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更新時間：2022-02-24 11:41:25瀏覽次數(shù)：281
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西門子模塊6ES7422-1HH00-0AA0
OSI模型的設(shè)計目的是成為一個開放網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型，來克服使用眾多網(wǎng)絡(luò)模型所帶來的互聯(lián)困難和低效性；OSI參考模型很快成為計算機網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)模型。在設(shè)計時遵循了以下原則：
各個層之間有清晰的邊界，便于理解；
每個層實現(xiàn)特定的功能，且相互不影響；
每個層是服務(wù)者又是被服務(wù)者，即為上一層服務(wù)，又被下一層服務(wù)；
層次的劃分有利于**標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的**；
層次的數(shù)目應(yīng)該足夠多，以避免各個層功能重復(fù)。
OSI參考模型具有以下優(yōu)點：
簡化了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)操作；
提供即插即用的兼容性和不同廠商之間的標(biāo)準(zhǔn)接口；
使各個廠商能夠設(shè)計出互操作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，加快數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；
防止一個區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的變化影響另一個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)，因此，每一個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)都能單*快速升級；
把復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問題分解為小的簡單問題，易于學(xué)習(xí)和操作。
OSI七層模型中，給每一個對等層數(shù)據(jù)起一個統(tǒng)一的名字為： 協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU，Protocol Data Unit）。相應(yīng)地：
應(yīng)用層數(shù)據(jù)稱為應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（APDU，Application Protocol Data Unit），
表示層數(shù)據(jù)稱為表示層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PPDU，Presentation Protocol Data Unit），
會話層數(shù)據(jù)稱為會話層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（SPDU，Session Protocol Data Unit）。
傳輸層數(shù)據(jù)稱為段（Segment），
網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)包（Packet），
數(shù)據(jù)鏈路層稱為幀（Frame），
物理層數(shù)據(jù)稱為比特流（Bit）。
封裝（Encapsulation）是指網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（Node）將要傳送的數(shù)據(jù)用特定的協(xié)議頭打包，來傳送數(shù)據(jù)，同樣在某些層進行數(shù)據(jù)處理時，也會在數(shù)據(jù)尾部加上報文，這時候也稱為封裝。OSI七層模型的每一層都對數(shù)據(jù)進行封裝，以保證數(shù)據(jù)能夠正確無誤的到達目的地，被終端主機接受、執(zhí)行。
數(shù)據(jù)到達目的地后需要進行解封裝。解封裝與封裝的過程恰好相反。
OSI的對等層之間的通信是每一層利用下一層提供的服務(wù)與對等層通信。
1、物理層
物理層涉及到在通信信道（channel）上傳輸?shù)脑急忍亓鳎荗SI參考模型的基礎(chǔ)，它實現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)所需要的機械、電氣功能特性。它不關(guān)心每一bit（0,1）所代表的含義（ 如代表地址還是應(yīng)用數(shù)據(jù)），只關(guān)注如何把bit流通過不同物理鏈路傳輸至對端。典型的象中繼器、集線器（hub）就屬于物理層設(shè)備。
2、數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路層主要任務(wù)是提供對物理層的控制，檢測并糾正可能出現(xiàn)的錯誤，使之對網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)一條無錯線路，并且進行流量調(diào)控。
3、網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層檢查網(wǎng)絡(luò)拓撲，以決定傳輸報文的較佳路由，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。其關(guān)鍵問題是確定數(shù)據(jù)包從源端到目的端如何選擇路由。網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備通過運行路由協(xié)議（Routing Protocol）來計算到目的地的較佳路由，找到數(shù)據(jù)包應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)的下一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，然后利用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議封裝數(shù)據(jù)包，利用下層提供的服務(wù)把數(shù)據(jù)發(fā)送到下一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
4、傳輸層
傳輸層位于OSI參考模型四層，較終目標(biāo)是向用戶（一般指應(yīng)用層的進程），提供有效、可靠的服務(wù)。
5、在會話層
在會話層及以上的高層次中，數(shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名，統(tǒng)稱為報文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內(nèi)的建立和維護應(yīng)用之間通信的機制。如服務(wù)器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
6、表示層
表示層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法，轉(zhuǎn)換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，加密和解密等工作都由表示層負責(zé)。
7、應(yīng)用層
應(yīng)用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口。
OSI參考模型的建立是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個里程碑，它為網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化提供了一致的框架和前景。但由于OSI參考模型的龐大，所以在建立網(wǎng)絡(luò)時，并沒有依賴OSI參考模型。事實上，基于TCP/IP協(xié)議的Internet網(wǎng)絡(luò)有著自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)—TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)成為事實上的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。
TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)與OSI參考模型類似，也為分層體系結(jié)構(gòu)，但比OSI參考模型的層數(shù)要少，一般指的四層結(jié)構(gòu)，從低到高，依次為數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，
1、數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路層在TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)的較底層。該層中的協(xié)議提供了一種數(shù)據(jù)傳送的方法，使得系統(tǒng)可以通過直接的物理連接的網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳送到其他設(shè)備，并定義了如何利用網(wǎng)絡(luò)來傳送IP數(shù)據(jù)報。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口層一般包括OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的全部功能，因此這一層的協(xié)議很多，包括各種局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的各種物理網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。
2、網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層在網(wǎng)絡(luò)接口的上一層。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議IP是TCP/IP的**協(xié)議，也是網(wǎng)絡(luò)層中較重要的協(xié)議。IP可提供基本的分組傳輸服務(wù)，這是構(gòu)造TCP/IP的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)層上、下層中的所有協(xié)議都使用IP協(xié)議傳送數(shù)據(jù)；所有的TCP/IP數(shù)據(jù)，無論是進來的還是出去的，都流經(jīng)IP，并與它的較終目的地?zé)o關(guān)。另外，網(wǎng)絡(luò)層還有兩個協(xié)議，地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（ARP）和網(wǎng)間控制報文協(xié)議（ICMP），其中ICMP協(xié)議具有測試網(wǎng)絡(luò)鏈路和檢測網(wǎng)絡(luò)故障的功能，是IP協(xié)議不可分割的一部份。
3、傳輸層
傳輸層在網(wǎng)絡(luò)層的上一層，又稱主機到主機傳輸層。傳輸層有兩個重要的協(xié)議是傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議UDP，用以提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，即從一個應(yīng)用程序到另一個應(yīng)用程序之間的信息傳遞。TCP利用端到端的錯誤檢測與糾正功能，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。而UDP則提供低開銷、無鏈接的數(shù)據(jù)報文傳輸服務(wù)。
4、應(yīng)用層
TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的**層是協(xié)議較多的一層。應(yīng)用層的協(xié)議大多數(shù)都為用戶提供直接的服務(wù)，而且還在不斷地增加新的服務(wù)。
圖6 “MOVE”指令控制程序
2、SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊進行數(shù)據(jù)傳送：
SFC14（“DPRD_DAT”）用于讀取SINAMICS G150 過程數(shù)據(jù)，SFC15 （“DPWR_DAT”）用于將過程數(shù)據(jù)發(fā)送到SINAMICS G150 。
（1）控制SINAMICS G150 運行：
通過先發(fā)送控制字047E然后發(fā)送047F來啟動SINAMICS G150 ，控制字1在 DB1.DBW20中**，主設(shè)定值在DB1.DBW22中設(shè)定，參看圖7；所有的這些變量在變量 表“SINAMICS G150 start_up”中設(shè)定及監(jiān)控，圖8是變量表的內(nèi)容，圖9是程序內(nèi)容。
（2）停止SINAMICS G150 ：
發(fā)送控制字047E至SINAMICS G150 ，使SINAMICS G150 停止運行。
（3）讀取SINAMICS G150 狀態(tài)字及速度實際值：
S7-300/400 接收SINAMICS G150 狀態(tài)字1，存放在DB1.DBW30中；接收SINAMICS G150 傳來的速度實際值，存放在DB1.DBW32中，參看圖7，在變量表“SINAMICS G150 start_up”中能監(jiān)控到SINAMICS G150 狀態(tài)和速度實際值。
1.西門子變頻器，保養(yǎng)維護，電容充電 1.外觀檢查 對長期存放的變頻器，檢查時要低檔機在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能；手動/自動切換；
西門子大型機有S7-400 ：處理速度0.3ms / 1k字；
存貯器512k ；I/O點12672；
控制性能
可以分為**機、中檔機和低檔機。
低檔機
這類可編程序控制器，具有基本的控制功能和一般的運算能力。工作速度比較低，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少。
比如，德國SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200就屬于這一類。
中檔機
這類可編程序控制器，具有較強的控制功能和較強的運算能力。它不僅能完成一般的邏輯運算，也能完成比較復(fù)雜的三角函數(shù)、指數(shù)和PID運算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。
比如，德國SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-300就屬于這一類。
**機
這類可編程序控制器，具有強大的控制功能和強大的運算能力。它不僅能完成邏輯運算、三角函數(shù)運算、指數(shù)運算和PID運算，還能進行復(fù)雜的矩陣運算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù)。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用。
西門子模塊6ES7422-1HH00-0AA0
（1）安裝機架UR2-H。
（2）在機架上安裝PS407電源模塊，在電池槽內(nèi)放入2塊鋰電池，撥碼撥到2BATT。
（3）設(shè)置冗余CPU的機架號，安裝冗余CPU到機架。
CPU V3版本，通過同步子模板上的開關(guān)設(shè)置；
CPU V4以上版本，通過CPU 背板上的開關(guān)設(shè)置；
本實例中的CPU為6ES7 414-4HJ04-0AB0 機架號設(shè)置在CPU的背面，將左手邊CPU的機架號設(shè)為0（撥碼撥到下方），右手邊CPU的機架號設(shè)為1（撥碼撥到上方），CPU通電后此機架號生效。
（4）將同步子模板插到CPU前面板的兩個IF插槽中，并固定。
（5）連接同步光纜。
將兩個位于上部的同步子模板相連；
將兩個位于下部的同步子模板相連；
在打開電源或啟動系統(tǒng)之前要確保CPU的同步光纜已經(jīng)連接，同步光纖的連接如圖2所示。
圖2 S7-400H 同步光纖的連接
（6）安裝CP443-1以太網(wǎng)網(wǎng)卡。同時利用網(wǎng)線將2個安裝好的CP443-1以太網(wǎng)網(wǎng)卡以及安裝有Step 7或者PCS 7的電腦連接到一個交換機上，完成硬件互聯(lián)。
（7）通電后CPU自檢查。
CPU**次通電時，將執(zhí)行一次RAM 檢測工作，約需10分鐘。這段時間內(nèi)CPU 不接收通過通訊接口傳來的數(shù)據(jù)，并且STOP LED 燈閃爍。如果有備用電池，再次通電時不再做此項檢查工作。
（8）啟動CPU，將CPU撥碼撥到RUN狀態(tài)，此刻兩CPU保持STOP。
2.2硬件組態(tài)
1．首先雙擊“SIMATIC Manager”圖標(biāo)，打開SIMATIC Manager并新建一個S7-400H的單項目，在項目中插入一個“SIMATIC H Station”，插入結(jié)束，左側(cè)樹形目錄下會出現(xiàn)一個“SIMATIC H Station(1)”，操作如下圖所顯示。
圖3 插入一個400H站
2．點中SIMATIC H Station(1) 后，雙擊右側(cè)“Hardware”組態(tài)硬件進入HW Config編輯器。
?在組態(tài)中添加兩個UR2-H的機架，添加路徑為：SIMATIC 400 > RACK-400 > UR2-H(6ES7 400-2JA00-0AA0)
?分別在兩個機架中添加PS407電源模塊，路徑為：SIMATIC 400 > PS-400 > PS 407 10A(6ES7 407-0KR02-0AA0)
圖4 在硬件組態(tài)中為400H站添加機架和電源模塊
?分別在兩個機架中添加CPU單元，添加路徑為：SIMATIC 400 > CPU 400 > CPU 400-H > CPU 414-4H > 6ES7 414-4HJ04-0AB0 > V4.0，在添加CPU的過程中，需要為CPU上集成的DP接口設(shè)置地址并且創(chuàng)建所歸屬的Profibus DP總線，如下圖所示：
圖5 創(chuàng)建Profibus DP網(wǎng)絡(luò)
為CPU 414-4H CPU添加同步模塊（所選擇同步模塊的距離類型要保持一致），如下圖所示：
圖6 添加同步模塊
同理，以一樣的方式為Rack1添加CPU。
?分別在兩個機架中添加CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊，路徑：SIMATIC 400 > CP-400 > Industrial Ethernet > CP 443-1 > 6GK7 443-1EX11-0xE0 > V2.6；
為CP 443-1設(shè)置參數(shù)，創(chuàng)建并選擇“Ethernet(1)”；
勾選“Set MAC address/use ISO protocol”，并且為該網(wǎng)卡設(shè)置MAC地址（網(wǎng)卡出廠預(yù)設(shè)MAC地址可以在CP網(wǎng)卡上看到），同時取消選擇“IP protocol is being used”項。如圖7所示：
圖7 CP443-1修改MAC參數(shù)
以同樣的方式，為Rack 1添加CP443-1并設(shè)置 MAC地址，選擇子網(wǎng)“Ethernet(1)”。
圖8 硬件組態(tài)結(jié)束后的結(jié)構(gòu)
利用以上步驟就完成了硬件的組態(tài)，或者也可以先組態(tài)好Rack0及所需插入的所有模塊，然后將其拷貝，生成Rack1及其所需插入的所有模塊，在此操作中請注意修改新生成的Profibus網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及Ethernet網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，設(shè)置方法請參考前文敘述。
2.3添加必要的OB組織塊程序
以下*B塊必須裝入S7-400H 的CPU 中：OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、OB121和OB 122；如果沒有裝載這些OB，H系統(tǒng)在出現(xiàn)錯誤時可能會進入STOP 狀態(tài)。可以根據(jù)需要在這些OB中編寫程序讀取系統(tǒng)診斷信息。
在插入方式上，可以在Block目錄下面通過右鍵選擇“Insert New Object” > “Organization Block”，插入所期望的組織塊，此處如果沒有特殊需求的話，可以不對插入的組織塊進行編程，插入空的OB即可。
2.4 硬件和程序的下裝
為了實現(xiàn)Step 7與 CPU的通訊，首先要確保CP443-1與安裝了Step 7的電腦之間的物理連接。
打開“SIAMATIC Manager” > “Options” > “Set PG/PC Interface…”可以將PG/PC接口設(shè)置成ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的電腦安裝了1613網(wǎng)卡，可以將PG/PC接口設(shè)置為1613的ISO通訊方式，如果使用的電腦中只裝有普通的網(wǎng)卡，就選擇普通網(wǎng)卡的ISO的通訊方式，如下圖：本實驗中選擇的是Broadcom的普通以太網(wǎng)卡連接作為PG/PC物理通訊接口。
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