德国进口西门子PROFIBUS-DP网络电缆代理商
PROFIBUS 和全集成自动化
德国进口西门子PROFIBUS-DP网络电缆代理商
 PROFIBUS-DP 从站 DP 设备类型 PROFIBUS DP 在两个不同的主站类型和各种 DP 功能之间会有不同： DP 主站，类别 1 DP 主站类型 1 是 PROFIBUS DP 应用的核心部件。在一个固定的、重复的报文周期内，*控制器或工控机与分布式从站（DP 从站）交换信息。 DP 主站，类别 2 这种类型的设备（如编程器，组态设备或操作设备）用于DP系统的调试、组态或用于正常运行过程（如诊断）中的系统操作。一个类型2 DP主站可以读取（例如）由设备来的输入、输出、诊断和组态数据。 DP 从站 DP 从站是用来读取输入数据并将其转发至 I/O 的一种 I/O 设备。输入和输出数据的容量取决于设备，多不超过 244 个字节。 等级 1 和 2 DP 主站以及 DP 从站的功能范围有很大程度的不同。这决定了通讯处理器的性能和可用性。  DP-V0 DP 主站功能（DP-V0）包括组态、参数设置、读取输入数据和写输出数据以及读取诊断数据。 DP-V1 通过其它 DP 功能扩展（DP-V 1），可以执行非同步读和写功能以及在处理循环数据通讯的同时进行报警响应。扩展 DP 功能也包括从站参数与测试值的非循环访问（例如处理自动化和智能 HMI 装置的现场设备）。该类从站在起动和正常运行期间装有扩展的参数数据。于周期性测量值相比，非周期性传送的数据（如参数化数据）很少发生变化， 并且以较低的优先级与快速周期性实用数据并行传送。主站中的中断确认，保证了从 DP 从站来的中断的可靠传输。 DP-V2 DP 主站功能（DP-V2）包括同步模式功能以及 DP 从站之间直接数据通讯功能。 等时同步模式 同步模式可通过一个用于总线系统的恒定总线循环信号实现。而这种同步、恒定循环以全局控制报文的形式由主站发送给所有总线站。这样，主站和从站就可以使用该信号同步化其应用程序。对于典型的驱动应用，循环与循环之间的时钟信号间隔应小于1 µs。 DP 从站之间的交叉数据通信 对于从站之间的直接数据通讯，采用发布/索取（publisher/subscriber）模式。作为发布者（publisher）的从站将其输入数据（相当于到其自己主站的响应帧）提供给另一个作为索取者（subscriber）的从站，由该从站进行读取。从站之间的直接通讯将循环执行。
集成 DP主站类型
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工业以太网与全集成自动化
目前，以太网的*超过 90%，并有上升趋势。这使其处于 LAN 领域的极点位置。此基带 LAN 规范是在 20 世纪 70 年代开发出来的，并在标准 IEEE 802.3 中实现了标准化。以太网继续迅速发展，并在所有速度范围和应用领域内确立了自身地位。以太网的重要特性可为您的应用带来巨大优势：
工业以太网是基于 PROFIBUS 和 PROFINET International（PI）PROFINET 标准的基于组件的自动化的基础。
SIMATIC NET 依赖这种可靠的技术。在受电磁干扰的却坚固耐用的业界环境下，通过连接超过 1000 万的用户，西门子在已经树立了良好的信誉。
通过切换技术，其范围几乎不受任何限制。工业以太网提供无线通信选项，可在网络结构中无缝集成。这意味着，可随时随地获取信息，通过工业无线局域网，可对企业内网/Internet 进行移动访问。
通过数据通讯，工业以太网可在编程控制器之间，或在一台可编程控制器与智能通讯方之间 （比如，PC） 的数据交换。
高速通信网络可以通过工业以太网在大范围内以线路，环形或星形结构进行设置。
这包括标准化的数据通讯协议。
ISO、TCP/IP 与 UDP 传输协议
使用 ISO 和 TCP/IP 作为传输协议。
PROFINET
基于工业以太网，PROFINET 实现了现场设备（IO 设备）与控制器（IO 控制器）的直接通讯，并可提供运动控制应用等时驱动控制解决方案。
媒体冗余协议（MRP）
IEC 61158 Type 10 标准中的用于提高环形拓扑结构网络可用性的协议。
并行冗余协议 (PRP)
采用符合 IEC 62439-3 标准的冗余方法，创建高可用性要求的、平行、独立网络。PRP 冗余方法的基础是通过两个独立网络（LAN A,LAN B）将帧发送两次。
信息技术（IT）
IT 通过工业以太网将 SIMATIC 与信息技术相整合。SIMATIC 也可以使用这些通信方法和通信通路。 根据产品及扩展阶段， SIMATIC或相应的通讯处理器支持 IT 环境下的技术，如：
电子邮件；
通过集成的电子邮件客户端，网络组件、通讯处理器和网络转换可发送电子邮件，以提供装置状态信息（如装置停机或即将发生过载）或自动请求一次维修。
HTML 页面可自由定义；
通信处理器可利用静态 HTML 页面实现 Web 诊断功能；利用可自由设置的 HTML 页面，实现了用户友好的显示画面。
使用文件传输协议（FTP）；
耦合简便、通用，例如 PLCs 可连接到不同的工控机或嵌入系统。
IP 路由 (IP-R)
通过两个独立接口（集成网络分离）以及 SCALANCE S 和 SCALANCE XM-400/XR-500，可实现 SIMATIC S7 到工业以太网（CP 343-1 Advanced 和 CP 443-1 Advanced）的系统连接，该连接支持千兆接口和 PROFINET 接口之间的 IP 报文传送。SCALANCE M 移动无线路由器可以在移动互联网及其所连接的局域网之间路由。
OPC （开放性、性、协作性）
OPC 是一种标准的、开放的、独立于供应商的接口，广泛应用于自动化领域。它允许采用大量的各种不同协议（例如，S7 通信、PROFINET 和 SNMP 等）连接具备 OPC 功能的应用。
编程器/OP 通信
SIMATIC 自动化系统采用本身具备的通信功能，可以处理自身和 HMI 设备（例如 TP/OP）与可编程设备（带 STEP 7、STEP 5）之间的数据通信。MPI、PROFIBUS 和工业以太网支持编程器/OP 通讯。
S7 通信
S7 通讯是在 SIMATIC S7 基础上优化的集成通讯功能（SFB）。它可用于连接 PC 与工作站。 每个作业的用户数据量大为 64 KB。S7通讯提供简单、的通讯服务，是一种用于所有网络的独立软件接口.
开放式通讯
通过开放式通讯 (SEND/RECEIVE)，SIMATIC S7 控制器可与其他 SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 控制器 、PC 和第三方系统进行通讯。另外，为了方便地连接 HMI 站，还提供有 FETCH 和 WRITE 功能。
BACnet 通讯
BACnet（楼宇自动化与控制网络）是 ASHRAE（美国、与工程师学会）的一个通信协议，用于楼宇自动化和控制的数据网络。 其同样适用于管理和自动化层，并被视为 ANSI、CEN 和 ISO 标准。
MES/ERP 通信 (ERPConnect)
采用固件扩展（需单独订购），通过数据库连接（例如 ORACLE、MySQL、MS-SQL、 DB2）与 ERP 或 MES 系统进行通信
系统连接
对于许多数据终端来说，都提供有已在固件中实现通讯功能的通讯模块（CP, CMs, TIM），并可由此减轻数据终端的通讯任务负荷（例如流量控制，模块化等）。
时间同步
借助 SIMATIC 过程，可以使用网络时间协议（NTP/SNTP）或 IEEE1588，和各种时钟时间同步过程。
用于 SIMATIC 的通信概述
用于 PG/PC 的通信概述
工业以太网的网络性能和网络技术
组合使用时，与原来的 10 Mbpps 技术相比，当前工业以太网技术可显著提高网络性能。 这些技术包括：
以太网交换技术
工业以太网具有以下功能：
交换技术具有以下优点：
全双工
全双工（FDX）是一种网络运行方式，与半双工相比，在全双工时，终端可以同时发送和接收数据。 采用 FDX 时，终端内的冲突检测功能是自动关闭的。
FDX的一个先决条件是使用有独立发送和接收通道的传输介质（如 FO 和 ITP），并且所使用的部件有保存数据的能力。 FDX 连接中不会出现冲突，因而支持 FDX 的部件能以正常的传输率同时发送和接收。 因此，数据吞吐量是网络额定传输速率的两倍，也就是，对于常规以太网为 20 Mbps，对于快速以太网为 200 Mbps。 千兆以太网可达到 2000 Mbps。
FDX 的其它优点是网络规模提高。
通过关闭激活冲突机制，FDX 能使二个部件间的距离增大到超过一个冲突域的范围。 使用全双工功能，有可能使所用的发送和接收部件的传送距离达到其性能极限。 这对与光纤部件的连接尤为重要。 在使用玻璃光缆时，两个交换机之间可达到长 200 km 的距离。
通过交换式全双工增加性能
自动检测/自动协商
自动检测描述的是网络节点（数据终端和网络部件）的特性，即自动检测信号的传输速率（10 Mbps、100 Mbps 或 1000 Mbps），并支持自动协商功能。
自动协商是双绞线的配置协议。 它使节点在发送个数据包之前为传输而协商传输率：
为了保证一个特定的传输速率，也可以关闭自动协商。
自动检测的优点是，所有以太网部件实现互操作性。
不支持自动检测的常规以太网组件可与支持自动检测的快速以太网组件和新的千兆以太网组件组合使用。
自动交叉
自动交叉功能可在双绞线接口上自动交叉发送线和接收线。 这意味着不再需要交叉连接线（例如 TP XP 线）。
高速冗余协议 (HRP)
出错误后的快速网络重构是工业应用*的特性。 否则，连接的终端会关闭逻辑通讯链路。 导致控制过程停止或系统的紧急停机。
为了取得极快速的响应时间，使用了各种标准化协议。 用这种过程，可在几分之一秒时间内重构一个可用网络。
由 50 个交换机组成的光纤环中，网络故障后（如断线或交换机故障）能够在不到 300 ms 内完成重构。
除了在光纤环中实现高速介质冗余外，工业以太网还提供有环网或网段的高速冗余耦合所需的功能。 在每种情况下，可通过两个交换机来耦合任何拓扑中的环网或网段。
具有高速冗余性的光纤网络拓扑结构
具有高速冗余性的电网络拓扑结构
介质冗余协议 (MRP)
另一种可以获得更高系统可用性的选项功能是 PROFINET MRP。 一方面，可通过交换机来实现介质冗余；另一方面，可通过 SIMATIC 控制器上的 PROFINET 接口和分布式 I/O 来实现介质冗余。 由于采用 MRP 协议 (IEC 61158 Type 10)，可实现小于 200 ms 的重构时间，具体取决于站数。
如果环网在某个点处中断，则可立即进行重构，所有通信节点仍可访问。
SCALANCE X101-1/X101-1LD 电气/光学环网拓扑结构
光学星形拓扑结构，带SCALANCE X101-1/X101-1LD和远程SCALANCE W接入点
无缝冗余
对于在重组态时间方面要求*的某些应用，冗余网络的构建可能不需要任何重组态时间（无缝冗余）。
为此，PROFINET 提出了 MRPD（计划重复介质冗余）标准。 该技术基于拓扑优化的 IRT 通信。
IEC 62439-3 标准有两种可以使用的其它解决方案，即高可用性无缝冗余（HSR）和并行冗余协议（PRP）。
全部这些方法有利于网络运行不因故障（例如， 线断）而被中断。 其实现方法是，在发送方重复数据包，并通过不同通路将它们发送给接收方。
支持 PRP 冗余过程、无碰撞的平行网络
支持 HSR 冗余过程的无碰撞环网
生成树算法的冗余
生成树算法在 IEEE 802.1D 标准中描述；该算法的目的是组织任何数量的由网桥和交换机组成的交错以太网结构。
为了防止数据包在网络中循环，可将封闭的网状网络中的各连接切换为备用，以便从网状结构获得开放式的树形结构。
为此，交换机彼此之间采用生成树协议进行通信。 由于这种协议必须适应任何网络结构，因此十分复杂。
用生成树协议组织网络结构约需 30～60 秒时间。 在这段时间内，在网络内不可能有用于可靠可视化或过程控制的有效通讯。
在符合标准 IEEE 802.1 的时间优化型“快速重构生成树”中，可串联多达 10 个交换机，时间将缩短为 1 至 3 秒。
这种协议，由于重配置时间相对较长，因此，主要用在办公网络中。 在连接到办公网络时，有些 SIMATIC NET 交换机也支持快速生成树协议。
交换网络
可通过电气或光纤方式组态交换式工业网络，网络可为总线形、星形或环形结构或它们的组合。
它们是使用 SCALANCE X 交换机以及集成在终端设备中的交换机（例如，集成在通信处理器中的交换机）构建的。
电缆（如双绞线电缆）或光缆用作交换机间的传输介质，并用于连接至终端设备电缆（例如，双绞线电缆）。
交换机网络的大小是任意的. 对于更大型的网络，还要考虑信号延迟（取决于应用）。
可以使用 POF/PCF 或玻璃光线光缆进行布线
在易受强电磁场干扰 (EMI)的环境下，如果不能保证可靠的等电位搭接或系统暴露在空气中，建议使用光纤电缆。
玻璃光纤光缆用于长距离数据传输，而对于短距离传输，则使用由导光塑料制成的塑料光纤电缆（如聚合物光纤 (POF)）或使用塑料包覆光纤（如聚合物包层光纤 (PCF)）。
使用用于聚酯光纤和 PCF 的 SC RJ 连接系统，可实现简单的设备级光纤布线。 在现场可以快速、方便地组装 SC RJ 连接器。 为此设计的塑料光纤电缆可以通用或于吊缆系统。
对于光纤布线（例如，对于 PROFINET 系统），可使用带 POF 或 PCF 接头的产品，如 SCALANCE X200-4P IRT 工业以太网交换机或 ET 200S 分布式 I/O 设备。
采用 SCALANCE X202-2P IRT 和 SCALANCE X101-1POF 介质转换器的混合网络
高可用性通信
冗余连接提高了通信可用性，发生故障时，可将数据传输快速切换到冗余通信连接。
可从 S7-400H 站建立到以下站的高可用性 S7 连接：
.
通过冗余通讯接口可增强可用性
控制层上的千兆以太网
在现场层，数据报文帧的响应时间较短；而控制层上对高数据吞吐量的需求在不断增加。 其原因在于快速增长的结点数量和海量数据系统，如 HMI，SCADA，条码读取系统，web 应用程序或多媒体应用程序。
除了具有千兆能力的网络基础架构外，还有具有千兆能力的系统连接，用于连接 PC 或 SIMATIC S7-300/400/1500。用于 PCI Express 的 CP 1623 通讯处理器支持 HMI/SCADA 系统的高性能连接，同时通过一个可选的外部电源提高网络可靠性。
用于 SIMATIC S7-300/400 的 CP 343-1 Advanced 和 CP 443-1 Advanced 通信处理器可实现控制层和现场层之间的集成网络分隔，并能提供：
现场层和企业层之间的网络分离，包括控制层上千兆通信
现场级和企业级之间的网络分离
经常必须将各个网络实现物理相互分离，但相互之间必须能进行通讯。 网络分离的原因包括：需进行审慎的负荷分离，或企业内部具有各种不同职责（如办公和生产网络）。
在将 CP 343-1 Advanced 和 CP 443-1 Advanced 通信处理器用于 S7 控制器时，很容易满足这一要求。 通过在一个模块上提供用于千兆以太网和快速以太网中各种单独 IP 子网的接口，就可通过静态 IP 路由来 防火墙，用于防止 PLC 被未*访问，与要保护的网络规模无关。 作为一个替代或补充方案，可通过 VPN（Virtual Private Network，虚拟网）来对通信伙伴进行安全身份验证并对传输的数据进行加密。
采用千兆以太网的 SIMATIC PCS 7 过程控制系统
在控制室中，将在终端总线上使用两台 SCALANCE X-400 交换机。如果与工厂总线连接的节点较多，就可将 XR-500 或 XM-400 交换机结合端口扩展器使用。 它们可相互连接在一起，用于创建数据传输速率为 1 Gbps 的电气环网。
提供有几个操作员面板，并在两个交换机之间分配，以便在一台交换机故障时系统仍能运行。 例如，终端总线和工厂总线使用冗余服务器进行连接，使用 SCALANCE X408-2 时，也可通过高性能千兆线路进行连接。
在过程控制系统（例如 PCS 7）中使用 SCALANCE X 交换机
工厂网络可通过 SCALANCE X-500 连接到管理层或公司网络
使用 PROFIsafe，实现故障安全无线通讯
多年以来，安全技术已集成到基于 SIMATIC S7 控制器、PROFIBUS 和 PROFIsafe 的标准自动化系统中。
这一范围已由具有 PROFINET 功能的部件加以扩展，从而提供了包含故障安装控制器、故障安全 I/O 以及相应组态环境的一个完整产品系列。
通过对 PROFIsafe 数据进行连续编号、进行时间监控以及使用密码或优化的循环冗余校验 (CRC) 进行真实性监视 PROFIsafe 可防止错误，如地址损坏、丢失、延迟等。
使用 PROFIsafe，实现故障安全无线通讯
网络耦联
要进行高性能的网络耦合，可使用模块化工业以太网交换机 SCALANCE XM-400。 使用 SCALANCE XM-400，可通过高速 IP 路由实现不同 IP 子网和路由器之间的通信。 支持该技术的方法包括：
高性能第三层交换与冗余路由 (VRRP) 相结合
结构化布线按照符合EN 50173三次布线标准的工业以太网FastConnect系统的实行
快速连接（FC）双绞线
|
| 10/100 Mbit/s | 10/100/1000 Mbit/s |
|---|---|---|
| IE FC TP 电缆 2x2 | • | – |
| IE FC TP 电缆 4x2 | – | • |
| IE FC RJ45 插头 2x2 | • | – |
| IE FC M12 Plug PRO 2x2 | • | – |
| IE FC RJ45 接头 4x2 | – | • |
| IE FC M12 Plug PRO 4x2 | – | • |
| IE FC RJ45 引出插座 | • | – |
| IE FC RJ45 模块化插座 | – | • |
| IE TP 软线 | •1) | •2) |
| IE 连接电缆 | • | – |
1) 所有 TP 软线都带有一个 Sub D 接口
2) IE TP 软线 RJ45/RJ45 和 IE TP 软线 XP
UL 认证
用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆名称中加入有 “GP” (一般 用途) 。
快速连接系统包括：
工厂自动化中的工业以太网/PROFINET 电缆系统
