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西門子串行通信（PTP通信）的MODBUS 協議

??串行通信概述

??在工業控制系統中，某些現場的控制設備和智能儀表沒有標準的現場總線接口，只有串行通信接口。它們往往使用廠家定義的非標準的通信協議，有的使用Modbus協議。

??串行通信又稱為點對點(Point to Point)通信，簡稱為PtP通信。串行通信用于S7PLC 和帶有串行通信接口的設備(例如計算機、打印機、條形碼閱讀器、機器人控制系統、掃描儀等)之間傳輸數據。

S7-300PLC的高速處理器,解碼器,位置輸入,稱重特殊功能模塊

??3. 基本數據類型

??基本數據類型包括位(BOOL)、字節(BYTE)、字(WORD)、雙字(DWORD)、整數(INT)、雙整數(DINT)和浮點數(FLOAT，或稱實數REAL)等(見3.2.2節)。

??4. 復雜數據類型

??復雜數據類型包括日期和時間(DATE_AND_TIME)、字符串(String)、數組(Array)、結構(Struct)和用戶定義的數據類型(UDT)。

??(1日期和時間

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??日期和時間(DATE_AND_TIME，縮寫為DT)占用8個字節的BCD碼。第1~6個字節分別存儲年的低兩位、月、日、時、分和秒，毫秒存儲在整個第7個字節和第8個字節的高4位，星期存放在第8個字節的低4位。星期日的代碼為1，星期一~星期六的代碼為2~7。例如2010年7月27日12點30分25.123秒可以表示為DT#10-07-27-12∶30∶25.123，可以省略毫秒部分。

??通過調用程序編輯器的文件夾“\Libraries\ Standard Library\IEC Function Block”中的IEC功能(見附表B-4)，可以實現DATE_AND_TIME數據類型與基本數據類型之間的相互轉換、日期時間的比較和加、減，具體的使用方法見在線幫助。

??調用SFCO" SET_CLK"，可以設置和啟動CPU時鐘的時間和日期。調用SFC1"的READ_CLK"，可以讀取CPU系統時鐘當前的日期和時間。

??(1) FM352-5高速處理器。FM352-5高速處理器(也稱“高速布爾處理器”)是一種用于開關量I/O 高速處理的特殊功能模塊。FM352~5模塊帶有集成處理器、存儲器卡與可編程門陣列等高速器件、模塊本身可以獨立使用。當FM352-5作為S7-300 PLC特殊功能模塊使用時，可在PLC-CPU工作的同時，并行獨立地進行I/O信號及其應用程序的高速處理，其內部程序的循環掃描時間僅為1μM

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西門子S7-400H冗余容錯自動化系統設計

??冗余設計的容錯自動化系統S7-400H

??1. 西門子S7-400H的使用場合

??在許多生產領域中，要求容錯和高度可靠性的應用越來越多，某些領域由于故障引起的停機將會帶來重大的經濟損失。S7-400H特別適合在下列場合使用

??1)停機將會造成重大的經濟損失。

??2)過程控制系統發生故障后再啟動的費用十分昂貴。

??3)某些使用貴重的原材料的過程控制(例如制藥工業)會因突發的停機而產生廢品。4)無人管理的場合或需要減少維修人員的場合。

??由于FM352-5高速處理器本身帶有集成處理器、存儲器、I/O接口等基本硬件與獨立的操作系統軟件因此，可以用來作為獨立控制器(Stand-alone controller)使用。當用作獨立控制器使用時，可以通過STEPP 編程軟件編制STEP7程序，并下載到MMC卡上，以控制外部設備。

??在分布式控制系統中，FM352-5高速處理器可以通過PROFIBUS-DP總線、IM153接口模塊與作為主站的S7-PLC相連接，成為遠程控制系統的PROFIBUS-DP從站設備，對遠程控制系統的高速I/O信號進行獨立的處理。

??1.西門子的串行通信協議

??串行通信主要用來與非西門子設備通信。S7-300/400 的串行通信可以使用的通信協議主要有ASCII driver、3964(R)和RK512。它們在7層OSI參考模型中的位置如圖15-1所示。

PtP協議在OSI參考模型中的位置

??ASCII driver只使用7層OSI模型中的物理層，用于控制CPU和一個通信伙伴之間的串行連接的數據傳輸，ASCII driver可以發送和接收開放式的數據(所有可以打印的ASCII字符)，提供一種開放式的報文幀結構。ASCII driver 可以用結束字符、幀的長度和字符延遲時間作為報文幀結束的判據。接收方必須在組態時設置一個報文幀的結束判據。

?圖1.4-11為一有源開關信號傳輸回路，端子1，2仍然為信號接收端，而端子3，4 則為有源 NPN 型電子開關信號源。由圖中可以看出，信號回路由電源正極經 NPN 型三極管、電阻和發光二極管回到電源負極，形成了一個閉合回路。同樣，當NPN型三極管C，E兩端導通時，發光二極管在正向偏置的情況下，就會導通發光當三極管截止時，發光二極管截止不發光，而使光電耦合器隨三極管開關發出“0”和“1”送入PLC輸入端。

??和無源開關相比，它的另一個特點是開關本身需要電源。因此，在有源開路的信號回路中，就出現了兩個電源。一個電源為有源電子開關電源 E2，另一個電源為信號回路電源E1。有源電子開關的控制電源可以取自外置電源(如圖 1.4-11)，也可以與信號傳輸回路共用一個電源。同理，在連接中，電子開關的電源也必須與其控制電路形成一個閉合回路。如果不能形成閉合回路，電子開關不起作用，同樣為不正確連接。

??國內極少有人使用3964(R)和RK512協議，中國期刊網幾乎沒有有關的文章，因此本節主要介紹ASCII driver。

??2. MODBUS協議

??Modbus 是一種基于串口的通信協議，在工業控制中得到了較為廣泛的使用。Modbus 協議是一個主-從協議，采用請求-響應方式，主站發出帶有從站地址的請求報文，具有該地址的從站接收到后發出響應報文進行應答。Modbus協議有ASCII和RTU(遠程終端單元)這兩種報文傳輸模式。