6ES7321-1BL00-0AA0

西門子S7-300通訊接口介紹
一、SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口:多種通訊處理器用來連接AS-i接口(傳感器,執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò))、PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。通訊處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)。多點(diǎn)接口(MPI) 集成在CPU中,用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。用戶可以方便的使用Step7軟件進(jìn)行通訊組態(tài)。

CPU支持下列通訊類型:
1、過程通訊:通過總線(AS-i或PROFIBUS)對(duì)I/O模塊周期尋址(過程映象交換) 。
2、數(shù)據(jù)通訊:在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面(HMI)和幾個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間,數(shù)據(jù)通訊會(huì)周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。通過PROFIBUS的過程通訊方式:
S7-300通過通訊處理器,或通過集成在CPU上的PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。
帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU可以使用戶能夠方便高效地進(jìn)行組態(tài)。而且,用戶通過PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣,具有相同的組態(tài)、地址和編程。
下列設(shè)備可以作為通訊的主站:
①SIMATIC S7-300 (通過帶PROFIBUS-DP 接口CPU或通過PROFIBUS-DP)
②SIMATIC S7-400 (通過帶PROFIBUS-DP 接口的CPU或通過PROFIBUS-DP CP)
③SIMATIC C7 (通過帶PROFIBUS-DP接口的C7或通過PROFIBUS-DP CP)
④S5-115U/h,S5-135U和帶IM308的S5-155U/H
⑤帶PROFIBUS-DP接口的S5-95U
⑥SIMATIC 505 需要說明的是,在一條線上不要連接2個(gè)以上的主站。
下列設(shè)備可以作為從站:
① ET200B/L/M/S/X分布式 I/O設(shè)備
② 帶有CP342-5的S7-300(帶DP接口的控制系統(tǒng))
③ CPU315-2 DP,CPU316-2 DP 和CPU318-2 DP (帶DP接口的CPU)
④ C7-633/p CP,C7-633 DP,C7-634/P DP,C7-634 DP,C7-626 DP (帶DP接口的控制系統(tǒng)) 雖然帶有STEP7的編程器PG/PC或OPPROFIBUS- DP運(yùn)行的MPI功能。
通過AS-i的過程通訊
---- 對(duì)于AS-i接口總線,S7-300有合適的通訊處理器(CP342-2)用來連接現(xiàn)場設(shè)備。
二、數(shù)據(jù)通訊概述
S7-300 具有多樣的通訊方式:
① 用全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊聯(lián)網(wǎng)的CPU之間可以通過聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的交換
② 用通訊功能塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)其他站點(diǎn)進(jìn)行由事件驅(qū)動(dòng)的通訊
MPI, PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng):
① 全局?jǐn)?shù)據(jù),通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊服務(wù),聯(lián)網(wǎng)的CPU可以相互之間周期性交換數(shù)據(jù)(最大到4gd包,每包 有22字節(jié)/周期)。例如:一個(gè)CPU可以訪問另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)位和過程映象。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只可以通過MPI進(jìn)行。在Step7中的GD表中進(jìn)行組態(tài)。
通訊功能,對(duì)S7/M7/C7的通訊服務(wù)可以使用系統(tǒng)內(nèi)部塊建立起來。
MPI的標(biāo)準(zhǔn)通訊
① 擴(kuò)展通訊通過MPI、K總線、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)(S7-300只能作為服務(wù)器)
② 對(duì)于S5系列及第三方的通訊服務(wù),可以使用非駐留塊建立。
③ PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)S5兼容的通訊
通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)通訊 (第三方設(shè)備)
---- 與全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,必須為通訊功能建立通訊連接。
通過CP的數(shù)據(jù)通訊(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))
---- 用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經(jīng)濟(jì)而方便的點(diǎn)到點(diǎn)鏈接。在3種通訊接口的基礎(chǔ)上,有多種通訊協(xié)議可以使用。 如:
① 20 mA(TTY) ② RS 232C/V.24 (20m之內(nèi)的通訊,通訊距離受電容負(fù)載影響,基于數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備開發(fā), 抗*力弱,需電平轉(zhuǎn)換,不可聯(lián)網(wǎng),全雙工) ③ RS 422/RS 485(1200m之內(nèi)通訊,可通過RS485中繼器延長通信距離,最多32節(jié)點(diǎn)的總線式拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)(主從式),只支持總線式,不許TTL電平轉(zhuǎn)換,可聯(lián)網(wǎng),半雙工) 可連接下列設(shè)備(因?yàn)榛谟?jì)算機(jī)開發(fā),所以協(xié)議功能有出入):
① S7 PLC和S5 PLC及第三方系統(tǒng)
② 打印機(jī)
③ 機(jī)器人控制
④ 掃描儀、條碼閱讀器等
通過多點(diǎn)接口(MPI) 的數(shù)據(jù)通訊 多點(diǎn)接口(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡單聯(lián)網(wǎng)。MPI能同時(shí)連接幾個(gè)帶 STEP 7的編程器/PC、人機(jī)界面(HMI)
全局?jǐn)?shù)據(jù)
聯(lián)網(wǎng)的CPU(GD)服務(wù),周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換(每個(gè)程序周期最多允許16個(gè)GD包,每包最多64字節(jié))。S7-300 cpu每次最多可以交換4個(gè)含22個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包,而且最多可以有16個(gè)CPU參與數(shù)據(jù)交換(用step7 v4.x以上版編程軟件)。
全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只能通過MPI接口。
內(nèi)部通訊總線(K-總線)
CPU的MPI是直接與S7-300的K總線連接。即可以用k總線接口從編程器直接通過MPI對(duì)FM/CP模塊進(jìn)行編址。
功能強(qiáng)大的通訊技術(shù):
① 最多32個(gè)MPI站
② 每個(gè)CPU最多有8個(gè)動(dòng)態(tài)通訊連接用于與SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)通訊
③ 每個(gè)CPU最多有4個(gè)靜態(tài)通訊連接用于與編程器、PC機(jī)、SIMATIC HMI系統(tǒng)和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進(jìn)行擴(kuò)展通訊。
④ 數(shù)據(jù)傳輸速度187.5千位/秒或12兆位/秒
靈活的擴(kuò)展能力:
用下列可靠的部件來配置MPI通訊:LAN電纜,LAN連接器和RS48中繼器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列產(chǎn)品。這些部件保證了的配置。例如,在任意兩個(gè)給定的MPI節(jié)點(diǎn)之間可串聯(lián)最多10個(gè)中繼器來跨越長距離。
通過CP進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊(PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)) 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)相連。
可連接的包括:
① SIMATIC S7-300 ② 數(shù)控系列 ③ SIMATIC S7-400 ④ 機(jī)械手控制系統(tǒng)
⑤ SIMATIC S5-115U/H ⑥ 工業(yè)PC機(jī) ⑦ 編程器 ⑧ 個(gè)人計(jì)算機(jī) ⑨ 驅(qū)動(dòng)控制器 ⑩ SIMATIC HMI ? 非西門子裝置

1. S7-300 系統(tǒng)擴(kuò)展
- S7-300系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
通常一套 S7-300 PLC 系統(tǒng)有一個(gè)主機(jī)架,安裝有 CPU 的機(jī)架稱為主機(jī)架。當(dāng)主機(jī)架上的 I/O 模塊C最多 8 塊)上的點(diǎn)數(shù)不能滿足控制要求時(shí),可通過增加擴(kuò)展機(jī)架的方式擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模,S7-300 最多可增加 3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架,每個(gè)擴(kuò)展機(jī)架最多可安裝 8 個(gè) I/O 模塊,裝在 4 到 11 槽,3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架最多安裝 24 個(gè) I/O 模塊。
在使用擴(kuò)展機(jī)架時(shí),需要配置機(jī)架CRack),電源模塊CPS),接口模塊CIM),連接電纜,以及
S7-300 模塊CI/O 信號(hào)模塊、通訊模塊、功能模塊等)。
S7-300 的安裝機(jī)架是一種導(dǎo)軌,S7-300 的模板可安裝在導(dǎo)軌上,既可以水平安裝,也可以垂直安裝, 使用的工作環(huán)境溫度不同。
垂直安裝:0 至 40DC
水平安裝:0 至 60DC
電源和 CPU 安裝在左邊或底部。
應(yīng)配合模板的安裝寬度選擇不同長度的導(dǎo)軌,模板的寬度可查樣本,模擬 I/O 模板和數(shù)字 I/O 模板的寬度一般為 40 mm。
必須保持圖 1-1 中所示的間隙,以提供模板安裝空間,確保模板良好散熱。

圖1-1 間隙
使用一個(gè)機(jī)架還是使用多個(gè)機(jī)架,取決于具體情況。在下面的情況下應(yīng)該使用單機(jī)架:
- 小的控制系統(tǒng),信號(hào)數(shù)措少
- CPU312、312IFM、312C 只能用單機(jī)架
在下面的情況下應(yīng)該使用多機(jī)架:
- 系統(tǒng)要處理的信號(hào)數(shù)措大
- 沒有足夠的插槽
如需將 S7-300 模塊安裝在幾個(gè)機(jī)架上,則需要接口模板CIM),接口模板的作用是將 S7-300 背板總線從上一個(gè)機(jī)架擴(kuò)展到下一個(gè)機(jī)架。中央處理單元 CPU 總是在 0 號(hào)機(jī)架上。接口模板分如下兩種。
特 點(diǎn) | 多機(jī)架擴(kuò)展 | 單機(jī)架擴(kuò)展 |
主機(jī)架接口模塊 | IM 360 訂貨號(hào):6ES7 360-3AA01-0AA0 | IM 365 訂貨號(hào):6ES7365-0BA01- 0AA0C基本溫度)6AG1365- 0BA01-2AA0C擴(kuò)展溫度-25 ~ +60 °C) |
擴(kuò)展機(jī)架接口模塊 | IM 361 訂貨號(hào):6ES7 361-3CA01-0AA0 外接24VDC電源 | IM 365C硬連線至發(fā)送接口模板IM 365) 由發(fā)送IM365供電 |
擴(kuò)展機(jī)架數(shù)措 | 最大3個(gè) | 最大1個(gè) |
連接電纜 | 1米C6ES7 368-3BB01-0AA0) 2.5米C6ES7 368-3BC51-0AA0) 5米C6ES7 368-3BF01-0AA0) 10米C6ES7 368-3CB01-0AA0) | 1 米C硬連線) |
總線 | P總線C外設(shè)總線,I/O) C總線C通訊總線,也稱K總線) | P總線C外設(shè)總線I/O)* |
*IM365 擴(kuò)展機(jī)架只支持 P 總線,只有 I/O 信號(hào)模板可安裝在 IM365 擴(kuò)展機(jī)架上。當(dāng)擴(kuò)展機(jī)架上使用 FM、CP 模塊時(shí),只能選擇 IM360/361 擴(kuò)展模式。
圖1-2 為S7-300 PLC IM360/361 擴(kuò)展模式的安裝示例。

圖1-2 擴(kuò)展舉例
在 STEP7 中,通過簡單的拖放操作就可以完成主機(jī)架的配置。配置過程中,添加到主機(jī)架中的模板的訂貨號(hào)C在硬件目錄中選中一個(gè)模板,目錄下方的窗口會(huì)顯示該模板的訂貨號(hào)以及描述)應(yīng)該與實(shí)際硬件*。
- 首先直接新建一個(gè)項(xiàng)目,在項(xiàng)目中插入一個(gè) SIMATIC300 Station,雙擊 Hardware 圖標(biāo),打開硬件組態(tài)程序。在硬件目錄中找到 S7-300 機(jī)架,拖拽到左上方的視團(tuán)中,即可添加一個(gè)主機(jī)架。

圖 1-3 添加主機(jī)架
- 插入主機(jī)架后,分別向機(jī)架中的 1號(hào)槽添加電源、2 號(hào)槽添加 CPU。硬件目錄中的某些 CPU
型號(hào)有多種操作系統(tǒng)版本,在添加 CPU 時(shí),CPU 的型號(hào)和操作系統(tǒng)版本都要與實(shí)際硬件*。

圖1-4 向主機(jī)架中添加電源和CPU
- 如果需要擴(kuò)展機(jī)架,則應(yīng)該在 IM-300目錄下找到相應(yīng)的接口模板,添加到 3號(hào)槽,如團(tuán) 1-5。如無擴(kuò)展機(jī)架,3 號(hào)槽留空。

圖 1-5 向主機(jī)架添加 IM360
- 4至 11 號(hào)槽中可以添加信號(hào)模板、功能模板、通信處理器等,上述模板分別在硬件目錄中的SM-300,F(xiàn)M-300 和 CP-300 目錄下。例如,團(tuán) 1-6 向主機(jī)架中添加了一個(gè)數(shù)字措輸入模板和一個(gè)數(shù)字措輸出模板。

圖1-6 向主機(jī)架中添加信號(hào)模板
向主機(jī)架中添加了一個(gè)數(shù)字措輸入模板和一個(gè)數(shù)字措輸出模板。
一個(gè) S7-300 站至少有一個(gè)主機(jī)架C0 號(hào)機(jī)架),最多可以有三個(gè)擴(kuò)展機(jī)架C1—3 號(hào)機(jī)架)。
在 STEP 7 中,可以像添加主機(jī)架一樣,通過拖拽向站窗口中添加擴(kuò)展機(jī)架。然后分別在主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架中添加相應(yīng)的接口模板。STEP 7 就會(huì)顯示出相應(yīng)的機(jī)架之間的連接。
兩種機(jī)架擴(kuò)展情況:
- 只有一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架時(shí),主機(jī)架C0)和擴(kuò)展機(jī)架C1)的3 號(hào)槽中都使用 IM365 連接,如圖 1- 7 。

- 有1 到 3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架時(shí),主機(jī)架C0)的 3 號(hào)槽中使用 IM360,擴(kuò)展機(jī)架 1—3 的 3 號(hào)槽中用
IM361,如團(tuán) 1-8 。

圖1-8 IM360/361 機(jī)架擴(kuò)展示例
2. S7-400 系統(tǒng)擴(kuò)展
中央機(jī)架可插入 6 發(fā)送接口模塊,但能發(fā)送 5V 電壓的發(fā)送 IMC如 IM460-1)最多 2 個(gè),最多可連 21
個(gè)擴(kuò)展單元,如團(tuán) 2-1 S7-400 機(jī)架擴(kuò)展配置示例。

圖2-1 S7-400 機(jī)架擴(kuò)展配置示例
S7-400 接口模塊:

圖2-2 S7-400 接口模塊
2.1 IM460-0/IM461-0 擴(kuò)展模式
IM460-0:
- 6ES7460-0AA00-0AB0C已停產(chǎn)),發(fā)送接口模塊,擴(kuò)展 8個(gè)機(jī)架, 電纜最長 3 米。
- 6ES7460-0AA01-0AB0,發(fā)送接口模塊,擴(kuò)展 8 個(gè)機(jī)架,電纜最長 5 米。
- SIPLUSIM460-0:6AG1 460-0AA01-2AB0,寬溫型接口模塊,使用環(huán)境溫度-25 ~ +60 °C。
- 擴(kuò)展機(jī)架需插電源模塊,傳輸 P總線和 C 總線CK 總線)。
IM461-0:
- 6ES7461-0AA00-0AA0C已停產(chǎn)),接收接口模塊。
- 6ES7461-0AA01-0AA0:接收接口模塊。
- SIPLUSIM461-0:6AG1 461-0AA01-2AA0,寬溫型接口模塊,使用環(huán)境溫度-25 ~ +60 °C。
- 終端電阻:6ES7461-0AA00-7AA0
- 連接電纜:468-1

圖2-3 S7-400 IM 接口模塊 460/1-0 面板圖
發(fā)送模塊指示燈與狀態(tài):

接收模塊指示燈與狀態(tài):

2.2 IM460-1/IM461-1 擴(kuò)展模式
IM460-1:
- 6ES7460-1BA00-0AB0C已停產(chǎn)),發(fā)送接口模塊,擴(kuò)展 2個(gè)單元,電纜最長 5 米。
6ES7460-1BA01-0AB0 ,發(fā)送接口模塊,擴(kuò)展 2 個(gè)單元,電纜最長 1.5 米。
- 擴(kuò)展機(jī)架無需電源模塊,傳輸 P總線。當(dāng)使用診斷功能、硬件中斷、 FM、CP 模塊時(shí),請(qǐng)選擇其它擴(kuò)展模式。
IM461-1:
- 6ES7461-1BA00-0AA0C已停產(chǎn)),接收接口模塊。
- 6ES7461-1BA01-0AA0,接收接口模塊。
- 終端電阻:6ES7461-1BA00-7AA0C用于 6ES7461-1BA00-0AA0)
- 連接電纜:468-3
模塊面板圖:

圖 2-4 S7-400IM 接口模塊 460/1-1 面板圖
發(fā)送模塊指示燈與狀態(tài):

接收模塊指示燈與狀態(tài):

2.3 IM460-3/IM461-3 擴(kuò)展模式
IM460-3:
- 6ES7460-3AA00-0AB0C已停產(chǎn)),發(fā)送接口模塊,擴(kuò)展 8個(gè)單元,最遠(yuǎn)達(dá) 102 米。
- 6ES7460-3AA01-0AB0,發(fā)送接口模塊,擴(kuò)展 8 個(gè)單元,最遠(yuǎn)達(dá) 102 米。
- 擴(kuò)展機(jī)架需插電源模塊,傳輸 P總線、C 總線。
IM461-3:
- 6ES7461-3AA00-0AA0C已停產(chǎn)),接收接口模塊。
- 6ES7461-3AA01-0AA0,接收接口模塊。
- 終端電阻:6ES7461-3AA00-7AA0
- 連接電纜:468-1
模塊面板圖:

圖 2-5 S7-400IM 接口模塊 460/1-3 面板圖
發(fā)送模塊指示燈與狀態(tài):

接收模塊指示燈與狀態(tài):

- IM460-4/IM461-4擴(kuò)展模式C已停產(chǎn))
IM460-4:
- 6ES7460-4AA01-0AB0,發(fā)送接口模塊,擴(kuò)展 8 單元,最遠(yuǎn)達(dá) 605 米。
- 擴(kuò)展機(jī)架需插電源模塊,傳輸 P總線。
IM461-4:
- 6ES7461-4AA01-0AA0,接收接口模塊。
- 終端電阻:6ES7461-4AA00-7AA0
連接電纜:468-1
模塊面板圖:

圖2-6 S7-400IM 接口模塊 460/1-4 面板圖
發(fā)送模塊指示燈與狀態(tài):

接收模塊指示燈與狀態(tài):

6ES7321-1BL00-0AA0