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通过 PROFINET IO 进行过程通信

SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配备 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可将下列设备作为 IO 设备进行连接：

• ET 200 分布式 I/O 设备
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 现场设备

通过 AS-Interface 进行过程通信

S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备（AS-Interface 从站）。

更多信息，请参见通信处理器。

通过 CP 或集成接口（点对点）进行数据通信

通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议：

• 20 mA (TTY)（仅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（仅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以连接以下设备：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
• 打印机
• 机器人控制
• 扫描器，条码阅读器，等

特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。

使用多点接口 (MPI) 进行数据通信

MPI（多点接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。

• MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程器/PC、HMI 系统（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局数据：
  “全局数据通信”服务可以在联网的 CPU 间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU 可与多达 4 个数据包交换数据，每个数据包含有 22 字节数据，可同时有 16 个 CPU 参与数据交换（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的输入/输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通信。
• 内部通信总线(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接连接到 S7-300 的 C 总线。因此，可以通过 MPI 从编程器直接找到与 C 总线连接的 FM/CP 模块的地址。
• 功能强大的通信技术：
  • 多达 32 个 MPI 节点。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每个 CPU 有多个通信接口。
  • 使用编程器/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每个 CPU 有多个通信接口。
  • 数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 灵活的组态选项：
  可靠的组件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。使用这些组件，可以根据需求实现设计的优化调整。例如，任意两个MPI节点之间最多可以开启10个中继器，以桥接更大的距离。

未来，即便面对交通密度不断加大，网络化交通系统和有关最快捷路线的实时更新信息，将帮助城市居民更轻松地抵达目的地。到2050年，汽车仍会行驶在大街小巷，但届时它只会是众多交通方式中的一种。

Marcus Zwick此刻感到心情大好。现在是星期五下午，一周的工作已经大功告成。Zwick是西门子的一名经理，他刚刚回到位于慕尼黑郊区的家中。今天晚上他要去看一场足球赛。午餐的时候，Zwick上网购买了球赛门票。他扫了一眼智能手机，要想在开赛之前及时赶到赛场，半小时内必须出发。前往体育场的道路上的交通还算顺畅。

在交通流量逐步加大时，Zwick的智能手机指引他穿过市区——现在距离球赛开始还有40分钟时间。挡风玻璃上的移动终端发出尖锐的报警声，提示前方发生交通堵塞，并建议他将车停放好，去搭乘通勤列车，以便及时抵达体育场。Zwick用手指点了几下显示屏，导航系统便自动改变了目的地，指引他开往最近的停车场。在路上，智能手机中的软件已经购买了一张车票，确保Zwick不会浪费一点时间，可以直接上车就坐。

尽管上述情景尚未成为现实，但是这一天并不遥远。到那时通过装在智能手机中的交通应用软件，人们可以安全、快捷地穿梭于城市各地。如同Marcus Zwick及其效力的西门子一样，世界各地的研究人员和企业都在努力开发相应的解决方案，目的是让城市的各类交通方式彼此衔接，以便对其进行智能化控制。

这一设想背后的理念是，未来，为使人们能够有效地从A地到达B地，可以利用智能化系统指引人们穿过纵横交错的城市交通网络。出行者和上班族不会局限于某一种交通方式，而是改换不同的交通工具，具体取决于交通状况、路线和个人喜好。例如由电动汽车换乘地铁，由通勤列车改骑租赁自行车，或者相继利用所有这些交通方式。目前已有满足上述目的的独立系统。我们所面临的挑战是如何将各种交通方式智能地衔接起来，使之得到更有效的控制和更充分的利用。

对于智能化、网络化交通系统的需求正在快速增长。Frost & Sullivan最近开展的一项研究表明，到2025年，全球大约60%的人口，也就是大约45亿人，将生活在城市中，这个数字比目前多出10亿人。到那时，全球大约有30个人口超过千万的大都市，还有像德国鲁尔区这样由多个城市彼此相连而组成的城市带。为数众多的大都市和城市带已经长期深受交通堵塞、停车位不足和空气质量不佳的困扰。

汽车：不再是地位的象征。为确保大多数城市的生活仍然具有吸引力，城市决策者正在携手交通服务提供商探索新的解决方案。比如，总部设在布鲁塞尔的国际公共交通协会（UITP）的秘书长Hans Rat，就坚信地方公交将在这一方面发挥十分关键的作用。

中东大城市也已认识到这一事实。例如在迪拜，规划者们高度重视交通系统的整合。在这里，日渐增多的多模式枢纽站将地铁、公交和海路运输衔接起来。所有地铁站均提供班车服务，远离市中心的偏僻地带也不例外。乘车费可以通过“智能卡”或智能手机电子车票应用软件进行支付，大大方便了人们换乘不同的交通工具。乘客不必再劳心费神去记车票价格，他们将按实际乘坐的里程付费，还可以利用智能技术交纳停车费。

据位于德国Bergisch Gladbach的应用科技大学汽车研究中心的Stefan Bratzel教授介绍，在欧洲，大城市中越来越多的年轻人自愿做个无车族，因而汽车和轨道交通系统逐渐成为受青睐的交通方式。在一项名为“2010年青年与汽车”的研究项目中，Bratzel和他的团队对1,100位18到25岁的年轻人进行了调查，结果明确表明这一群体已不再将汽车视为社会地位的象征。

不来梅的心理学家Peter Kruse教授自2000年年中以来也曾开展多项调查，这些调查的结果印证了上述趋势。“曾几何时，交通代表着自由，因而被视为特权的象征。现如今，自由更多地是通过手机来表现，不再是汽车。”他介绍道，作为的对象与个人独立性的象征的汽车，已逐步演变为一种实实在在的出行工具。在许多消费者的潜意识中，汽车不过是众多交通工具中的一种而已。

位于德国卡尔斯鲁厄的弗劳恩霍夫系统与创新研究学院的研究结论与此不谋而合。在一个名为“德国的可持续发展交通愿景”的研究项目中，该院预测，到2050年，大城市的居民中只有四分之一的人拥有汽车。研究报告指出：“对于城市居民而言，自行车和非常节能的轻型电动车将成为新的地位象征。”

交通是一种服务。最近一段时间以来，宝马和戴姆勒等汽车制造商已针对消费者不断变化的交通需求调整了自己的做法。展望未来，消费者想要购买的将不仅仅是汽车，他们要购买的首先是交通能力。除城市中涌现的电动汽车拼车服务外，这些公司还着力于与公交系统的衔接。宝马有意力争使“停车换乘”服务项目更具吸引力，例如，通过完善停车区域的标志，以及在线发布信息等手段，公布空闲停车位的数量和下几班列车车次的发车时间。

戴姆勒不仅在乌尔姆、汉堡、*和温哥华推出car2go服务，出租其智能型品牌车，更推出一种创新的拼车服务，该服务可以通过智能手机或个人电脑，近乎实时地将驾驶者和乘客信息进行匹配。这一服务首次实现了短途拼车的即时安排，从而有助于缓解城市交通拥堵。戴姆勒分管战略、联盟与业务创新的副总裁Martin Zimmermann博士指出，现在要做就是将所有公共交通服务连结起来，以实现效率优化。他认为此举将推动多模式交通大行其道。这一进程已经起航。移动互联网的蔓延为城市实现更为高效的交通联网提供了广阔潜力。“移动通信技术为实现‘汽车与基础设施通信’创造了条件，这样交通控制系统就能更快做出响应。”Zwick说道。

休斯顿正在应用这一概念。在这个城市中，西门子的交通专家实施了一套智能交通灯控制解决方案。该解决方案不仅记录即将行至交叉路口的车辆数量，还可记录车辆行驶速度。它根据行近车辆的数量动态控制交通灯的转换时间。新技术不仅使交通更顺畅，预计还可以帮助公交车准时准点的行驶。此项基础设施能够判断公交车是否晚点，如已晚点，将开启绿灯使司机能够追回延误的时间。

多点触控显示屏。智能化基础设施的组件不断提高智能化水平，但这还不够。“应该将交通系统的信息加以整合，用来控制和优化交通流量。”Zwick表示。

西门子不仅是交通灯和交通管理系统这些交通基础设施组件的全球供应商，它还开发交通控制系统的硬件和软件，以及用于收集相关数据并使之转化为实用新服务的信息技术解决方案。比如，位于爱尔兰根和慕尼黑、由Zwick和一名同事领导的西门子创新交通解决方案部，就已开发出一款大屏幕多点触控显示屏。利用该显示屏，大城市的交通管制中心的工作人员可以全面掌控数量不断增长的信息。

自行车和非常节能的轻型电动车将成为城市居民新的地位象征。

多点触控显示屏从各交通和信息系统采集数据，并以直观的方式显示给工作人员。它还简化了承担不同职责的人员之间的交互。用户可以在共享界面上放大路况概览、关闭跟踪或关联不同的数据——就像使用时下的平板电脑一样，只需轻动手指，一切就可以轻松搞定。

“每个活动对于相关人员来说都是可视、透明的。”Zwick指出。这个尚处于原型开发阶段的显示屏，目的是将向人们展示未来发展的可能性。另外，相关信息还可以发送到外出工作人员的移动终端上，使他们也能参与决策。这样不仅能够提高反应速度，还将使协作更加准确可靠。公交车和列车将更准时，换乘的候车时间也将得以缩短。

当然很多此类信息也向公众开放。通过智能终端，他们可以查看新交通信息，并且自行选择换乘交通方式，正如Zwick在球赛后想去会友时的做法一样。扫一眼智能手机就知道他们在牛排餐厅会面。这再好不过了。他此刻正想大快朵颐。交通软件告诉他乘坐地铁可以在30分钟内抵达餐馆。他不想让朋友们久等，于是又查看起菜单和点菜单。