SIMATIC S7-300, CP341 通讯处理器 带有 RS232C 接口 (V.24),包含程序包CD

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描述
在 S7-300 中，有不同类型的通信资源，这些资源必须分开，却在一定程度上也相互影响。必须考虑到不同属性的 CPU 和 CP 模块，从而来计算**的通信数量。通信资源如下：

• CPU 的 S7 连接资源数
• CPU 的实例数目
• CPU 开放式通信资源数（例如 TCON, TSEND 块等）
• CP 的连接资源数
• CP 的实例数目

CPU 和 CP 的 S7 连接资源数和开放式通信资源数限制了可用连接的**数目。
例如 TCON, TSEND, TRCV 和 TDISCON 块适用于 CPU 的开放式通信的。开放式通信的连接只有在运行时建立，是不需要被组态的。如果使用了比允许更多的连接，那么在运行时 TCON 块会报错。
S7 连接资源数的限制只针对于 S7 连接。当然，这些还包括 PG 连接，OP/HMI 连接和S7 标准通信连接。
CP 模块的连接可以是 S7 连接或开放式通信连接。CP 模块的开放式通信连接需要通过 NetPro 配置，AG_SEND 和 AG_RECV 块分别用于数据的发送和接收。
实例数目限制了S7 连接 同时进行发送和接收任务的可能性，换句话说，就是有多少个的 PUT, GET, BSEND, BRCV, USEND 和 URCV 块能够运行。

举例
针对于 CPU 317-2 PN/DP (订货号：6ES7317-2EK14-0AB0) 和 CP343-1 (订货号：6GK7343-1EX30-0E0) 的属性列出下面三种情况。

• S7 通信
• 开放式通信
• 通信实例数目

下面的表格列出了 CPU 317-2 PN/DP 和 CP343-1 的属性。
 

技术数据	CPU 317-2 PN/DP 6ES7317-2EK14-0AB0	CP343-1 6GK7343-1EX30-0E0
开放式通信资源数	16	16
S7 连接资源数	32	16
S7 连接资源的限制	S7 通信资源数** 16 个 S7 标准通信资源数** 30 个 PG 或 OP 连接资源数** 31 个	无限制
通信实例数目	32	16

表格 01

S7 通信
对于 CPU 来说，**多可以配置 16 个 S7 连接。PG，OP 和 S7 标准通信共是 16 个连接资源
可以通过 CP 模块建立 16 个 S7 连接。并且，CP 模块只要有一个 S7 连接或者 PG/OP 连接就占用 CPU 的一个 S7 连接。不论 CP 模块组态的是 1 个还是 16 个 S7连接，仅占用 CPU 的一个资源。这个被占用的 CPU 的 S7 连接是已组态的 S7 连接，而不是额外的 PG, OP 和 S7 标准通信中的 16 个资源。

下表列出了 S7 连接的**数目。
 

CP 模块数	每个 CP 可组态	每个 CPU 可组态	每个 CPU 可组态的其他连接 (PG, OP, S7 标准通信)	总共
0 (only CPU)	-	16	16	32
1	16	15	16	47
2	16	14	16	62
3	16	13	16	77
4	16	12	16	92

表格 02

开放式通信
在 CPU 中，可以使用 TCON 块建立 16 连接 (TCP, ISO-on-TCP, UDP)。这个数目是不受其他通信服务的限制，且本身不影响任何其他类型的通信。
CP 模块可以配置 16 个开放通信连接。这些资源数是与 S7 连接共享的。CP 模块**可以建立 16 个连接（包括 S7 连接和开放通信连接）。
的开放通信不影响 CPU 的通信资源。如果仅组态 CP 模块的开放通信连接，是不占用 CPU 的 S7 连接的。AG_SEND/AG_RECV 块是用来读取/写入数据的。通过这种方式不使用任何CPU 资源。功能块调用的**数量不受限制。

通信实例
在 CPU 中进行 S7 通信，可以同时运行多达 32 个实例。超过 32 个实例的话会报错。可以进行更多的 S7 连接任务，当一个 S7 连接的实例任务完成后可以使用另一个 S7 连接实例。
CP 模块可以**多运行16个实例。例如可以发送和接收 8 组 S7 连接，或者，仅发送或者仅接收 16 组 S7 连接。但是不可能同时发送和接收 16 组 S7 连接。一种应用是等到这个任务完成后再去执行另一个 S7 连接。CP 模块不支持这个功能，16 个实例数目就是**值。

S7 通信和开放式通信并行
S7 通信和开放式通信是可以同时运行的。CPU 的这些资源也不会彼此影响。对于 CP 模块，这两种通信服务是共享资源的。1 个 CP 模块**多可以运行 16 个实例。

说明：
为了实现在 NetPro 中建立了 S7 连接的两个 S7 -300 站之间的数据交换，必须在程序中调用通信功能块。 FB14 (“GET”) 用于从远程 CPU 读取数据，FB15 (“PUT”) 用于向远程 CPU 写入数据。
在这里，不需在两边都组态 S7 连接，这是因为通过 FB14 “GET”和 FB15 “PUT”的 S7 通信是基于服务器-客户端原则的。

通信块 FB14 (“GET”) 和d FB15 (“PUT”) 的特点

• FB14和 FB15是异步通信函数。
• 在本例中，在 OB1 循环中调用这些块(参见条目号：2795485)
• FB14和 FB15 功能块运行几个 OB1 循环时间。
• FB14和 FB15使用输入参数“REQ” 激活。
• 任务结束的标志位为“DONE”, "NDR"或者“ERROR”。
• PUT 和 GET可以通过同一个连接同时通信。
• 经由 CP343-1 or CP342-5 通讯的，**版本的 FB14和 FB15 功能块在 SIMATIC_NET_CP 库中 "CP 300 > Blocks" 下找到。
• "CPU_300" 家族中经由集成 PROFINET 接口的 S7-300 CPU, IM151-8 PN/DP CPU 或者 IM154-8 CPU，**版本的 FB14和 FB15 功能块在标准功能库中 "CP 300 > Blocks" 下找到。

示例程序的说明
STEP 7项目包含从标准库中的通讯功能块 FB14 "GET" 和 FB15 "PUT" 的调用。通信基础是两站之间建立的 S7 连接。FB14 "GET" 从远程CPU读取数据，使用 FB15 "PUT" 向远程CPU写入数据。
示例程序展示如何在建立 S7 连接后如何使用 FB14 "GET" 和 FB15 "PUT"。

首先创建 S7-300 站的硬件配置。

注意：
配置 MB10 为时钟存储器，读、写任务由这个时钟触发。保存并编译硬件配置并下载到 S7-300 中。
定时器 T10 用于此例中。

在 NetPro 界面中 配置 S7 连接。如果通讯双方在同一个 STEP 7 项目中，那么就能配置指定的 S7 连接。如果 S7-300 站通讯双方不在同一个 STEP 7 项目中，那么配置成非指定的 S7 连接。确定在配置 S7 连接时指定了正确的 IP 地址或者 PROFIBUS 站地址。还需要确定指派的槽架号和链接资源的正确性。这样能明确的识别出通讯双方的 S7 连接。

在通讯块 FB14 "GET" 和 FB15 "PUT" 的输入参数 "ID" 中必须明确的赋值，此值既是 S7 连接属性对话框中的 -> "General"。

图 01

STEP 7 程序中包含 OB100，OB1，FB100，DB100，DB200，DB201， FB14 和 FB15。

OB100
OB100是一个启动OB，当CPU重启时运行。在这个OB中，用于触发**次通信的使能信号是 M0.3。

OB1
OB1被循环地调用。FB115 在这个 OB 中被调用（背景数据块：DB15），使能信号是 M0.3。一旦 FB100运行，M1=0.3 被复位。

图. 02

FB115
FB115 在 OB1循环中被调用。这个 FB包含调用 FB14 (“GET”)和 FB15 (“PUT”)。

通讯块输入参数 "ID" 必须指定为在 NetPro 中 S7 连接的连接号，即输入参数 "ID" 的值取自于 S7 连接的属性对话框（见图 01）。
在 FB115 中可以分别改变连接号。在 FB115 的 Network 1 中根据网络配置来改变连接号。连接号保存于静态标签中，即存储于背景数据块 DB115中。
连接号 "1" 如本例中的定义。

图. 03

当 M10.6 出现上升沿并且程序块不忙时，FB14 由输入参数 "REQ" 激活。只有当读取任务成功或者出错完成时，输入参数 "REQ" 复位。这意味着新的读取任务只有当任务完成时才能再次触发。
这个锁定功能是非常重要的。因为该函数的运行是异步的并且持续好几个循环。持续激活该函数块而不等待当前作业结束，将导致通信过载。

参数“ADDR_1”指向远程 CPU 中要写入的或者将读取的数据区域。例如：P#DB201.DBX0.0 BYTE 200。参数“RD_1”包含待读取数据的地址，例如：P#DB200.DBX0.0 BYTE 100。需要输出参数“DONE”、“ERROR”和“ STATUS”用于评估任务，并且仅仅在同一个循环中有效。

西门子正在向中国成都输送“德国制造”经验。2013年，西门子以其安贝格电子厂为蓝本，创建了一个高度自动化工厂模型。西门子成都工厂从事Simatic可编程逻辑控制器生产。其计算机控制系统负责监视和管理其全部开发和生产过程。

巴伐利亚州小镇安贝格与中国的大都市成都鲜有共同之处，然而，这两个地方都坐落着技术****的西门子自动化产品生产工厂。虽然安贝格电子厂（德文缩写：EWA）早已在1989年建成，但西门子工业自动化产品成都生产及研发基地（SEWC）却是在2013年2月才开业。西门子的这两家工厂都生产Simatic可编程逻辑控制器（PLC）。PLC可用于控制各种类型的工业制造过程——不论是在采砾场、汽车制造厂，还是在造纸厂。

二十多年来，Simatic生产一直集中在EWA工厂。如今，这座工厂的生产过程有75%实现了自动化，其生产质量之高令人惊叹，百万缺陷率仅为12。工厂的Simatic IT生产执行系统负责监视和控制整个生产过程。它采用了虚拟化技术来做到这一点——在一定程度上利用了产品直接提供给生产机器的数据。

2011年，安贝格工厂的管理者决定，将这座工厂的成功经验输出到中国，如法炮制。Jochen Berger是EWA的工业自动化系统项目协调员，他解释道：“EWA的产能已到极限，因此，我们要么扩建，要么在别的地方新建一座工厂。”

选择成都是出于战略考虑。中国是西门子的主要销售市场之一，占安贝格工厂产量的20%。这也难怪，因为中国是全球**的自动化技术市场。Berger表示：“客户在哪里，我们就要到哪里。”除建设生产工厂之外，西门子还在成都建立了研发机构，因为这是西门子可以**、高效地满足中国客户的特定要求，推出新产品的**途径。因此，未来大部分专销中国市场的Simatic产品将在中国本土生产。

在西门子成都工厂，大多数生产过程均已实现自动化，因而错误率近乎为零。

西门子工业自动化产品成都生产及研发基地是中国首家基于西门子数字化企业平台的工厂。从研发和产品设计，到制造和加工，工厂的所有生产过程都实现了IT控制。成都工厂采用的技术与安贝格工厂一样。这意味着NX和Teamcenter——二者均为高性能PLM程序——可以保证在产品开发部门与制造中心之间直接交换数据。这些程序能帮助开发人员设计和模拟新产品。然后，它们将把所有产品信息从研发过程转发至Simatic IT生产执行系统，后者将实时控制整个生产过程。

系统从其生产的产品接收**信息。通过其**的条码，每个工件都将持续不断地向不计其数的传感器提供关于其状态、要求及下一步生产工序等的信息。这是轻松管理日益复杂的产品的**途径，因为西门子计划未来在安贝格和成都生产许多不同型号的产品。这个系统也将大大简化开发人员、产品工程师和生产工程师等之间的数据共享。

安贝格：榜样。成都工厂的员工深为这个系统架构而自豪。在物流部门工作的Li Yan表示：“我着实喜欢SEWC，因为所有生产过程都是由综合IT系统管理。”成都工厂的高度自动化生产过程不仅激起了西门子员工的兴趣，在其落成的**年，这座工厂还吸引了2000多位非西门子参观者来访。

安贝格工厂是成都工厂的榜样。SEWC的商务总监Stefan Gottwald解释道：“我们只想使用来自EWA的成熟系统。”然而，成都工厂与安贝格工厂并非一模一样。因为SEWC尚在建设和扩建中，其绩效相比安贝格工厂仍有一段差距。EWA的月产量为100万件Simatic产品，而SEWC的月产量则仅为6万件。但是，占地3200平方米的成都工厂在规模上仅为安贝格工厂的三分之一。未来，SEWC的产量必将增至目前的4倍。也正是因为其产量较低，成都工厂尚未像安贝格工厂那样达到75%的自动化率。产品多元化的情况也是如此，除集中生产Simatic S7-200控制系统之外，只生产了少数其他元件。而安贝格工厂则生产了约1000种不同产品。不过，SEWC每个月都要增产4到6种产品。

SEWC尚处于起步阶段，这一点也反映在其员工队伍上。安贝格工厂有1100名员工，而成都工厂只有约350名员工。此外，其中许多员工并不从事生产作业，因为他们的职责是制定生产计划、制定质量计划、采购以及物流等机器不能执行的任务。SEWC的技术总监Andreas Bukenberger表示：“随着产量提高，我们计划雇佣更多员工。”管理层的情况也是如此，主要职位仍由德国人担任。Bukenberger解释道：“**终，我们的目标是让中国**担任所有管理职位。”

西门子成都工厂有大约350名员工保证在中国西南部生产高质量产品。

文化迁移。成都工厂与安贝格工厂日益相似之处不只是生产过程和员工队伍结构。西门子还打算在成都工厂营造像安贝格工厂那样的企业文化。这殊非易事。创意管理是安贝格工厂取得成功的关键因素之一，但中国的员工并不习惯于主动提出改进建议。Bukenberger指出：“所要求的这种思维方式在中国员工身上几乎看不到。”哪怕一丁点进步也会令他感到欣慰。他说：“重要的不在于是否每一位员工每年都能提出一条或10条建议，而在于我们是否鼓励所有员工集思广益。”为了激励这种思维方式转变，成都工厂发起了“3i（创意、主动、冲动）”计划，通过金钱或其他奖励，鼓励员工提出改进建议。每月公布**提议，并向提出这些创意的员工颁发证书。

鼓励员工提出改进建议。但必须让更多的中国员工养成这种思维方式。

为了帮助中国员工更好地理解安贝格模式，SEWC和EWA计划通过一年举办两次技术日活动，让中国和德国同事齐聚一堂。此外，西门子为成都工厂的80多位身居要职的员工提供了在安贝格参加为期数月的培训课程，以深入了解其企业文化和生产过程的机会。很快，这两家工厂还将分享技术。然而，到现在为止，专有知识分享仍是单向进行。不过，在不久的将来，成都工厂产生的成功创意，也将在安贝格工厂得到采用。

尽管两家工厂的彼此联系日益紧密，但成都工厂试图在管理层面与安贝格工厂保持更大的独立性。不仅在招聘领域是这样，在采购和客户联系方面也是如此。在其投产的**初几个月内，成都工厂的全部物料均来自安贝格，其生产的所有S7-200控制装置也被运往德国以便进行质量检测。现在，成都工厂的员工已经在自行检测所生产的产品。Bukenberger解释道： “然而，我们与EWA密切协调一切战略决策。我们还不能完全自力更生。”首先，成都工厂尚需与供应印刷电路板和元器件的中国企业建立供应合作关系。中方合作伙伴首先必须保证它们能够可靠、及时地供应这些部件。Bukenberger解释道：“我们要实现增长，可靠供应的**基本物料不可或缺。”

捧得殊荣。尽管成都工厂尚处于初创阶段，但它已经享有盛名。SEWC是成都首家荣获能源和环境设计先锋（LEED）金牌认证的工厂。LEED认证是一个表彰高效能源供应系统和环境友好楼宇技术的奖项。相比于类似建筑物，SEWC的耗水量降低了2500公吨左右，二氧化碳排放量减少了820公吨，预计每年可节省电费11.6万欧元。这些节省要归功于智能楼宇技术，如气候控制系统、节能泵和高能效照明系统等。西门子并未安装太阳能电池板，因为成都地处多雨区域。

成都工厂目标远大。Bukenberger说：“我们希望在2014年增长50%。”要实现这一目标，必须雇佣更多员工从事生产作业。成都工厂还计划在其现有3200平米厂房的基础上进一步扩建。Bukenberger解释道：“今后15年内，如果我们的产品有足够高的需求，那么，SEWC的规模将增长两倍。”一旦实现这个目标，成都工厂将不仅在生产质量上赶上其榜样安贝格工厂，而且在规模上也将与之不相上下。