工业以太网.docx

1、工业以太网工业以太网简介 - 工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。利用工业以太网，SIMATIC NET 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(Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 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

2、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。 -SIMATIC NET基于经过现场应用验证的技术,SIMATIC NET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

3、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) MC TP11(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 SIMATIC PLC控制器上的工业以太网通讯外理器。用于将SIMATIC PLC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，SIMATIC NET

4、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Fast Connect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

5、可监控管理网络 窗体顶部窗体底部Copyright 2004 Siemens中国自动化与驱动集团,All Rights Reserved版权所有最新更新时间：2004-2-19用于PC/PG 的工业以太网网卡 产品信息 CP 1612 PCI 插卡，提供RJ45 接口。CP 1612 支持以下的通讯服务(与相关的软件包一起)： CP 1512 PCMCIA插卡，CP 提供RJ45接口。CP 1512 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CP 1515 符合IEEE

6、802.11b 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 CP 1613 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RJ 45 接口，可将PG/PC 连接到以太网网络。应用CP 1613 可实现时钟的网络范围同步。与有关的软件一起，CP 1613 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CP 1613通讯处理器CP 1613 的优点： 由于集成了

7、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NCM PC 和STEP 7 均可定制和修改项目 设计适用于工业环境用于PLC S7 200/300/400 的工业以太网网卡 -通讯处理器(CP)的作用是将SIMATIC PLC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。 SIM

8、ATIC PLC 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CP443-1 IT)。 可选择KeepAlive 功能。 使用10/100Mbit/s 工业以太网可将SIMATIC S7 集成到复杂的成套装置内。使用S5 兼容通讯可将SIMATIC S7 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SIMATIC S

9、5/S7。 使用NCM S7(已集成在STEP 7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CP 243-1 CP 243-1 用于SIMATIC S7-200 连接工业以太网，并能通过工业以太网实现与S7-200、S7-300 或S7-400 PLC 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

10、 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 CP 343-1 用于SIMATIC S7-300 连接工业以太网 CP 443-1 用于SIMATIC S7-400 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。 CP 343-1、CP 443-1 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(CP 343-1 PN：无ISO 协议)

11、。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CP 243-1IT -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Step 7 Micro/Win V3.2. 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

12、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

13、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。 ELS TP40/ELS TP40M 适用于构造10/100Mbit/s 自适应的线性网络 ELS TP40M 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ELS TP80 可使用在星形结构的工业以太网中，使用RJ45接口允许连

14、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FC TP 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

15、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CLI ESM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)O

16、SM(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，OSM ITP53 无RJ45

17、 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，SIMATIC NET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

18、-REDCONNECT 用来将PC链接到高可用性的SIMATIC S7-H系统。其结果是，SIMATIC S7-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-OPC Server: 使用SNMP-OPC Server，用户可以通过OPC客户端软件（如SIMATIC NET OPC Scout,Wincc OPC Client,MS Office OPC Client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