西门子面向市场推出基于英特尔夸克芯片家族的网关,可以将云、公司内部IT与生产连接起来。Simatic IOT2000专为能在生产环境中直接获取、处理和传输数据的工业IT解决方案而设计,可将生产工序连接到基于云的机器与生产数据分析系统。
用户也可在现有工厂对该网关进行改造,以便协调不同数据源之间的通信,分析并传递数据,譬如,在云中对数据进行评估。云可以是西门子工业云MindSphere或用户可以选择]的其它任何云。Simatic IOT2000是对西门子推出的MindConnect Nano云网关的补充。Simatic IOT2000现已上市销售,专为MindSphere和SAP Hana而设计。
全新Simatic IOT2000网关的硬件基于可靠、耐久的工业技术,并采用紧凑的设计,适于安装在标准导轨上,并配备省电的英特尔夸克处理器x1020(+安全启动)、1 GB RAM、电池支持的RTC(实时时钟)以及大量接口,其中包括两个以太网接口和两个RS 232/485接口。Simatic IOT2000可利用Arduino Shield与miniPCIe Card针对量身定制的解决方案轻松扩展。另外,它还支持Yocto Linux以及其它高级语言编程。
Simatic IOT2000通常用于预防性机械维护,可大限度减少生产停工风险,避免高价损失。另外,它还能对相关指标进行评估,并尽早查明即将发生的磨损。Simatic IOT2000可以记录和存储相关数据,将其传输至基于云的分析工具,然后将来自云的评估数据传输至生产维护系统。这种连续的数据交换可实现闭合控制回路,从而优化生产车间的维护周期。
西门子面向市场推出基于英特尔夸克芯片家族的网关,可以将云、公司内部IT与生产连接起来。Simatic IOT2000专为能在生产环境中直接获取、处理和传输数据的工业IT解决方案而设计。
1.应用概述
SIMOTION通信函数_xsend与_xreceive适合SIMOTION之间通过MPI-MPI接口、PROFIBUS-PROFIBUS间的数据交换,通信数据大为200个字节,SIMOTION也可以通过调用通信函数_xsend与_xreceive实现与S7-300/400 PLC(在PLC中调用SFC65 X_SEND与SFC66 X-REV)MPI接口间的数据交换,由于受到PLC通信区的限制,大通信数据为64个字节。
2.MPI与PROFIBUS网络介绍
MPI是S7-300/400,SIMOTION的编程接口,对通信数据及实时性要求不高的应用可以利用编程接口进行通信, MPI的通信速率为19.2K~12Mbit/s, 只有可以设置为PROFIBUS接口的MPI口才支持12M的通信速率,例如S7-300中CPU318-2DP及所有的S7-400CPU 、SIMOTION MPI口都可以设定为PROFIBUS接口,所以它们的MPI接口通信速率都可以设置为12M。MPI接口通信速率缺省设置为187.5Kbit/s,无中继情况下大通信通讯距离为50米,通过中继器可以扩展网络长度,扩展的方式有两种,种,两个站点中间没有其它站,如图1
图1:MPI网络扩展
控制器站点到中继器长为50米,两个中继器之间的距离为1000米,多可以增加10个,所以两个站点之间的长距离为9100米。
第二种,如果在两个中继器中间有MPI站点,那么每个中继器只能扩展50米,在组态时要考虑这两种连接方式。
MPI接口为RS485接口,连接电缆为PROFIBUS电缆(屏蔽双绞线),接头为PROFIBUS接头并带有终端电阻,如果用其它电缆和接头不能保证通信距离。在MPI网络上多可以有32个站,中继器,WINCC站,操作面板OP/TP也要算一个站点。MPI的站号及通讯速率可以在STEP7或SCOUT硬件组态时修改,下载组态信息到CPU后,站号及通讯速率将改变。
PROFIBUS总线符合EIA RS485[8]标准,PROFIBUS RS485 的传输程序是以半双工、异步、无间隙同步为基础的。传输介质可以是光缆或屏蔽双绞线,电气传输时,每一个RS485传输段为32个站点包括有源网络元件(RS485中间器,OLM等),在总线的两端为终端电阻,结构如图2:
图2:PROFIBUS网络结构
西门子总线终端一般都配有终端电阻,PROFIBUS使用9针D型连接器,D型连接器插座连接总线站,D型连接器插头与总线电缆相连。总线终端和针脚定义如表1:
西门子变频器供应商
表1 总线终端管脚定义
针脚号 | 信号名称 | 设计含义 |
1 | SHIELD | 屏蔽或功能地 |
2 | M24 | 24V输出电压地(辅助电源) |
3 | RXD/TXD-P | 接收和发送数据-正 B线 |
4 | CNTR-P | 方向控制信号P |
5 | DGND | 数据基准电位(地) |
6 | VP | 供电电压-正 |
7 | P24 | 正24V输出电压(辅助电源) |
8 | RXD/TXD-N | 接收和发送数据-负 A线 |
9 | CNTR-N | 方向控制信号N |
PROFIBUS总线的传输速率为9.6Kbit/s ~12Mbit/s,总线长度与传输速率相关,的规律是传输速率越高总线长度越短,越容易受到电磁干扰,基于传输速率的大网段长度参考表2:
表2 传输速率与通信长度
波特率(K Bit/s) | 9.6~187.5 | 500 | 00 | |
总线长度(米) | 1000 | 400 | 200 | 100 |
总线终端的电阻与PROFIBUS总线相匹配,并配有轴向电感以消除电容性负载而引起的导线反射,选择普通的屏蔽双绞线不能保证总线的段长度。
如果需要扩展总线的长度或者PROFIBUS从站数大于32个时,就要加入RS485中继器,例如,PROFIBUS的长度为500米,而波特率要求达到1.5MBIT/S,对照表2波特率为1.5MBIT/S使大的长度为200米,要扩展到500米,就需要加入两个RS485中继器,拓扑图如图3所示:
西门子RS485中继器具有信号放大和再生功能,在一条PROFIBUS总线上多可以安装9个RS485中继器,其它厂商的产品要查看其产品规范以确定安装个数。
一个PROFIBUS网段多可有32个站点,如果一条PROFIBUS网上过32个站点,也需要用RS485中继器隔开,例如一条PROFIBUS总线上有80个站点,那么就需要两个RS485中继器分成3个网段。RS485中继器是一个有源的网络元件,本身也要算一个站点。除了以上两个功能,RS485中继器的还可以使网段之间相互隔离。
3.网络设置
下面以SIMOTION D435与S7-300 PLC 通过MPI网络通信为例介绍通信函数_xsend与_xreceive的使用。首先打开SCOUT软件插入D435,点击D435使用右键进入硬件配置界面如图4所示:
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