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SIMATIC S7-1500 的通信技术规范

时间:2022-11-04      阅读:702

通过 SIMATIC CP 1545-1 通信处理器,可将 SIMATIC S7-1500 PLC 可靠连接到工业以太网。借助于新的 CloudConnect 功能,可方便且可靠地将所有选择的数据从 SIMATIC S7-1500 传输到 MindSphere 支持标准化 MQTT 协议的云解决方案(如 Microsoft Azure 或 IBM Cloud)。CP 通过集成的 SPI(状态包检测)防火墙来针对未授权的访问为 SIMATIC S7-1500 提供保护。使用 MQTT 协议,也可以接收来自云系统或 MQTT 代理的数据。

通过 TIA Portal 中的几个输入画面,易于对 CP 1545-1 的 CloudConnect 功能进行组态。首先

不同云平台所需的所有参数。然后从 SIMATIC S7-1500 的变量管理系统选择云端所用的数据,并另存为需要同构相应触发条件传输的主题。

所有功能均通过 STEP 7 Professional V15.1 update 3 (TIA Portal) 或更高版本来组态。
CP 1545-1 支持以下通信服务:

  • 编程器/OP 通信

  • S7 通信

  • 开放式用户通信 (SEND/RECEIVE,FETCH/WRITE)

  • IT 通信

    • MQTT Publish 用于将所选数据传输到云系统或 MQTT 代理

    • MQTT Subscribe 用于从云系统或 MQTT 代理接收惧

    • FTP 功能(文件传输协议 FTP/FTPS)用于文件管理以及访问 CPU 内的数据库(客户机和服务器功能)

    • 通过文件传输协议,访问(以读模块或写模式)保存在 CPU 的存储卡上的 csv 文件。

    • 通过 SMTP 或 ESMTP 采用“SMTP-Auth”选项发送电子邮件,以在电子邮件服务器上进行验证(也支持 IPv6)

    • 以最高为 1 Mbps 的速率,利用静态 IP 路由,通过 IPv4 路由至 S7-1500 系统中的其它 CP 1545-1/CP 1543-1/CM 1542-1 单元,以访问不具备实时功能的 Web 服务器。

  • 集成安全功能

    • 全状态数据包检测型防火墙

  • 安全通信协议

    • 通过 HTTPS 协议对 CPU 的 Web 服务器进行安全访问。

    • FTPS 安全文件传输

    • 安全时间传输 (NTP)

    • SNMPv3 用于以防窃方式传输网络分析信息

    • 基于 SMTPS(端口 587)的加密电子邮件通信

    • 基于 TCP/IP 的安全开放通信

  • 将 S7-1500 集成进 IPv6 网络中;
    IPv6 兼容 IP 地址可以用于以下通信服务:

    • MQTT

    • FETCH/WRITE 访问(CP 作为服务器)

    • FTP 服务器模式

    • FTP 客户机模式,带程序块寻址功能

    • 利用程序块进行寻址的电子邮件传输

  • 将所选数据从 S7-1500 系统传输到云系统。此功能是新的基于云的应用程序的基础,用于对数据进一步分析,例如在预测性维护中

 

  • 通过使用标准 MQTT 协议接收数据,可经由 MQTT 代理实现系统间的选择性通信。这样就可通过工业主干网在机器设备之间实现极为简单的通信。

  • 可从基于 IPv6 的基础设施访问 SIMATIC S7-1500 站

  • *佳维护支持,得益于:

    • 通过中央 Web 服务器进行简便诊断

    • 通过 LAN 进行远程编程

    • 通过 IT 网络管理工具 (SNMP) 进行监控

    • 无需编程设备即可更换模块

  • 通过以下方式针对未授权的访问未系统提供保护:

    • 对任意 S7 站实行中央访问保护

    • 对中央 web 服务器进行安全访问

  • 网络分段和网络隔离,以采用相同的 IP 地址来设置同型机器

  • 简单的电子邮件警报系统以及采用 FTP 协议将生产数据传输到主计算机

  • 使用 CP 1545-1 并通过工业以太网将 SIMATIC S7-1500 简便集成到含有 SIMATIC S7-300 / S7-400 / S5 的现有网络中,从而提供投资保护

应用

CP 1545-1 用于将 SIMATIC S7-1500 连接到工业以太网网络。由于其自身备有处理器,从而解除了 CPU 的通讯任务并有助于另加连接。作为 S7-1500 系统的一个现代物联网组件,CP 1545-1 使用 MQTT 协议将数据传输到云系统或 MQTT 代理。也可以接收数据,从而易于将与工业主干网相连的系统联网。

CP 1545-1 通过以下组件提供附加通信方式:

  • 编程器/PC

  • 主站 PC

  • 操作员控制和监控系统

  • SIMATIC S5/S7 系统

CP 1545-1 可用来防止未经授权从以太网网络访问 SIMATIC S7-1500 自动化系统。使用 CP 1545-1,可以通过局域网进行安全远程访问,并且可以防止设备间或网段间的数据传输被或控制。

设计

CP 1545-1 提供了 SIMATIC S7-1500 系统设计的全部优点:

  • 紧凑型设计:

    • RJ45 接口用于连接到工业以太网
      利用自动侦测、自动交叉和自动协商功能自动检测数据传输速率
      通过带 180° 电缆出口的 IE FC RJ45 180 插头或标准网线进行连接。

    • 该模块通过背板总线提供电源

    • 通过三个 LED 灯来指示模块的运行和通信状态,并通过前盖下面的一个 LED 灯来指示以太网活动性 (ACTIVITY)和链路活动性 (LINK)

  • 安装简单:

    • CP 1545-1 安装在 S7-1500 的导轨上,并通过总线连接器连接到相邻模块

  • CP 1545-1 可不使用风扇运行;无需备用电池

  • 无需编程设备即可更换模块

功能

  • 千兆接口,带有 RJ45 连接器,10/100/1000 Mbit/s 全双工/半双工,具有自动检测功能

  • 通信服务:

    • 开放式通信(TCP/IP、UDP、ISO):
      通过 UDP 协议实现多点传送

    • PG/OP 通信:通过 S7 路由实现网络间通信

    • S7 通信(客户端、服务器)

    • IT 通信:
      MQTT Publish 用于将所选数据传输到云系统或 MQTT 代理
      MQTT Subscribe 用于从云系统或 MQTT 代理接收数据
      借助于 HTTP 通信,可以访问 S7-1500 的 Web 服务器。通过 CP 1545-1,也可实现 HTTPS 通信。
      l利用电子邮件客户端功能,可直接从用户程序发送电子邮件。
      利用 FTP 通信,可进行程序控制的 FTP 客户端通信
      经由 FTP 服务器,访问 CPU 中的数据块。

    • 利用 DHCP 和 IPv4 进行 IP 地址分配,或在工程组态软件 STEP 7 Professional V15.1 Update 3 (TIA Portal) 或更高版本中直接输入地址

  • 诊断和网络管理:

    • S7-1500 系统中所有模块均具有丰富的诊断功能

    • 由于支持 SNMP V1/V3,可集成在网络管理系统中

  • 安全机制:

    • 通过防火墙提供访问保护,以便基于其 IP 和 MAC 地址来过滤连接

    • 采用 SSL (HTTPS) 的加密 Web 页面

    • 安全文件传输 (FTPS)

    • 可以防窃的方式将网络分析信息传输到网络管理系统 (SNMPv3)

    • 安全时间传输 (NTP)

  • 所有功能均通过 STEP 7 Professional V15.1 Update 3 (TIA Portal) 或更高版本来组态。

  • 无需编程器即可进行模块更换:全部信息都存储在 CPU 的存储卡上。

通过 MQTT 和 CloudConnect 将 CP 1545-1 连接到云系统

技术规范

商品编号

6GK7545-1GX00-0XE0

产品类型名称

CP 1545-1

传输率

 

传输率

 
  • ● 在第一个接口处

10 ... 1 000 Mbit/s

接口

 

接口数量 符合工业以太网

1

电气连接数量

 
  • ● 在第一个接口处 符合工业以太网

1

电气连接规格

 
  • ● 在第一个接口处 符合工业以太网

RJ45 端口

供电电压,电流消耗,损耗功率

 

电压类型 电源电压

DC

供电电压 1 来自背板总线

15 V

相对对称公差 DC 时

 
  • ● DC 时

3 %

消耗电流

 
  • ● 来自背板总线 DC 时 DC 时 典型

0.3 A

损耗功率 [W]

4.5 W

环境条件

 

环境温度

 
  • ● 在垂直安装时 运行期间

0 ... 40 °C

  • ● 在水平安装时 运行期间

0 ... 60 °C

  • ● 存放期间

-40 ... +70 °C

  • ● 运输期间

-40 ... +70 °C

相对空气湿度

 
  • ● 25 °C 时 无冷凝 运行期间 最大值

95 %

防护等级 IP

IP20

结构形式,尺寸和重量

 

模块格式

紧凑型模块 S7-1500 一倍宽

宽度

35 mm

高度

142 mm

深度

129 mm

净重

0.32 kg

紧固类型

 
  • ● S7-1500 异型导轨安装

是的

产品特点,产品功能,产品组件 常规

 

模块数量

 
  • ● 每个 CPU 最大值

8

  • ● 备注

取决于 CPU 类型

产品功能 云端连通性

 

协议 支持

 
  • ● 消息队列遥测传输 (MQTT)

是的

  • ● 高级消息队列协议 (AMQP)

产品功能 适用于云端连通性

 
  • ● 触发器管理

是的

  • ● 时间戳

是的

产品特点 适用于云端连通性 报文存储器缓存

每个设备的数据点数 最大值

500

功率数据 开放式通信

 

可能的连接数 适用于开放式通信

 
  • ● 通过 T 模块 最大值

118; 取决于系统上限

数据量

 
  • ● 用作 TCP 连接上各个 ISO 的有效数据 适用于开放式通信 通过 T 模块 最大值

65 536 byte

Multicast 设备数量

118

功率数据 S7 通讯

 

可能的连接数 用于 S7 通信

 
  • ● 最大值

118; 取决于系统上限

功率数据 多协议运行

 

有效连接数量 多协议运行时

118

功率数据 IT 功能

 

可能的连接数

 
  • ● 作为客户端 通过 FTP 最大值

32

  • ● 作为服务器 通过 FTP 最大值

16

可能的连接数

 
  • ● 作为服务器 通过 HTTP 最大值

4

  • ● 作为电子邮件客户端 最大值

1

数据量 用作电子邮件的有效数据 最大值

64 Kibyte

功率数据 远程控制

 

协议 支持

 
  • ● TCP/IP

是的

产品功能 管理,配置,项目组态

 

产品功能 MIB 支持

是的

协议 支持

 
  • ● SNMP v1

是的

  • ● SNMP v3

是的

  • ● DCP

是的

  • ● LLDP

是的

组态软件

 
  • ● 需要

STEP 7 Professional V15.1 (TIA Portal) 或更高

识别和维护功能

 
  • ● I&M0 - 设备专有信息

是的

  • ● I&M1 - 设备标识/地点标识

是的

产品功能 诊断

 

产品功能 基于网络的诊断

是的; 通过 S7-1500 CPU

产品功能 路由

 

服务 路由 备注

IP 路由,最大 1 Mbit/s

产品功能

 
  • ● 静态 IP 路由

是的

  • ● 静态 IP 路由 IPv6

  • ● 动态 IP 路由

  • ● 动态 IP 路由 IPv6

协议 支持

 
  • ● RIP v1

  • ● RIPv2

  • ● RIPnG 用于 IPv6

  • ● OSPFv2

  • ● OSPFv3 用于 IPv6

  • ● VRRP

  • ● VRRP 用于 IPv6

  • ● BGP

  • ● PPP

  • ● 通过 DSL 的 PPPoE

产品功能 安全

 

防火墙规格

状态检查

产品功能

 
  • ● 网络应用程序的密码保护

  • ● ACL - 基于 IP

  • ● ACL - 基于 IP 适用于 PLC/路由

  • ● 断开不必要的服务

是的

  • ● 禁用物理端口通讯

  • ● 非法访问日志文件

是的

产品功能 时间

 

产品功能 SICLOCK 支持

产品功能 转发时间同步

是的

协议 支持

 
  • ● NTP

是的

标准,规格,许可 危险环境

 

资格证明 CCC 适用于防爆区符合 GB 标准

是的

 

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