ELSTP80可使用在星形结构的工业以太网中，使用RJ45接口允许连接最多8个设备。
或者在OSM/ESM网络中作为扩充接口。
带有快速连接接口，允许将工业以太网FCTP电缆直接连接到无转接技术的ELS。
ESM（电气交换机模块）
ESM能低成本、高效率建立10/100Mbit/s带交换功能的工业以太网。
特点：
通过分段（将一个网络分割成几个子网络/段）并将这些网络段连接到一个ESM，就可解耦负载，从而提高现有网络的性能。
集成在ESM内的冗余管理程序支持基于交换机技术的工业以太网冗余。
通过ESM环形拓扑，最大的网络重构时间为0.3秒。
环形网中的数据传输速率为100Mbit/s，每个环中最多可用50个ESM。
除了2个环端口外，ESM还有另外6个端口（任选ITP或RJ45接口），这些端口可与终端设备或网络段连接。
使用集成的后备功能可将几个环以冗余方式连接在一起。
可使用以下四种方法监测出错信息及进行网络管理：
使用硬连线接点
使用SNMP
使用电子邮件
保用命令行参数CLIESM拓扑结构通过ESM可以方便地构建适用于车间的网络拓朴结构。
可实现以下的网络结构：
应用ESM的线性结构和星形结构：
级联深度和网络规模仅受信号传输时间限制
应用ESM，可以方便地使网络总体规模达5公里
通过将各个子网络连接到ESM，可重构现有的网络
有快速介质冗余的100Mbit/s环形网（每环最多有50个ESM；最大重构时间为0.3秒）
OSM（光纤交换机模块）
用带光纤接口的工业以太网交换机OSM可以低成本高效率地建立10/100Mbit/s的交换机网络。
特点：
经过分段（将一个网络分割成几个子网络/段）和将这些网络段连接到一个OSM，可在现有网络中实现负载解耦，从而提高网络性能。
用交换机技术和快速介质冗余技术，集成在OSM内的冗余管理程序支持建立冗余工业以太网环结构（最大重构时间为0.3秒）。
建立一个光纤环需要OSM的2对光纤端口。
环内的数据传输速率为100Mbit/s，每个环中最多可用50个OSM。
除了2对或3对环端口外，OSM还有另外6个或5个端口（可任选ITP或RJ45接口，OSMITP53无RJ45接口），它们可与终端设备或网络段相连接。
通过集成的后备功能，可以冗余地将几个环彼此连接在一起。
可使用以下四种方法监测出错信息及进行网络管理：
使用硬连线接点
使用SNMP
使用电子邮件
保用命令行参数CLI
工业以太网网络部件的选型列表
冗余系统
网络内的冗余度
----发生故障后，尽快对网络进行重构，对工业应用来说是十分重要的。
否则，连接的终端设备会断开其逻辑通讯连接。
冗余网络提高了网络的整体安全性，减小了设备的停机时间。
为了达到所要求的快速反应时间，SIMATICNET采用一种专门开发的技术来控制后备功能。
这种功能保证网络可在小于0.3秒的时间内重构网络。
冗余软件包
----冗余软件包S7-REDCONNECT用来将PC链接到高可用性的SIMATICS7-H系统。
其结果是，SIMATICS7-H冗余系统使设备避免停机。
万一出现子系统故障或断线，系统交换机会切换到后备系统或后备网络（双总线，冗余环），使网络保持原先的通讯状态。
网络管理
产品信息:
SNMP-OPCServer:
使用SNMP-OPCServer，用户可以通过OPC客户端软件（如SIMATICNETOPCScout,WinccOPCClient,MSOfficeOPCClient等）对支持SNMP协议的网络设备进行远程管理。
∙读取网络设备参数，如交换机的端口状态，端口数据流量等
∙修改网络设备状态，如关闭/开启交换机某个端口
升级会员 