西门子模块6ES7441-1AA05-0AE0

6ES7441-1AA05-0AE0 SIMATIC S7-400, CP 441-1 COMMUNICATIONS MODULE FOR POINT TO POINT CONNECTIONS 1 CHANNEL INCL. CONFIG. PACKAGE ON CD

SIEMENS西门子上海朕锌电气设备有限公司

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1概述
S7协议是SIEMENS S7系列产品之间通讯使用的标准协议 ，其优点是通信双方无论是在同一MPI总线上、同一PROFIBUS总线上或同一工业以太网中，都可通过S7协议建立通信连接，使用相同的编程方式进行数 据交换而与使用何种总线或网络无关。S7通信分为按组态方式可分为单边通信和双边通信，单边通信通常应用于以下情况：

• 通信伙伴无法组态S7连接
• 通信伙伴无法停机
• 不希望在通讯伙伴侧增加通信组态或程序

本文介绍S7-400基于PROFIBUS总线的S7单边通信的组态步骤。

实验环境，见表1。

表1

2 组态

2.1配置S7-400站点

S7-400站点配置参见表2。

序号	说明	图示
1.	创建新项目并在项目中插入S7-400站点
2.	打开硬件组态，组态S7-400站点
3.	在硬件目录中查找使用的导轨型号，并双击找到的导轨型号
4.	在硬件目录选择使用的电源，并拖拽到导轨的1号槽
5.	在硬件目录选择使用的CPU，并拖拽到导轨的3号槽，系统将自动弹出DP接口属性对话框
6.	在对话框Address下拉框中设置DP站地址为2，单击NEW按钮添加新子网
7.	添加子网PROFBUS(1)，单击选项页“Network Setting”
8.	选择PRFIBUS总线传输速率为1.5Mbps，Profile中选择Standard，单击所有属性对话框OK按钮
9.	编译保存S7-400站点硬件组态，下载到S7-400 CPU中
10.	从菜单栏Option下Configure Network命令进入网络组态界面
11.	如右图所示，右键单击CPU414-3DP，在弹出对话框中选择Insert New Connection命令，插入一个新连接
12.	a) 选择Unspecified连接伙伴， b) 连接类型菜单中选择S7 connection，单击OK按钮，弹出S7 connection属性对话框
13.	S7 connection属性对话框设置： a) 选中Established an active connection b) Interface选择CPU414-3 DP，DP(R0/S3) c) 设置伙伴PROFIBUS地址3 d) 设置本地ID为1 e) 点击Address Details按钮
14.	Address Detail对话框设置 a) 设置安装CPU的机架号0 b) 设置安装CPU的插槽号，对于S7-300，CPU只能安装在2号槽 c) 设置连接资源号，对于S7单边连接，连接资源号总是3 设置完成后可看到伙伴TSAP为03.02，点击OK按钮关闭属性对话框
15.	点击编译保存图标，完成S7单边连接组态，并下载至S7-400 CPU中

表 2

2.2配置S7-300站点

S7-300站点配置参见表3。

序号	说明	图示
1.	创建新项目并在项目中插入S7-300站点
2.	打开硬件组态，组态 S7-300 站点
3.	在硬件目录SIMATIC-300，RACK-300下双击Rail，插入S7-300导轨
4.	在硬件目录选择使用的CPU，并拖拽到导轨的2号槽，系统将自动弹出DP接口属性对话框
5.	参考表2序号6~8步骤，将CPU的 PROFIBUS DP地址设置为3，传输速率设置为1.5Mbps，Profile中选为Standard。编译保存完成S7-300站点组态，并下载到S7-300 CPU中

表 3

3 通信连接
如图3-1示意图，使用RS485总线连接器通过PROFIBUS标准电缆分别连接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。

图3-1 CPU之间DP通信连接示意图

4 通信编程
由于配置的是S7单边通信，只需在配置S7网络连接的一方进行编程，所以本例中只在CPU414-3中编程调用系统功能块SFB14/SFB15，如图4-1和图4-2。

图4-1 调用功能块SFB14

图4-2 调用功能块SFB15

更多关于SFB14/15参数含义，参考西门子下载中心文档编号1023《 SIMATIC 用于S7-300/400系统和标准功能的系统软件参考手册》的S7 通信章节。

如何在工业以太网CP/CM中给UDP连接使用和组态IP组播？

IP组播是一种特殊的通信方式，只能通过工业以太网CP/CM组态UDP连接(UDP用户数据包协议)的方式进行组态。IP组播用于将消息从一个站发送到多个伙伴站。

组播消息由一个特殊的组播地址发送的。IP地址范围从224.0.1.0到239.255.255.255专门用于IP组播。

广播消息会发送给网络中所有的设备。例如，在搜索IP地址的MAC地址（ARP请求）时，使用的就是广播消息。这就是为什么通信模块必须处理和评估广播信息的原因。如果网络中存在太多的广播信息，网络的性能会下降。因为每个模块要处理完所有的广播消息后才能确定哪些信息是给自己的。

如果使用S7-300/S7-400工业以太网CP卡，关于广播消息需注意以下两点：

• S7-300/S7-400的工业以太网CP在收到信息之后，广播消息会zui先被筛选出来，并立即丢掉所有无用的消息（例如，ARP请求），以防止广播消息对其他链路产生负面的影响。西门子模块6ES7441-1AA05-0AE0

• S7-300/S7-400工业以太网CP通过UDP链接可以发送数据，但是不能接受数据。

自STEP 7/ NCM V5.1 + SP2及以后版本 S7-300/S7-400工业以太网CP的UDP组播可以给一个特定组的通讯伙伴发送信息。

通讯处理器特性：

通常通讯处理器不接受除时间外的其他组播消息。如果在组态中激活一个组播组，那么在控制器中也需要激活此组播。这样只激活了一个特定组，通讯处理器仍然继续过滤网络中其它广播消息。每个已组态的组播都必须在控制器中标记。                       

这就是为什么在信息要发送到一组伙伴站时选择组播。

• 在条目ID 16767769 中，可以找到关于S7-300工业以太网CP中支持的zui大组播组数的信息。
• 在条目ID 15368142 中，可以找到关于S7-400工业以太网CP中支持的zui大组播组数的信息。

• 在S7-1200 / S7-1500 CP / CM的手册中，可以找到支持的zui大组播组数的信息。

• 与UDP一样，数据长度的限制是2048字节。

• 通讯处理器仍然不受广播负载影响。

• 所有的伙伴站也都必须支持组播。

• 发送的信息没有任何安全机制（应答）。

• IP组播信息可以通过路由器发送到外部不同网段IP。

由于UDP协议不提供应答机制，所以发送的消息没有应答。例如如果将一个消息发送给100个伙伴，然后同时到达100个确认(一个伙伴一个确认)，发送方模块无法评估如此泛洪的数据。

组态多点传输连接：

1. 在NetPro里面插入新的“UDP连接”型链接。作为连接伙伴，选择“All multicast stations”。
      

   
   图. 1

2. 在UDP链接的属性对话框中，打开“Address”标签。在这里可以定义组播组。224.0.1.0到239.255.255.255的IP地址是专门作为组播地址的。从这个IP地址范围发送的消息会作为组播消息被每个模块识别。IP地址范围是专门通过UDP连接用于IP组播的。  
   本地和远程端口可以使能1到65535。在创建*个组播环路时，将在默认情况下将224.0.1.0分配给它。用户可以改变组播环路的IP地址。可用的IP地址范围是224.0.1.0到239.255.255.255。

图. 2

3. 在NetPro中，UDP链接在配置链接中显示。在Partner栏中显示条目“All multicast nodes”。
   

图. 3

组态建议：

建议在组态组播连接的时候按照以下规则操作：

        1.本地和远程的组播连接的端口要相同。

        2.考虑LAN上的组播地址。

为组播连接的本地和远程端口选择相同的端口号
如果组播信息到达了控制器，只有端口号码是相关的。

只有一个组播链接能在两个站之间组态。在站1和站2中，需要给组播的本地和远程端口组态相同的端口号。因此，站1可以接收 站2 发送到组播组的数据，并且站2可以接收站1发送到组播组的数据。

表1

考虑在LAN上组播地址的选择
通过组播，3个低字节的IP地址被复制到MAC地址01.00.5E.00.00.00zui后的字节中。 这之后MAC地址输入到控制器中的单独组播组中。这保证了信息能通过各自的控制器。此外，*个被复制的地址的字节的zui高位会被忽略而且总是为0。在LAN上的信息中。

被创建的MAC地址也会zui为可见的目标MAC地址。

从 站1 发送到 站2 的组播信息。  

表 2

当站1和站2在同一个组播组，并且所有端口号都相同，无限制的双向数据交换就可以在站1和站2之间进行了。         但是，由站1和站2发送的组播信息也会被站3接收。这是因为组播组224.0.1.0 and 225.0.1.0有相同的MAC地址
 01:00:5E:00:01:00。

注意

• 不同的组播组IP地址实际上是代表了相同的组播组。因此，在分配组播组时应当注意避免未分配地址的站接收不需要的信息。这是基于RFC 1112的规则 (互联网标准)。
• 工业以太网CP/CM支持IGMP协议（Internet组管理协议）。在外部IP子网的站可以访问，这是由于IGMP协议在互联网上提供IP组播。IP组播会同时分布信息给在同一IP地址下的多个站。组播组的管理发生在路由器中，会直接与组播组的接收器连接。IGMP协议提供下面这个功能：工业以太网CP/CM能建议路由器的特殊组播组的组播信息的需求。组播路由器协议在路由器之间采取协调。

支持组播连接的模块
表3列出了支持组播和广播连接的S7-1200/S7-1500模块。
 

表 3

1) 不支持通过UDP连接发送。

表4列出了支持组播和广播连接的S7-300 / S7-400模块。
   

表 4

电源模块    
6ES7 407-0DA02-0AA0    电源模块(4A)
6ES7 407-0KA02-0AA0    电源模块(10A)
6ES7 407-0KR02-0AA0    电源模块(10A)冗余
6ES7 407-0RA02-0AA0    电源模块(20A)
6ES7 405-0DA02-0AA0    电源模块(4A)
6ES7 405-0KA02-0AA0    电源模块(10A)
6ES7 405-0RA01-0AA0    电源模块(20A)
6ES7 971-0BA00    备用电池
CPU    
6ES7 412-3HJ14-0AB0    CPU 412-3H; 512KB程序内存/256KB数据内存
6ES7 414-4HM14-0AB0    CPU 414-4H; 冗余热备CPU 2.8 MB RAM
6ES7 417-4HT14-0AB0    CPU 417-4H; 冗余热备CPU 30 MB RAM
6ES7 400-0HR00-4AB0    412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型*机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS407 10A)
6ES7 400-0HR50-4AB0    412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型*机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS405 10A)
6ES7 412-1XJ05-0AB0    CPU412-1,144KB程序内存/144KB数据内存
6ES7 412-2XJ05-0AB0    CPU412-2,256KB程序内存/256KB数据内存
6ES7 414-2XK05-0AB0    CPU414-2,512KB程序内存/512KB数据内存
6ES7 414-3XM05-0AB0    CPU414-3,1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 414-3EM05-0AB0    CPU414-3PN/DP 1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 416-2XN05-0AB0    CPU416-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存
6ES7 416-3XR05-0AB0    CPU416-3,5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 416-3ER05-0AB0    CPU416-3PN/DP 5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 416-2FN05-0AB0    CPU416F-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存
6ES7 416-3FR05-0AB0    CPU416F-3PN/DP,5.6M程序内存/5.6M数据内存
6ES7 417-4XT05-0AB0    CPU417-4,15M程序内存/15M数据内存
内存卡    
6ES7 955-2AL00-0AA0    2 X 2M字节 RAM
6ES7 955-2AM00-0AA0    2 X 4M字节 RAM
6ES7 952-0AF00-0AA0    64K字节 RAM
6ES7 952-1AH00-0AA0    256K字节 RAM
6ES7 952-1AK00-0AA0    1M字节 RAM
6ES7 952-1AL00-0AA0    2M字节 RAM
6ES7 952-1AM00-0AA0    4M字节 RAM
6ES7 952-1AP00-0AA0    8M字节 RAM
6ES7 952-1AS00-0AA0    16M字节 RAM
6ES7 952-1AY00-0AA0    64M字节 RAM
6ES7 952-0KF00-0AA0    64K字节 FLASH EPROM
6ES7 952-0KH00-0AA0    256K字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KK00-0AA0    1M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KL00-0AA0    2M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KM00-0AA0    4M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KP00-0AA0    8M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KS00-0AA0    16M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KT00-0AA0    32M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KY00-0AA0    64M字节 FLASH EPROM
开关量输入模板    
6ES7 421-7BH01-0AB0    开关量输入模块(16点,24VDC)中断
6ES7 421-1BL01-0AA0    开关量输入模块(32点,24VDC)
6ES7 421-1EL00-0AA0    开关量输入模块(32点,120VUC)
6ES7 421-1FH20-0AA0    开关量输入模块(16点,120/230VUC)
6ES7 421-7DH00-0AB0    开关量输入模块(16点,24V到60VUC)
开关量输出模板    
6ES7 422-1BH11-0AA0    开关量输出模块(16点,24VDC，2A）
6ES7 422-1BL00-0AA0    32点输出，24VDC,0.5A
6ES7 422-7BL00-0AB0    32点输出，24VDC,0.5A,中断
6ES7 422-1FH00-0AA0    16点输出，120/230VAC，2A
6ES7 422-1HH00-0AA0    16点输出，继电器，5A
模拟量模块    
6ES7 431-0HH00-0AB0    16路模拟输入，13位
6ES7 431-1KF00-0AB0    8路模拟输入，13位，隔离
6ES7 431-1KF10-0AB0    8路模拟输入，14位，隔离，线性化
6ES7 431-1KF20-0AB0    8路模拟输入，14位，隔离
6ES7 431-7QH00-0AB0    16路模拟输入，16位，隔离
6ES7 431-7KF00-0AB0    8路模拟输入，16位，隔离，热电偶
6ES7 431-7KF10-0AB0    8路模拟输入，16位，隔离，热电阻
6ES7 432-1HF00-0AB0    8路模拟输出，13位，隔离
功能模板    
6ES7 450-1AP00-0AE0    FM450-1计数器模板
6ES7 451-3AL00-0AE0    FM451定位模板
6ES7 452-1AH00-0AE0    FM452电子凸轮控制器
6ES7 453-3AH00-0AE0    FM453定位模板
6ES7 455-0VS00-0AE0    FM455C闭环控制模块
6ES7 455-1VS00-0AE0    FM455S闭环控制模块
6DD1 607-0AA2    FM 458-1DP快速处理系统
6ES7 953-8LJ20-0AA0    用于FM458-1DP 基本模板 512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0    用于FM458-1DP 基本模板 2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0    用于FM458-1DP 基本模板 4MByte(MMC)
6DD1 607-0CA1    EXM 438-1 I/O扩展模板
6DD1 607-0EA0    EXM 448 通讯扩展模板
6DD1 607-0EA2    EXM 448-2 通讯扩展模板
6DD1 684-0GE0    SC64连接电缆
6DD1 684-0GD0    SC63连接电缆
6DD1 684-0GC0    SC62连接电缆
6DD1 681-0AE2    SB10端子模块
6DD1 681-0AF4    SB60端子模块
6DD1 681-0EB3    SB61端子模块
6DD1 681-0AG2    SB70端子模块
6DD1 681-0DH1    SB71端子模块
6DD1 681-0AJ1    SU12端子模块
6DD1 681-0GK0    SU13端子模块
通讯模板    
6ES7 440-1CS00-0YE0    CP440通讯处理器
6ES7 441-1AA04-0AE0    CP441-1通讯处理器
6ES7 441-2AA04-0AE0    CP441-2通讯处理器
6ES7 963-1AA00-0AA0    RS232C接口模板
6ES7 963-2AA00-0AA0    20mA接口模板
6ES7 963-3AA00-0AA0    RS422/485接口模板
6ES7 870-1AA01-0YA0    可装载驱动 MODBUS RTU 主站
6ES7 870-1AB01-0YA0    可装载驱动 MODBUS RTU 从站
6GK7 443-5FX02-0XE0    CP443-5基本型通讯处理器,支持Profibus-Fms协议
6GK7 443-5DX04-0XE0    CP443-5扩展型通讯处理器,支持Profibus-DP协议
6GK7 443-1EX11-0XE0    CP443-1 以太网通讯处理器
6GK7 443-1EX41-0XE0    CP443-1 高级以太网通讯处理器
附件    
6ES7 960-1AA04-0XA0    冗余系统同步模板（新）近距离同步（10米以内）
6ES7 960-1AB04-0XA0    冗余系统同步模板（新）远程同步模板（10米到10公里，用同长度的光缆）
6ES7 960-1AA04-5AA0    冗余系统光纤连接电缆（1米）（新）
6ES7 960-1AA04-5BA0    冗余系统光纤连接电缆（2米）（新）
6ES7 960-1AA04-5KA0    冗余系统光纤连接电缆（10米）（新）
6ES7 833-1CC01-0YA5    S7F系统可选软件包
6ES7 833-1CC00-6YX0    F运行*
6ES7 197-1LA03-0XA0    Y-LINK 
6ES7 492-1AL00-0AA0    前连接器
6ES7 400-1TA01-0AA0    主板(18槽)
6ES7 400-1JA01-0AA0    主板(9槽)
6ES7 400-1TA11-0AA0    主板(18槽)铝板
6ES7 400-1JA11-0AA0    主板(9槽)铝板
6ES7 401-2TA01-0AA0    CR2主板（18槽）
6ES7 400-2JA00-0AA0    UR2-H主板（18槽）
6ES7 400-2JA10-0AA0    UR2-H主板（18槽）铝板
6ES7 403-1TA01-0AA0    ER1机架（18槽）
6ES7 403-1JA01-0AA0    ER2机架（9槽）
6ES7 403-1TA11-0AA0    ER1机架（18槽）铝板
6ES7 403-1JA11-0AA0    ER2机架（9槽）铝板
6ES7 460-0AA01-0AB0    IM460-0
6ES7 461-0AA01-0AA0    IM461-0
6ES7 468-1AH50-0AA0    连接电缆  (0.75米）
6ES7 468-1BB50-0AA0    连接电缆 (1.5米）
6ES7 461-0AA00-7AA0    终端器
6ES7 460-1BA01-0AB0    IM460-1
6ES7 461-1BA01-0AA0    IM461-1
6ES7 468-3AH50-0AA0    468-3连接电缆  (0.75米）
6ES7 468-3BB50-0AA0    468-3连接电缆 (1.5米）
6ES7 460-3AA01-0AB0    IM460-3
6ES7 461-3AA01-0AA0    IM461-3
6ES7 468-1BF00-0AA0    468-1连接电缆（5米）
6ES7 468-1CB00-0AA0    468-1连接电缆（10米）
6ES7 468-1CC50-0AA0    468-1连接电缆（25米）
6ES7 468-1CF00-0AA0    468-1连接电缆（50米）
6ES7 468-1DB00-0AA0    468-1连接电缆（100米）
6ES7 461-3AA00-7AA0    终端器
6ES7 463-2AA00-0AA0    IM463-2接口模块
6ES7 964-2AA04-0AB0    IF-964 DP接口模块