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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。

在城市地区采取有效的减排举措能够对环境产生深远的影响。最近，一项以慕尼黑市为对象的研究表明：一个特大都市可以在短短二三十年内，实现几乎为零的碳排放。其所需的大多数技术已经问世，若将这些技术付诸实施可以节省许多金钱。

许多人都愿意在城市居住。城市里有就业机会、多姿多彩的文化生活以及各式各样的休闲娱乐活动。巴伐利亚州州府慕尼黑正是这样一座城市。生活在这里的人们只要一趟短途旅行就能去阿尔卑斯山登山或滑雪，享受迷人的湖光山色，或者驱车前往意大利和地中海游玩。无怪乎慕尼黑是德国为数不多的几座将在今后几十年保持经济增长的城市之一。但是，尽管能在德国经济不景气的大形势下独善其身，慕尼黑仍未摆脱朝着日益膨胀的大都会区发展的命运。

在新兴工业化国家和发展中国家，人们纷纷涌向城市，寻求工作和受教育机会，希望过上更加美好的生活。去年，这个趋势到达了一个分水岭。2008年，有史以来*次，全球一半的人口居住在城市。预计到2050年，这个数字将增至70%。这将导致城市大幅扩张，消耗资源，污染环境。

尽管大都会区的面积仅占地球表面的百分之一，但其消耗的能源占全球能源消耗总量的75%，所排放的以二氧化碳为主的温室气体占全球总排放量的80%。照这样下去，这些城市将自酿苦果。专家预计，气候变化将对城市造成严重影响。例如，上海很有可能遭受强烈的暴风雨。而德国联邦环境署预测，到本世纪末，慕尼黑每年的高温天气以及如热带般酷热的夜晚的数量将大幅增加。

有没有关于城市的好消息？当然有。城市虽然是造成气候变化的最大元凶，但同时，人口集中的大城市也为解决其造成的问题提供了很好的机会，因为在这里，气候保护的关键措施将产生最大的影响。因而，世界各地的大都会区具有*的有利条件，可以*实现更加环保的生活方式和商业模式。

一座现代化城市怎样才能在人口不断增长的情况下减少碳排放，而不会降低人们的生活水平或使经济增长减速？德国伍珀塔尔（Wuppertal）气候、环境、能源研究所在西门子的支持下探索了这个问题的答案。研究报告《慕尼黑——通往无碳未来之路》细致深入地审视了从现在到2058年，这座城市可以通过哪些举措，最大限度地降低其对环境的影响。这项研究的结论是，一座像慕尼黑这样的城市可以转变为几乎零碳排放的地区。这份报告指出，这样的结果需要市政当局、电力企业和城市居民之间的密切合作——明确承诺应用从节能冰箱到发电厂的高能效技术，以及投资如风能、太阳能、生物质能和地热能这样的可再生能源的更广泛应用的普遍意愿。

将二氧化碳排放减少80%至90%。这份研究报告描绘了慕尼黑两个可能的远景。“理想远景”对无碳未来充满信心，认为按报告中考虑的因素，这一目标将在在50年内或多或少的实现。

另一个远景，即“过渡远景”，则在一定程度上更为保守。例如，研究认为，在这一远景下，需求增长将抵消发电效率的提高，个人交通方式也将基本保持当前的状况。不过，不论在哪个远景下，结果都将是显著的。在乐观的理想远景下，研究认为，通过实施全面的高能效措施，到本世纪中叶，每位居民的平均二氧化碳排放量将减少90%左右，减至750公斤/年。

另一方面，在较为保守的过渡远景下，平均二氧化碳排放量将减少将近80%，减至1.3公吨。相比之下，根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）2007年发布的《世界气候报告》，欧盟各国的环境部部长设立的全球温室气体减排目标仅为50%以上，平均每人不到2公吨。慕尼黑的两个未来远景都令这个目标相形见绌。

这项以慕尼黑为对象的研究细致深入地分析了哪些措施能够最大限度地实现二氧化碳减排，以及这些措施的经济可行性。在慕尼黑，将近一半的二氧化碳排放是来自为住宅和建筑物供暖所消耗的能源。因此，改善屋顶、幕墙和地下室的隔热性能可以大大减少排放，我们也没有必要在这方面精打细算。实际上，这项研究假定将对慕尼黑现有的房屋进行改造，使之符合被动式节能房屋标准，并且未来修建的所有房屋也将符合这个标准。包括采用的隔热材料和真空隔热窗，以及在将废气排出屋外之前，回收至可以利用其残余热量的通风系统。

这项研究发现，通过采取上述措施，可以将现有建筑物的供暖需求从当前的每年每平方米200度（kWh/m2a）左右降至25到35 kWh/m2之间，而新建房屋的供暖需求将仅为10到20 kWh/m2a。

与此同时，新建楼宇将配备太阳能系统，其中大部分都能自主满足其余的电力需求，甚至还能将多余的电力输送至电网。为确保在今后50年内将大多数建筑物的能效提高至必需的水平，此类改造的实施速度必须从当前的每年改造0.5%提高至2.0%。这就意味着，每年实施此类能效改进措施的房屋数量必须是当前的四倍。

在50年的时间内对一座像慕尼黑这样的城市实施提高能效的全盘改造似乎困难重重。但这样做是值得的。尽管相比于执行2007年颁布的《节能法》的要求，建设符合被动式节能房屋标准的房屋的成本更高，在整个慕尼黑市实施此类改造和新建房屋所需的额外成本约为130亿欧元，相当于每位居民每年多花200欧元左右——差不多是年均燃气费的三分之一。然而，到2058年，这些举措每年将节省16亿至26亿欧元的能源成本，相当于每年每位居民节省1,200至2,000欧元，足以抵消这笔额外的投资。这份研究报告称，到2058年，按照被动式节能房屋标准改造现有房屋和新建房屋，将节省300多亿欧元的能源费用。此外，其他节能领域也是这种情况。这项研究得出的结论是，一般而言，旨在提高能效的举措将在其整个使用寿命期间收回成本。

家庭用电。当然，仅仅隔热是不够的。要实现二氧化碳*，还必须采取更多措施。热电联产（CHP）系统也有助于削减温室气体排放。这种供暖系统的能效特别高，因为其所用初级燃料中所蕴含能量的90%都能被利用。慕尼黑未来可能出现的两种远景都假定，集中供暖的使用率将从20%增至60%。这并非不切实际的建议。例如，在哥本哈根，大约70%的家庭采用集中供暖。

旨在削减二氧化碳排放的其他措施包括使用节能家电和照明器具，以及使用可再生能源和低碳能源，如光伏系统、太阳能热水器和地热系统等。这项研究假定将越来越多地采用分布式发电。例如，由热电联产发电厂为城市的各个区域提供电力和供暖，或由微型热电联产装置为独立建筑物中的住户提供电力和供暖。

这份研究报告指出，如果能够严格采取一切节电措施，从停车信号灯到滚筒烘干机，可再生能源将能满足一座像慕尼黑这样的城市的大部分用电需求。这项研究假定，慕尼黑将继续采用当地以及德国其他地区和国外的大型发电厂提供的电力。这些电力主要来自北欧的海上和陆上风力发电场，或者欧洲南部或北非的太阳能发电厂，通过低损耗的HVDC传输线路输送至欧洲中部城市。还有一部分电力来自配备了碳捕集和封存系统的低碳发电厂。

汽车也是节能高手。这项研究探讨的一个最令人注目的变化是大量改用电动汽车。到本世纪中叶，很有可能慕尼黑地区内的交通大部分都是采用电动汽车。长途旅行则可能仍然采用混合动力汽车，或高能效柴油或汽油汽车。在慕尼黑地区行驶的这些为数众多的电动汽车，有助于调节发电量随天气情况和时间而变化的太阳能或风电的波动。电力充足（因而十分便宜）时，电动汽车的电池将充当中间存储系统。而当用电需求很高（并且是峰时电价）时，电动汽车可以将存储的部分电力馈回电网。

与此同时，更好的城市规划有助于减少慕尼黑地区的交通流量，从而减少交通产生的二氧化碳排放。慕尼黑的两种远景都假定交通需求将会减少。比起在只有坐汽车才能到的新开发地段修建大型购物中心，这项研究更倾向于建设住宅、工作场所和商店彼此邻近的城市社区。这样，许多时候，出行只需要走路或骑自行车。同样地，研究人员认为应该使公共交通变得更加舒适，以吸引更多人选择这种出行方式。

除将慕尼黑作为一个整体进行分析之外，这项研究还提出了一个详细计划，在慕尼黑周边的一个既有旧住宅又有新建住宅的实际社区内提高能效。研究人员得出的结论是，可以在30年期限内，创建一个低碳社区。此外，研究人员称，因供热需求减少而节省的能源费用，将抵消按照被动式节能房屋标准改造现有建筑物和新建住宅所需的费用。这笔节省下来的费用足以建设一个采用地热能源的无碳社区供暖系统。换句话说，投资建设无碳供暖系统不仅能大幅降低排放，而且每年可以为这个社区平均节省400万至650万欧元。

必须牢记的是，个人和企业也有能力对提高能效做出贡献，因为许多时候，正是他们必须在传统技术与能效更高但初始投资更加昂贵的替代技术之间做出选择。修建房屋、家用电器和工业电机都是这样。不过，这项研究强调，这往往只涉及行为转变，而不会降低生活质量。常常是高昂的成本让大众迟迟不肯转度，使低能耗技术难以普及。通常这又是因为消费者未能认识到节能产品在其整个使用寿命期间所能节省的能源费用。然而，经验清楚地表明，通过适当的融资支持和激励措施以及针对性的信息宣传活动，可以将人们的行为向正确的方向引导。因此，这项研究得出的结论是，只有在经济上可取的高能效技术才具有吸引力。大多数时候都是这种情况。