巴中西门子以太网6XV1840-2AH10

巴中西门子以太网6XV1840-2AH10

1 引言

在当今自动化领域，网络结构已经被广泛地应用于各行各业的工业环境中，它是构成各类控制系统的基础，其性能直接影响着系统整体的综合指标，不同的网络种类形式如：串口通讯、现场总线、以太网等已在各类场合获得了验证和发展，但随着近年来it技术的迅猛发展，这种格局正在发生着巨大的变化，特别是以太网技术正由商业向工业、上层向低层、低速向高速、非实时向实时、封闭向透明、层次化向扁平化等方面全面发展和延伸，并融合了各类现场总线的技术和协议，再加上的刺激和速度的提高因素，**各自动化成员厂商也不断推出“e网拉平到底”成功案例，传统的控制系统却不得不面对这一强劲的挑战，以太网进入工业控制领域并融入现场通讯技术已成为现实。

对于未来自动化网络技术的主，从现有市场应用度看，以太网iso/osi七层模型中**层应用层协议的标准化、通用性和开放性是决定各供货商设备彼此间是否可具备互操作性的首要条件，应用层协议的标准和开放为不同层次、不同厂商、不同种类的设备实现互联通信及实现的统一管理提供了良好的实现平台，纵观西门子工业以太网simatic ie的发展就顺应了这一市场的需求和趋势。

simatic ie所遵循的技术发展路线正是全面体现标准化、通用性及开放性这一战略，它兼顾了效率、实时性、确定性、灵活性等各方面综合因素，包含了标准以太网和定制以太网，simatic ie基于“tcp/ip＋标准化（profinet）＋通用性（s7/s5兼容、it、iso等通信）＋开放性（开放式ie）”这一模式是对当前工业以太网发展模式的较好诠释，其中s7通信和s5兼容通信是simatic plc家族的标准通信协议，其应用接口的通信不依赖特定的总线系统，它包含simatic net系统范围内基于以太网的s7站、s5站和pg/pc之间的相互通信；而开放式ie是指基于s5兼容通信或开放式通信**的功能块使用标准协议（tcp native、iso on tcp、udp）堆栈在应用层上实现开放的通讯服务，相当于直接socket访问的服务功能，通常称为开放式ie通讯，其数据交换是通过send/receive接口或tblocks接口来实现的，它是基于西门子s7plc控制层面所集成的以太网服务功能，支持与第三方通讯伙伴用于以太网或tcp/ip的数据流通信；开放式ie通讯为用户编程提供一个“空应用**层”的以太网服务来支持tcp/ip端口的自由通讯，适合于二进制或者ascii码与外部设备进行自由约定协议或特定**协议的数据通信。

2 流程工艺

某半导体有限公司作为一家专业从事微处理器mcu、ic以及功率半导体分立器件生产、销售业务的企业，其公司的ic产品的包装、贴标、称重、输送、检测分选等后道工序中所包含的采集设备有称重仪表、标签打印机、条码扫描仪、喷码机、分选仪等，这些第三方设备的共性表现为：设备分布范围广且布线成本高、协议繁琐且各不相同、物理层不统一组网能差且维护复杂、实时性要求不高且通信量不均等因素，基于上述设备的联网方案当前常用的不外乎有以下几种：

（1）模拟量输入输出模块

（2）usb/rs232/rs485串行ptp通信

（3）各类现场总线或设备总线

（4）工业平板电脑/嵌入式计算机

（5）基于pc base的tcp/ip方案

上述方案中又以串口通信方式较为普遍，如s7-300plc通过cp340/341来扩充串口联网功能，但这存在不同物理层（rs232/422/485）和不同协议的限制，势必会造成扩展多个串口来连接这类设备，使系统成本升高、布线复杂，另外还受到传输速率低、通信距离短和维护困难等因素的限制，因此利用工厂范围内现有共享的以太网公共传输通道相比上述解决方案较具备明显的优势。

首先基于osi以太网七层模型的低层部分具有统一的网络介质访问层，即物理层和数据链路层符合ieee802.3规范，这意味着以太网络硬件的物理接口和驱动程序层面得到了统一，各类以太网标准端口及线缆的选择标准及它们组合使用，为以太网端口设备的互联提供了较大的便利，确保此类设备可快速方便地共享以太网公共传输通道的信息。

其次osi以太网模型的中间层部分传输层/网络层，它提供了统一的基于ip的tcp/udp协议，它具有结构简单标准、网络资源易整合和支持高速通信的优势，其中udp是基于ip的简单快速协议，由于它在发送的数据包中仅加入了少量的管理信息，与tcp/ip相比可获得较高的数据吞吐量，但它面向数据包的传输，而非面向连接的特性，决定了udp协议中存在着不安全的隐患；而rfc1006中的“iso-on-tcp”是tcp协议的一种扩展，它在tcp/ip协议中定义了iso传输的属性，集合了高速通讯和路由兼容性的优势，支持带确认的数据块传送，具有较高的通信可靠性，但当前**于simatics7家族产品内部所使用，第三方通讯伙伴一般都不支持iso-on-tcp连接，因此面向连接的tcp/ip以太网通讯成为我们可以选择。

综合以上阐述可得出采用统一介质访问层、标准tcp/ip传输网络层和开放应用层的以太网来实现这些第三方通讯设备联网，是此流程自动化控制的可以选择方案，因此针对上述工业数据采集领域的现状，我们制定了基于tcp/ip的以太网通信解决方案，包括设备投资、布线、维护和编程难易程度所产生的总体成本可大为降低，它不单独占用处理器物理端口和处理资源，在灵活性和可用性方面可有较大的提升，与plc控制层的协同工作效率也得到了提高，降低了维护成本并进一步简化了网络结构，并对今后系统功能扩充及升级也带来了较大的便利，符合各制造商们日益关注的**主张

光纤收发器设计用于城域光纤数字宽带网络，该产品以高品质、高可靠性、高带宽、低价位的设计思路出发，于宽带网络接入市场。能够为用户提供带宽充足、性能稳定、功能强大、可用于电信级运营服务的低价位城域宽带光纤网络解决方案。
 
光纤收发器的维护保养：
 
1、光纤收发器的使用中要保证连续、正常供电光端机的激光器组件和光电转换模块较忌瞬时脉冲电流的冲击，因此不宜频繁开关机。在光端机集中的中心机房与1550nm光光放大器设置点应配置UPS电源，以保护激光组件，使光电转换模块免受脉冲大电流的损害。
 
2、光纤收发器的使用中要保持有一个通风、散热、防潮、整洁的工作环境??光的激光器组件是设备的心脏，对工作条件要求较高，为了保证设备正常工作，生产厂家在设备内设置了制冷、排热系统，但当周围环境温度**过允许范围时，设备就不能正常工作，因此在炎热的季节，当中心机房发热设备多，通风散热条件又差时，较好安装空调系统以保证光端机正常工作。光纤纤芯工作直径为微米级，细小的尘埃进入尾纤活动接口内就会阻挡光信号的传播，引起光功率大幅度下降，系统信噪比降低，这类故障率约为50%，因此机房的清洁卫生也很重要。
 
3、光纤收发器的使用中要运行监测与记录，光端机设备内设置有微处理器，监测系统内部工作状态采集模块的各种工作参数，并通过LED和VFD显示系统直观显示，为了及时提醒值机人员，光内设置了声光报警系统，维护人员只要根据运行参数确定故障原因，并及时进行处理，就能**系统正常运行