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通過(guò) PROFINET IO 進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過(guò)帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶的角度來(lái)看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

通過(guò) AS-Interface 進(jìn)行過(guò)程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過(guò) AS-Interface 總線連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請(qǐng)參見通信處理器。

通過(guò) CP 或集成接口（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過(guò) CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊(cè)的供貨范圍之內(nèi)。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
  “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問(wèn)另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過(guò) MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過(guò) MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
  • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項(xiàng)：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間最多可以開啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

未來(lái)，即便面對(duì)交通密度不斷加大，網(wǎng)絡(luò)化交通系統(tǒng)和有關(guān)最快捷路線的實(shí)時(shí)更新信息，將幫助城市居民更輕松地抵達(dá)目的地。到2050年，汽車仍會(huì)行駛在大街小巷，但屆時(shí)它只會(huì)是眾多交通方式中的一種。

Marcus Zwick此刻感到心情大好?，F(xiàn)在是星期五下午，一周的工作已經(jīng)大功告成。Zwick是西門子的一名經(jīng)理，他剛剛回到位于慕尼黑郊區(qū)的家中。今天晚上他要去看一場(chǎng)足球賽。午餐的時(shí)候，Zwick上網(wǎng)購(gòu)買了球賽門票。他掃了一眼智能手機(jī)，要想在開賽之前及時(shí)趕到賽場(chǎng)，半小時(shí)內(nèi)必須出發(fā)。前往體育場(chǎng)的道路上的交通還算順暢。

在交通流量逐步加大時(shí)，Zwick的智能手機(jī)指引他穿過(guò)市區(qū)——現(xiàn)在距離球賽開始還有40分鐘時(shí)間。擋風(fēng)玻璃上的移動(dòng)終端發(fā)出尖銳的報(bào)警聲，提示前方發(fā)生交通堵塞，并建議他將車停放好，去搭乘通勤列車，以便及時(shí)抵達(dá)體育場(chǎng)。Zwick用手指點(diǎn)了幾下顯示屏，導(dǎo)航系統(tǒng)便自動(dòng)改變了目的地，指引他開往最近的停車場(chǎng)。在路上，智能手機(jī)中的軟件已經(jīng)購(gòu)買了一張車票，確保Zwick不會(huì)浪費(fèi)一點(diǎn)時(shí)間，可以直接上車就坐。

盡管上述情景尚未成為現(xiàn)實(shí)，但是這一天并不遙遠(yuǎn)。到那時(shí)通過(guò)裝在智能手機(jī)中的交通應(yīng)用軟件，人們可以安全、快捷地穿梭于城市各地。如同Marcus Zwick及其效力的西門子一樣，世界各地的研究人員和企業(yè)都在努力開發(fā)相應(yīng)的解決方案，目的是讓城市的各類交通方式彼此銜接，以便對(duì)其進(jìn)行智能化控制。

這一設(shè)想背后的理念是，未來(lái)，為使人們能夠有效地從A地到達(dá)B地，可以利用智能化系統(tǒng)指引人們穿過(guò)縱橫交錯(cuò)的城市交通網(wǎng)絡(luò)。出行者和上班族不會(huì)局限于某一種交通方式，而是改換不同的交通工具，具體取決于交通狀況、路線和個(gè)人喜好。例如由電動(dòng)汽車換乘地鐵，由通勤列車改騎租賃自行車，或者相繼利用所有這些交通方式。目前已有滿足上述目的的獨(dú)立系統(tǒng)。我們所面臨的挑戰(zhàn)是如何將各種交通方式智能地銜接起來(lái)，使之得到更有效的控制和更充分的利用。

對(duì)于智能化、網(wǎng)絡(luò)化交通系統(tǒng)的需求正在快速增長(zhǎng)。Frost & Sullivan最近開展的一項(xiàng)研究表明，到2025年，全球大約60%的人口，也就是大約45億人，將生活在城市中，這個(gè)數(shù)字比目前多出10億人。到那時(shí)，全球大約有30個(gè)人口超過(guò)千萬(wàn)的大都市，還有像德國(guó)魯爾區(qū)這樣由多個(gè)城市彼此相連而組成的城市帶。為數(shù)眾多的大都市和城市帶已經(jīng)長(zhǎng)期深受交通堵塞、停車位不足和空氣質(zhì)量不佳的困擾。

汽車：不再是地位的象征。為確保大多數(shù)城市的生活仍然具有吸引力，城市決策者正在攜手交通服務(wù)提供商探索新的解決方案。比如，總部設(shè)在布魯塞爾的國(guó)際公共交通協(xié)會(huì)（UITP）的秘書長(zhǎng)Hans Rat，就堅(jiān)信地方公交將在這一方面發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用。

中東大城市也已認(rèn)識(shí)到這一事實(shí)。例如在迪拜，規(guī)劃者們高度重視交通系統(tǒng)的整合。在這里，日漸增多的多模式樞紐站將地鐵、公交和海路運(yùn)輸銜接起來(lái)。所有地鐵站均提供班車服務(wù)，遠(yuǎn)離市中心的偏僻地帶也不例外。乘車費(fèi)可以通過(guò)“智能卡”或智能手機(jī)電子車票應(yīng)用軟件進(jìn)行支付，大大方便了人們換乘不同的交通工具。乘客不必再勞心費(fèi)神去記車票價(jià)格，他們將按實(shí)際乘坐的里程付費(fèi)，還可以利用智能技術(shù)交納停車費(fèi)。

據(jù)位于德國(guó)Bergisch Gladbach的應(yīng)用科技大學(xué)汽車研究中心的Stefan Bratzel教授介紹，在歐洲，大城市中越來(lái)越多的年輕人自愿做個(gè)無(wú)車族，因而汽車和軌道交通系統(tǒng)逐漸成為受青睞的交通方式。在一項(xiàng)名為“2010年青年與汽車”的研究項(xiàng)目中，Bratzel和他的團(tuán)隊(duì)對(duì)1,100位18到25歲的年輕人進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果明確表明這一群體已不再將汽車視為社會(huì)地位的象征。

不來(lái)梅的心理學(xué)家Peter Kruse教授自2000年年中以來(lái)也曾開展多項(xiàng)調(diào)查，這些調(diào)查的結(jié)果印證了上述趨勢(shì)。“曾幾何時(shí)，交通代表著自由，因而被視為特權(quán)的象征?，F(xiàn)如今，自由更多地是通過(guò)手機(jī)來(lái)表現(xiàn)，不再是汽車。”他介紹道，作為的對(duì)象與個(gè)人獨(dú)立性的象征的汽車，已逐步演變?yōu)橐环N實(shí)實(shí)在在的出行工具。在許多消費(fèi)者的潛意識(shí)中，汽車不過(guò)是眾多交通工具中的一種而已。

位于德國(guó)卡爾斯魯厄的弗勞恩霍夫系統(tǒng)與創(chuàng)新研究學(xué)院的研究結(jié)論與此不謀而合。在一個(gè)名為“德國(guó)的可持續(xù)發(fā)展交通愿景”的研究項(xiàng)目中，該院預(yù)測(cè)，到2050年，大城市的居民中只有四分之一的人擁有汽車。研究報(bào)告指出：“對(duì)于城市居民而言，自行車和非常節(jié)能的輕型電動(dòng)車將成為新的地位象征。”

交通是一種服務(wù)。最近一段時(shí)間以來(lái)，寶馬和戴姆勒等汽車制造商已針對(duì)消費(fèi)者不斷變化的交通需求調(diào)整了自己的做法。展望未來(lái)，消費(fèi)者想要購(gòu)買的將不僅僅是汽車，他們要購(gòu)買的首先是交通能力。除城市中涌現(xiàn)的電動(dòng)汽車拼車服務(wù)外，這些公司還著力于與公交系統(tǒng)的銜接。寶馬有意力爭(zhēng)使“停車換乘”服務(wù)項(xiàng)目更具吸引力，例如，通過(guò)完善停車區(qū)域的標(biāo)志，以及在線發(fā)布信息等手段，公布空閑停車位的數(shù)量和下幾班列車車次的發(fā)車時(shí)間。

戴姆勒不僅在烏爾姆、漢堡、*和溫哥華推出car2go服務(wù)，出租其智能型品牌車，更推出一種創(chuàng)新的拼車服務(wù)，該服務(wù)可以通過(guò)智能手機(jī)或個(gè)人電腦，近乎實(shí)時(shí)地將駕駛者和乘客信息進(jìn)行匹配。這一服務(wù)首次實(shí)現(xiàn)了短途拼車的即時(shí)安排，從而有助于緩解城市交通擁堵。戴姆勒分管戰(zhàn)略、聯(lián)盟與業(yè)務(wù)創(chuàng)新的副總裁Martin Zimmermann博士指出，現(xiàn)在要做就是將所有公共交通服務(wù)連結(jié)起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)效率優(yōu)化。他認(rèn)為此舉將推動(dòng)多模式交通大行其道。這一進(jìn)程已經(jīng)起航。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蔓延為城市實(shí)現(xiàn)更為高效的交通聯(lián)網(wǎng)提供了廣闊潛力。“移動(dòng)通信技術(shù)為實(shí)現(xiàn)‘汽車與基礎(chǔ)設(shè)施通信’創(chuàng)造了條件，這樣交通控制系統(tǒng)就能更快做出響應(yīng)。”Zwick說(shuō)道。

休斯頓正在應(yīng)用這一概念。在這個(gè)城市中，西門子的交通專家實(shí)施了一套智能交通燈控制解決方案。該解決方案不僅記錄即將行至交叉路口的車輛數(shù)量，還可記錄車輛行駛速度。它根據(jù)行近車輛的數(shù)量動(dòng)態(tài)控制交通燈的轉(zhuǎn)換時(shí)間。新技術(shù)不僅使交通更順暢，預(yù)計(jì)還可以幫助公交車準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)點(diǎn)的行駛。此項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施能夠判斷公交車是否晚點(diǎn)，如已晚點(diǎn)，將開啟綠燈使司機(jī)能夠追回延誤的時(shí)間。

多點(diǎn)觸控顯示屏。智能化基礎(chǔ)設(shè)施的組件不斷提高智能化水平，但這還不夠。“應(yīng)該將交通系統(tǒng)的信息加以整合，用來(lái)控制和優(yōu)化交通流量。”Zwick表示。

西門子不僅是交通燈和交通管理系統(tǒng)這些交通基礎(chǔ)設(shè)施組件的全球供應(yīng)商，它還開發(fā)交通控制系統(tǒng)的硬件和軟件，以及用于收集相關(guān)數(shù)據(jù)并使之轉(zhuǎn)化為實(shí)用新服務(wù)的信息技術(shù)解決方案。比如，位于愛(ài)爾蘭根和慕尼黑、由Zwick和一名同事領(lǐng)導(dǎo)的西門子創(chuàng)新交通解決方案部，就已開發(fā)出一款大屏幕多點(diǎn)觸控顯示屏。利用該顯示屏，大城市的交通管制中心的工作人員可以全面掌控?cái)?shù)量不斷增長(zhǎng)的信息。

自行車和非常節(jié)能的輕型電動(dòng)車將成為城市居民新的地位象征。

多點(diǎn)觸控顯示屏從各交通和信息系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，并以直觀的方式顯示給工作人員。它還簡(jiǎn)化了承擔(dān)不同職責(zé)的人員之間的交互。用戶可以在共享界面上放大路況概覽、關(guān)閉跟蹤或關(guān)聯(lián)不同的數(shù)據(jù)——就像使用時(shí)下的平板電腦一樣，只需輕動(dòng)手指，一切就可以輕松搞定。

“每個(gè)活動(dòng)對(duì)于相關(guān)人員來(lái)說(shuō)都是可視、透明的。”Zwick指出。這個(gè)尚處于原型開發(fā)階段的顯示屏，目的是將向人們展示未來(lái)發(fā)展的可能性。另外，相關(guān)信息還可以發(fā)送到外出工作人員的移動(dòng)終端上，使他們也能參與決策。這樣不僅能夠提高反應(yīng)速度，還將使協(xié)作更加準(zhǔn)確可靠。公交車和列車將更準(zhǔn)時(shí)，換乘的候車時(shí)間也將得以縮短。

當(dāng)然很多此類信息也向公眾開放。通過(guò)智能終端，他們可以查看新交通信息，并且自行選擇換乘交通方式，正如Zwick在球賽后想去會(huì)友時(shí)的做法一樣。掃一眼智能手機(jī)就知道他們?cè)谂Ｅ挪蛷d會(huì)面。這再好不過(guò)了。他此刻正想大快朵頤。交通軟件告訴他乘坐地鐵可以在30分鐘內(nèi)抵達(dá)餐館。他不想讓朋友們久等，于是又查看起菜單和點(diǎn)菜單。