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三、產品運輸
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四、保修服務
我們會根據西門子原廠保修標準執行,對所售的貨品保修一年,以及在貨品一周后,進行回,及時跟蹤設備運行狀態,以便我們更好的為您提供優質的服務。


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SIEMENS CPU模塊系列技術參數
一、現場總線技術的興起和市場動力
七十年代,微處理器技術的進步以及“集中管理、分散控制”的風險控制策略促成了基于微處理器芯片的集散控制系統開始進入市場,同時也將用于控制器之間和控制器與上位機之間的數據通訊的計算機通訊網絡技術引入了工業自動化領域。但此時由于各自動化廠商的控制系統自成一體,網絡通訊只是其系統的內部功能之一,無需與外界進行數據交換。八十年代以后,隨著微處理器芯片應用的不斷滲透,“智能化”的傳感器、開關、執行機構等工業現場控制器件不斷涌現,但各廠商根據所生產的元器件的特點而開發的數據通訊協議也是五花八門、種類繁多,單個的元器件似乎充滿了“智能”,但與控制系統集成時仍然只能沿用傳統的電纜接線一對一接入I/O接口板,并不能真正體現其“智能化”的優點。因此要將這些眾多不同廠商的“智能化”現場控制元器件集成為一個數字化的集散控制系統,公共開放的網絡通訊協議標準就顯得非常必要。在這一市場動力的推動下,各控制系統(包括PLC和DCS)的生產廠商基于其原先內部的網絡通訊技術紛紛提出了各種各樣開放程度不同的現場總線通訊協議標準,并隨著技術的進步不斷補充和完善。
二、現場總線技術標準化的現狀
從上世紀八十年代開始,美國儀表協會(ISA)和電工委員會(IEC)即已設立專門的機構來研究和提出現場總線技術標準。然而由于種種原因,經過長達十多年的努力,終于在2000年頒布的標準IEC61158卻是一份讓所有自動化領域相關人員感到困惑和尷尬的標準,因為它包含八種互不兼容的總線協議。隨著IT技術不斷向工業領域滲透,以太網(Ethernet)作為新的現場總線技術讓很多人充滿了期望,但2003年第三版的lEC61158標準的頒布,在新版本中增加了三種基于以太網技術的新協議,將總線協議的標準增加到十一種,同時還有更多的基于以太網技術的新協議正積極努力加入到標準的協議集內。
三、現場總線技術標準化進程的分析思考
分析用戶的需求,我們大致可以將用戶對現場總線的技術要求和期望分為以下三個層次:
1) 智能元器件與控制器(站)之間的互連互通,主要目的是替代傳統的I/O電纜。其要求是能傳送傳統的I/O數據,并附加傳送一些智能元件*的告警和故障診斷信息。
2) 在傳送以上實時監控數據的基礎,用戶進一步的要求是希望通過網絡來進行集中的工程設計組態、程序動態修改下載以及元器件的遠程診斷和校準等。
3) 在互連互通的基礎上,用戶希望能夠在各種情況下“重構”系統,如在元器件損壞更換、系統改擴建以及系統升級或部分升級等情況下,要求能夠無障礙地接入第三方的元件或新技術條件下的升級產品。
從以上用戶的需求上可以看出,用戶是希望通過現場總線技術,利用網絡數據通訊的手段實現各種智能元器件與控制器(站)之間的“互連”、“互通”、“互換”,但并沒有要求說所有這些功的必須在一個“單一”的統一網絡來實現。正如在Internet網絡上用戶希望實現電子郵件、文件下載、網絡瀏覽、網上游戲等服務,但這并沒有要求Internet網絡必須是一個“單一”的“同構”網絡。
從通訊協議的構筑模型上看,目前幾乎所有的通訊協議一般來說都是參照OSI的七層模型,但絕大多數協議都是從物理層開始“自底向上”自成一體地構筑一個“垂直一體化”的協議棧,使得八種標準協議之間在任何層次上都很難“互連”、“互通”,更談不上“互換”功能。事實上制定OSI分層模型的目的是讓涵蓋不同技術元素不同發展變化速度的通訊實體分為相互獨立的層次,以使各層次既能夠相互結合成為一個端對端完整的協議棧,又能夠相互獨立發展而不互相制約。比如在我們熟悉的Internet網絡協議簇中,因特網之所以能夠如此成功,就是以TCP/IP協議棧為核心,對上可以服務眾多不同的應用層協議(WWW、FTP、電子郵件等),向下則可在眾多不同的局域網(Ethernet、FDDI等)、廣域網(撥號網絡、X.25等)平臺上實現。
從某種意義上來說,現場總線技術的標準化進程出現目前困境的原因很大程度上可能是當初一開始就將“單一的垂直一體化的同構網絡”這一過于“理想”的期望設定為技術標準的目標,結果不但不能達到目的,反而適得其反,出現了“群雄紛爭,互不兼容”的局面。
四、CIP協議架構的啟發
CIP協議規范是疊加在ControlNet、DeviceNet和EtherNet這三種不同的網絡技術平臺之上的“與網絡硬件技術無關”的公共的“網絡傳輸層、應用層、用戶層”協議規范,也就是說它可以實現“異構網絡”下的系統的“互連”、“互通”,直至“互換”功能。按照OSI七層通訊模型,CIP協議架構下的協議棧結構如。
由以上示意圖可以看到,與其它現場總線技術通訊協議一個很大的不同就是有一個具有“網絡傳輸層”功能的“CIP Messaging”協議規范。其中核心的部分就是將應用對象之間通訊關系抽象為“連接(Connection)”,并與之相應制定了應用對象的邏輯地址規范,從而使CIP協議可以不依賴于某一具體的網絡硬件技術,而是用邏輯對象地址來定義“連接(Connection)”關系。
并將某一種具體的網絡技術平臺抽象為與網絡接口相關的“物理鏈路對象(Link Object)”,這樣使得CIP協議在不同的網絡技術平臺上具體實現時需要的接口就是與該網絡平臺相對應的“物理鏈路對象(Link Object)”,如“DeviceNet Link Object”、“ControlNet Link Object”和“Ethernet Link Object”等等,而其上層的協議都可不受影響并保持,這也就為在跨平臺的“異構網絡”條件下實現系統的“互連”、“互通”,直至“互換”功能奠定了基礎。
工業現場的環境比普通環境都要惡劣,至少在震動,濕氣,溫度上都要比普通環境惡劣,工業以太網需要更多專業的知識和實踐經驗。如果你正在安裝或者使用一種工業以太網(工業以太網交換機),那么關于布線、信號質量、接地回路、交換機和通訊這五點內容必須要了解否則容易出現故障,更使維護成本上升。
1、布線問題
和所有網絡一樣,電纜的優劣直接影響工業以太網的優劣。而且除了高電磁干擾(EMI),工業環境中還經常有某種等級的溫度、粉塵、濕度以及其他在家庭和辦公環境中不常見的影響因素。
所以,如何選擇電纜?在辦公室內,商業等級的電纜,例如5類電纜,比較適合于10MB的網絡,而5e類電纜適合于100MB網絡。根據ANSI/TIA-1005標準所述,6類電纜或者更好的電纜可以用于工業環境中的主機或者設備連接。
6類電纜能夠在100米的范圍內實現1GB網絡,55米范圍內實現10GB網絡。6e類電纜可以在100米范圍內實現10GB網絡。
相比于5類電纜和5e類電纜,6類電纜不易受串擾和外部EMI噪聲影響。工業以太網電纜的設計能夠抵御更加嚴酷的工業環境對電纜的物理侵蝕。在安裝6類電纜時,確保RJ45接口和插座也能夠達到6類等級。使用方法是,短距離布線時,使用預先做好的接插電纜,并在工廠內安裝連接器。長距離布線時使用插座。
2、電纜、屏蔽、接地回路
一些應用場合需要做屏蔽,但是如果屏蔽電纜安裝不當,那么會適得其反。
當超出保護套管時,屏蔽以太網電纜在EMI環境中的性能更好。良好的接地是使用屏蔽電纜的關鍵。一個接地參考點是關鍵中的關鍵。多個接地連接會形成接地回路,不同接地連接處電勢的不同會在電纜中引入噪聲。
接地回路會給你的網絡帶來巨大的破壞,為了解決這個問題,只在電纜的一端使用接地RJ45接口,另一端使用絕緣的RJ45接口以消除接地回路的可能性。
如果以太網電纜與電源電纜交叉布線,那么交叉角度頗有講究。將并列的以太網電纜和電源電纜相隔至少8到12英寸,如果電壓較高或者并列距離較長,那么這個間隔距離應該更大。如果以太網電纜在金屬溝槽或者套管內走線,那么相鄰的溝槽或者套管必須連接在一起以實現電氣連續性。
大體來講,以太網電纜盡量遠離能夠產生EMI的設備,例如電機、電機控制設備、照明設備、帶電導體等。在面板上,以太網電纜與連接器間隔至少2英寸。當電纜遠離EMI干擾源時,遵循的電纜彎曲半徑。
3、交換機VS集線器
簡單地說,工業以太網環境中不要使用集線器。集線器只不過是一個多端口的中繼器。如果集線器被排除在外的話,剩下的選擇就只有管理型交換機和非管理型交換機了。管理型的交換機更好,當然它的價格也比非管理型的交換機要貴。
網絡上的每一臺設備都有一個的標識符,就是我們所說的MAC地址,這是交換機比集線器具有更優秀的識別能力的關鍵。
當交換機剛剛上電的時候,它初的表現和集線器沒有區別,將所有的通訊內容都廣播出去,但隨著網絡上的設備將信息在交換機的不同端口上傳輸,交換機開始監控通訊內容,識別出哪一個MAC地址與哪一個端口相關,然后在MAC地址表中做出標識。一旦交換機發現設備的MAC地址與某個特定的端口相連接,它就會監控指向那個MAC地址的信息,然后將這些信息僅僅發送給那個特定的地址。
工業以太網網絡有三種通訊類型。點對點的單播通訊、一對多的組播通訊和一點到所有節點的廣播通訊。
當交換機的MAC地址表建立完成之后,管理型交換機和非管理型交換機對單播通訊和廣播通訊的處理方式沒有什么不同。一般來說,在100MB的帶寬下,將廣播頻度控制在每秒鐘100個廣播。對于任何網絡來說,都會或多或少地存在廣播通訊。一個例子就是打印服務器會周期性地在網絡上給出廣播通知。
4、窺探:不僅僅是
管理型交換機和非管理型交換機的一個主要的區別就在于它們對待組播通訊的處理方式。組播通訊通常來自于搭載在工廠過程網絡上的智能設備,采用面向連接的基于生產廠商/用戶模型的技術。這種情況下的連接僅僅是網絡上兩個或者多個節點之間的關系。
要想能夠接收組內信息,設備必須加入組播通訊小組,組內所有的成員都能夠接收到數據。如果僅僅是向小組發送數據,那么你無需成為小組成員。在生產廠商/用戶模型中,組播通訊的主要問題就是隨著小組成員數量的增加,通訊信息呈指數地增長。此時,就需要使用管理型的交換機了。
管理型交換機能夠打開互聯網組管理協議(IGMP)窺探功能。它是這樣工作的,當IGMP窺探功能打開后,它會發出廣播通訊以判斷任何組播小組內的成員。使用這些信息,加上已經建好的MAC地址表,管理型交換機就能夠將組播通訊僅僅發送給組播小組內的成員。非管理型的交換機對組播數據和廣播數據的處理方式一樣,都是將數據發送給每一個節點。
如果網絡使用了生產廠商/用戶技術或者使用了組播通訊,那么管理型交換機是物有所值的。
5、鏡像端口、故障排查
考慮使用管理型交換機還有很多其他原因,這種等級的交換機通常都提供故障日志功能,能夠控制每個端口的速度,具有冗余設置以及端像功能。這些額外能力能夠保證對網絡行為進行更加精確的控制,而且在故障排查的時候能起到非常寶貴的作用。我們知道,對于網絡上的某些節點,故障是無法避免的。
當網絡性能出現問題時,首先就要檢查交換機,雖然對于大多數網絡性能問題來說,交換機很少是問題的核心。交換機是系統中可能發生問題的節點,它的工作速率通常是其他網絡部件工作速率的10到50倍。
雖然總有一種很好的軟件能夠幫助你對網絡故障問題進行排查,但是大多數這種軟件僅僅能看到廣播通訊和組播通訊。這實際上很合理,因為很多性能問題通常都源自不受限的組播通訊或者過多的廣播通訊。如果你出于某種原因需要檢查單播通訊,那么端像是的途徑。
如果網絡上沒有組播通訊的話,那么使用非管理型的交換機也沒什么問題。在只搭載了很少設備的小型簡單網絡上,很多人使用非管理型的交換機。
有時候也可以將這兩種類型的交換機結合使用,將一些遠程設備搭載在非管理型的交換機上,統一向管理型的交換機反饋。
對于那些節點數量很多的網絡,如果成本不是一個關鍵因素,那么還是選擇管理型的交換機吧,事后想來這確實是一個明智的選擇。







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