西門子模塊6ES7422-1HH00-0AA0

 OSI模型的設計目的是成為一個開放網絡互聯模型，來克服使用眾多網絡模型所帶來的互聯困難和低效性；OSI參考模型很快成為計算機網絡通信的基礎模型。在設計時遵循了以下原則：

• 各個層之間有清晰的邊界，便于理解；

• 每個層實現特定的功能，且相互不影響；

• 每個層是服務者又是被服務者，即為上一層服務，又被下一層服務；

• 層次的劃分有利于**標準協議的**；

• 層次的數目應該足夠多，以避免各個層功能重復。

• OSI參考模型具有以下優點：

• 簡化了相關的網絡操作；

• 提供即插即用的兼容性和不同廠商之間的標準接口；

• 使各個廠商能夠設計出互操作的網絡設備，加快數據通信網絡發展；

• 防止一個區域網絡的變化影響另一個區域的網絡，因此，每一個區域的網絡都能單*快速升級；

• 把復雜的網絡問題分解為小的簡單問題，易于學習和操作。

       OSI七層模型中，給每一個對等層數據起一個統一的名字為：   協議數據單元（PDU，Protocol Data Unit）。相應地：

            應用層數據稱為應用層協議數據單元（APDU，Application Protocol Data Unit），

            表示層數據稱為表示層協議數據單元（PPDU，Presentation Protocol Data Unit），

            會話層數據稱為會話層協議數據單元（SPDU，Session Protocol Data Unit）。

            傳輸層數據稱為段（Segment），

            網絡層數據稱為數據包（Packet），

            數據鏈路層稱為幀（Frame），

            物理層數據稱為比特流（Bit）。

       封裝（Encapsulation）是指網絡節點（Node）將要傳送的數據用特定的協議頭打包，來傳送數據，同樣在某些層進行數據處理時，也會在數據尾部加上報文，這時候也稱為封裝。OSI七層模型的每一層都對數據進行封裝，以保證數據能夠正確無誤的到達目的地，被終端主機接受、執行。

     數據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）上傳輸的原始比特流，是OSI參考模型的基礎，它實現傳輸數據所需要的機械、電氣功能特性。它不關心每一bit（0,1）所代表的含義（ 如代表地址還是應用數據），只關注如何把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）就屬于物理層設備。

 2、數據鏈路層

        數據鏈路層主要任務是提供對物理層的控制，檢測并糾正可能出現的錯誤，使之對網絡層顯現一條無錯線路，并且進行流量調控。

 3、網絡層

       網絡層檢查網絡拓撲，以決定傳輸報文的較佳路由，轉發數據包。其關鍵問題是確定數據包從源端到目的端如何選擇路由。網絡層設備通過運行路由協議（Routing Protocol）來計算到目的地的較佳路由，找到數據包應該轉發的下一個網絡設備，然后利用網絡層協議封裝數據包，利用下層提供的服務把數據發送到下一個網絡設備。

 4、傳輸層

       傳輸層位于OSI參考模型四層，較終目標是向用戶（一般指應用層的進程），提供有效、可靠的服務。

5、在會話層

        在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位不再另外命名，統稱為報文。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的建立和維護應用之間通信的機制。如服務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。它將欲交換的數據從適合于某一用戶的抽象語法，轉換為適合于OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮，加密和解密等工作都由表示層負責。

7、應用層

        應用層為操作系統或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口。

        OSI參考模型的建立是網絡技術發展的一個里程碑，它為網絡的標準化提供了一致的框架和前景。但由于OSI參考模型的龐大，所以在建立網絡時，并沒有依賴OSI參考模型。事實上，基于TCP/IP協議的Internet網絡有著自己的網絡體系結構—TCP/IP網絡體系結構。這種體系結構，目前已經成為事實上的網絡標準。

       TCP/IP協議體系結構與OSI參考模型類似，也為分層體系結構，但比OSI參考模型的層數要少，一般指的四層結構，從低到高，依次為數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層，

1、數據鏈路層

       數據鏈路層在TCP/IP協議結構的較底層。該層中的協議提供了一種數據傳送的方法，使得系統可以通過直接的物理連接的網絡，將數據傳送到其他設備，并定義了如何利用網絡來傳送IP數據報。TCP/IP網絡接口層一般包括OSI參考模型的物理層和數據鏈路層的全部功能，因此這一層的協議很多，包括各種局域網、廣域網的各種物理網絡的標準。

2、網絡層

       網絡層在網絡接口的上一層。網絡層協議IP是TCP/IP的**協議，也是網絡層中較重要的協議。IP可提供基本的分組傳輸服務，這是構造TCP/IP的基礎。網絡層上、下層中的所有協議都使用IP協議傳送數據；所有的TCP/IP數據，無論是進來的還是出去的，都流經IP，并與它的較終目的地無關。另外，網絡層還有兩個協議，地址轉換協議（ARP）和網間控制報文協議（ICMP），其中ICMP協議具有測試網絡鏈路和檢測網絡故障的功能，是IP協議不可分割的一部份。

3、傳輸層

       傳輸層在網絡層的上一層，又稱主機到主機傳輸層。傳輸層有兩個重要的協議是傳輸控制協議TCP和用戶數據報文協議UDP，用以提供端到端的數據傳輸服務，即從一個應用程序到另一個應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，提供可靠的數據傳輸服務。而UDP則提供低開銷、無鏈接的數據報文傳輸服務。

4、應用層

       TCP/IP協議體系結構的**層是協議較多的一層。應用層的協議大多數都為用戶提供直接的服務，而且還在不斷地增加新的服務。

圖6 “MOVE”指令控制程序

2、SFC14和SFC15系統功能塊進行數據傳送：
SFC14（“DPRD_DAT”）用于讀取SINAMICS G150 過程數據，SFC15 （“DPWR_DAT”）用于將過程數據發送到SINAMICS G150 。
（1）控制SINAMICS G150 運行：
通過先發送控制字047E然后發送047F來啟動SINAMICS G150 ，控制字1在 DB1.DBW20中**，主設定值在DB1.DBW22中設定，參看圖7；所有的這些變量在變量 表“SINAMICS G150 start_up”中設定及監控，圖8是變量表的內容，圖9是程序內容。
（2）停止SINAMICS G150 ：
發送控制字047E至SINAMICS G150 ，使SINAMICS G150 停止運行。
（3）讀取SINAMICS G150 狀態字及速度實際值：
S7-300/400 接收SINAMICS G150 狀態字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”中能監控到SINAMICS G150 狀態和速度實際值。

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  西門子S7-400存儲卡6E
  型號：6ES7952-1KT00-0AA0
  貨品編號：6ES7952-1KT00-0AA0 SIMATIC S7，存儲卡，用于S7-400，長型，5V閃存，32 MB
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  西門子S7-400存儲卡6E
  型號：6ES7952-1KY00-0AA0
  貨品編號：6ES7952-1KY00-0AA0 SIMATIC S7，存儲卡，用于S7-400，長型，5V閃存，64 MB
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  西門子S7-400同步模塊
  型號：6ES7960-1AA00-0xA0
  貨品編號：6ES7960-1AA00-0xA0 S7-400H同步模塊
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  西門子S7-400光纖6ES7
  型號：6ES7960-1AA00-5AA0
  貨品編號：6ES7960-1AA00-5AA0 S7-400H同步模塊連接光纖1M
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  西門子S7-400光纖6ES7
  型號：6ES7960-1AA00-5BA0
  貨品編號：6ES7960-1AA00-5BA0 S7-400H同步模塊連接光纖2M
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  西門子S7-400光纖6ES7
  型號：6ES7960-1AA00-5KA0
  貨品編號：6ES7960-1AA00-5KA0 S7-400H同步模塊連接光纖10M
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  西門子S7-400同步子模
  型號：6ES7960-1AA04-0xA0
  貨品編號：6ES7960-1AA04-0xA0 SIMATIC S7-400H，同步子模塊，用于轉接電纜，遠達10M
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  西門子S7-400轉接電纜
  型號：6ES7960-1AA04-5AA0
  貨品編號：6ES7960-1AA04-5AA0 SIMATIC S7-400H，轉接電纜 FO 1M，用于同步模塊
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  西門子S7-400H同步模塊
  型號：6ES7960-1AA04-5BA0
  貨品編號：6ES7960-1AA04-5BA0 SIMATIC S7-400H，轉接電纜 FO 2M，用于同步模塊
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  西門子S7-400H同步模塊
  型號：6ES7960-1AA04-5KA0
  貨品編號：6ES7960-1AA04-5KA0 SIMATIC S7-400H，轉接電纜 FO 10M，用于同步模塊
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  西門子S7-400H同步模塊
  型號：6ES7960-1AB04-0xA0
  貨品編號：6ES7960-1AB04-0xA0 SIMATIC S7-400H，同步子模塊，用于電纜，遠達10KM
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  西門子S7-400接口通訊
  型號：6ES7963-1AA00-0AA0
  貨品編號：6ES7963-1AA00-0AA0 SIMATIC S7-400，IF963-RS232個接口模塊，帶RS232 IF，用于PTP 連
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  西門子S7-400接口通訊
  型號：6ES7963-2AA00-0AA0
  貨品編號：6ES7963-2AA00-0AA0 SIMATIC S7-400，IF963-TTY接口模塊，帶TTY IF，用于PTP 連接到C
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  西門子S7-400接口通訊
  型號：6ES7963-3AA00-0AA0
  貨品編號：6ES7963-3AA00-0AA0 SIMATIC S7-400，IF963-X27接口模塊，帶RS422/RS485，用于PTP 連
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  西門子S7-400接口通訊
  型號：6ES7964-2AA00-0AB0
  貨品編號：6ES7964-2AA00-0AB0 SIMATIC M7-400，IF964-DP 接口模塊 用于 THE ConNECTION OF M7-
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  西門子S7-400接口通訊
  型號：6ES7964-2AA01-0AB0
  貨品編號：6ES7964-2AA01-0AB0 SIMATIC M7/S7，IF964-DP 接口模塊 DP 主站 用于 S7-400 和 M7
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  西門子S7-400接口通訊
  型號：6ES7964-2AA04-0AB0
  貨品編號：6ES7964-2AA04-0AB0 SIMATIC S7，IF964-DP接口模塊 DP主站，用于S7-400
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  西門子S7-400網絡通訊
  型號：6GK7443-1EX11-0xE0
  貨品編號：6GK7443-1EX11-0xE0 CP 443-1TCP通訊處理器
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  西門子S7-400網絡通訊
  型號：6GK7443-1EX20-0xE0
  貨品編號：6GK7443-1EX20-0xE0 SIMATIC NET, CP 443-1 通訊處理器，用于通過 ISO，TCP/IP 和 UD
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  西門子S7-400網絡通訊
  型號：6GK7443-1EX40-0xE0
  貨品編號：6GK7443-1EX40-0xE0 SIMATIC NET，CP 443-1 ADVANCED COMMUNICATIONS PROCESSOR F. C
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  西門子S7-400 網絡通訊
  型號：6GK7443-1EX41-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 貨品編號：6GK7443-1EX41-0xE0 SIMATIC NET，CP 443-1 ADVANCED
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  西門子S7-400網絡通訊
  型號： 6GK7443-1GX11-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 貨品編號：6GK7443-1GX11-0xE0 CP 443-1IT通訊處理器 E-Mail
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  西門子S7-400 網絡通訊
  型號：6GK7443-1GX20-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 貨品編號：6GK7443-1GX20-0xE0 SIMATIC NET，CP 443-1 高級通訊處理器
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  西門子S7-400網絡通訊
  型號：6GK7443-5DX03-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 貨品編號：6GK7443-5DX03-0xE0 CP 443-5
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  西門子網絡通訊模塊 6
  型號：6GK7443-5DX04-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 SIMATIC NET, CP 443-5 擴展型通訊處理器，用于連接 SIMATIC S7-400 至
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  西門子網絡通訊模塊 6
  型號：6GK7443-5DX05-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 COMMUNICATION PROCESSOR CP 443-5 EXT
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  西門子網絡通訊模塊 6
  型號：6GK7443-5FX01-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 貨品編號：6GK7443-5FX01-0xE0 CP 443-5
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  西門子網絡通訊模塊 6
  型號：6GK7443-5FX02-0xE0
  所屬分類：網絡通訊模塊 SIMATIC NET, CP 443-5 基本型通訊處理器，用于連接 SIMATIC S7-400 至
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  西門子CPU 6ES7412-5H
  型號：6ES7412-5HK06-0AB0
  所屬分類：冗余型CPU SIMATIC S7-400H, CPU 412-5H
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  西門子CPU 6ES7414-5H
  型號：6ES7414-5HM06-0AB0
  所屬分類：冗余型CPU SIMATIC S7-400H, CPU 414-5H

1.西門子變頻器，保養維護，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量比較少。
比如，德國SIEMENS公司生產的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，也能完成比較復雜的三角函數、指數和PID運算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數量也比較多，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、三角函數運算、指數運算和PID運算，還能進行復雜的矩陣運算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數量很多，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模很大的控制任務。在聯網中一般做主站使用。

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，在電池槽內放入2塊鋰電池，撥碼撥到2BATT。
（3）設置冗余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設置；
CPU V4以上版本，通過CPU 背板上的開關設置；
本實例中的CPU為6ES7 414-4HJ04-0AB0 機架號設置在CPU的背面，將左手邊CPU的機架號設為0（撥碼撥到下方），右手邊CPU的機架號設為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之前要確保CPU的同步光纜已經連接，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以太網網卡。同時利用網線將2個安裝好的CP443-1以太網網卡以及安裝有Step 7或者PCS 7的電腦連接到一個交換機上，完成硬件互聯。
（7）通電后CPU自檢查。
CPU**次通電時，將執行一次RAM 檢測工作，約需10分鐘。這段時間內CPU 不接收通過通訊接口傳來的數據，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，此刻兩CPU保持STOP。

2.2硬件組態
1．首先雙擊“SIMATIC Manager”圖標，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”，插入結束，左側樹形目錄下會出現一個“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“Hardware”組態硬件進入HW Config編輯器。
?在組態中添加兩個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接口設置地址并且創建所歸屬的Profibus DP總線，如下圖所示：

圖5 創建Profibus DP網絡

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設置參數，創建并選擇“Ethernet(1)”；
勾選“Set MAC address/use ISO protocol”，并且為該網卡設置MAC地址（網卡出廠預設MAC地址可以在CP網卡上看到），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

以同樣的方式，為Rack 1添加CP443-1并設置 MAC地址，選擇子網“Ethernet(1)”。

圖8 硬件組態結束后的結構

利用以上步驟就完成了硬件的組態，或者也可以先組態好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網絡參數以及Ethernet網絡參數，設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系統在出現錯誤時可能會進入STOP 狀態。可以根據需要在這些OB中編寫程序讀取系統診斷信息。
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接口設置成ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的電腦安裝了1613網卡，可以將PG/PC接口設置為1613的ISO通訊方式，如果使用的電腦中只裝有普通的網卡，就選擇普通網卡的ISO的通訊方式，如下圖：本實驗中選擇的是Broadcom的普通以太網卡連接作為PG/PC物理通訊接口。