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西门子总代理商SIMATIC PLC 以太网 CP 是对 CPU 通信能力的一个补充,扩展一个以太网 CP,就是给 CPU 增加了一个网卡,也增加了 CPU 的通信能力。总体来说,增加 CP 卡的功能主要有以下几方面:
扩展网络:连接其他网段设备,隔离 CPU 生产网 扩展通信资源:常用工业领域通信连接资源的扩展,例如:PROFINET、S7、PG/OP、TCP/UDP等 扩展通信协议:扩展了很多 IT 的协议和安全功能,例如:FTP、SMTP、HTTP 扩展特殊通信服务:用于特殊的应用场合,例如:RNA、OPC UA、*、*墙以及远程通信等
S7-300 CP 卡
S7-300 系列的 CPU 很多型号本体并没有集成以太网接口,即使有些型号的 CPU 本身有以太网接口,但是这些接口的通信资源和通信能力也比较弱,因此以太网 CP 的应用非常普遍。
S7-300 的 CP 卡有三种型号,下面的表格列出了三种模块支持的通信协议和连接资源数量。
从表格中不难看出三种模块的区别和应用场合。
CP 343-1 Lean 是一个轻量级的模块,它可以为 S7-300 系统扩展以太网接口,但是连接资源比较少,通信的能力有限制(S7 只能作为服务器,PROFINET 只能做智能从站),因此应用上有一定的局限性。
CP 343-1 是性能居中的模块,通信资源和通信能力都比较全面,适合绝大多数工业设备间的通信。
如下图所示, CP 343-1、CP343-1 Lean 适合连接工业现场层级的设备。
CP 343-1 Adv 从功能上可以看出,除了兼容 CP 343-1 的基本功能外,增加了 IT 的通信协议和安全功能,双网卡接口适合作为连接工业现场设备和工厂管理层的桥梁,同时1G 的接口可以确保提供足够的带宽连接工厂 IT 系统。通过下图,可以看出CP 343-1 Adv 在工厂层级中适合的位置。
S7-400 CP 卡
S7-400 CPU 通信资源比较多,因此 S7-400 CP 卡一般不作为通信资源的扩展使用,多的是为CPU 扩展接口和提供其他通信服务来使用。
下面的表格列出了 S7-400 以太网 CP 卡的功能区别。
CP 443-1 通信能力都比较全面,适合绝大多数工业设备间的通信,因此是作为连接工业现场设备通信扩展的首。
CP 443-1 Adv 大的特点就是增加了 IT 的通信协议和安全功能,适合作为工业现场层和控制层之间的连接,安全功能可以确保工业设备的运行安全。
CP 443-1 RNA 支持 PRP 并行冗余协议,设计的初衷主要是为了将S7-400 接入到PRP 的环网这样特殊的应用。
CP 443-1 OPC UA 主要是为S7-400 系统扩展了OPC UA 的服务。这款模块主要是为了特殊的应用场景而设计的,虽然在功能上也兼容一些常用的应用,但是拿来做一般的通信不免有点大材小用 。
S7-1200 CP 卡
当西门子 PLC 发展到 S7-1200/1500 ,由于 CPU 集成以太网接口的普及以及通信能力的大幅度提高,集成以太网接口基本已经满足绝大多数常用的 IT 服务应用。因此 CP 卡的作用主要作为扩展网段和扩展特殊通信服务使用。
S7-1200 CP 卡是一个庞大的家族,除了有线设备外,还有能够提供移动通信服务的模块,但是由于入网许可证的原因,国内的应用只考虑有线模块 CP 1243-1。