文章说明
公司名称、上海庆惜自动化设备有限公司 一律 质量保证 价格公道合理 倾听客户的心声，尊重顾客的选择，微笑待人，文明礼貌，热情周到，做人诚信，欢迎您的来电，我期待我们长期合作下去双方共赢，客户满意是我们努力的目标。上海庆惜自动化设备有限公司成立于2003年，是国内的智能制造整体解决方案提供商，是智能制造及工业互联网领域的高新技术企业。公司拥有大批博士、硕士等技术人才，专注于工业领域的自动化、数字化、网络化、智能化发展与实践，为广大工业企业、政府提供自动化系统、数字化工厂、工业互联网及工业大数据智能等一体化的产品、解决方案及服务，致力于成为国内的智能制造整体解决方案提供商。
特征介绍西门子专为驱动装置开发的通信协议，多年来也经历了一个不断发展、完善的过程。初 USS 用于对驱动装置进行参数化操作，即更多地面向参数设置。在驱动装置和操作面板、调试软件（如DriveES/STARTER）的连接中得到广泛的应用。近来 USS 因其协议简单、硬件要求较低，也越来越多地用于和控制器（如 PLC）的通信，实现一般水平的通信控制。
注意：USS 提供了一种低成本的，比较简易的通信控制途径，由于其本身的设计，USS 不能用在对通信速率和数据传输量有较高要求的场合。在这些对通信要求高的场合，应当选择实时性更好的通信方式，如 PROFIBUS-DP 等。在进行系统设计时，必须考虑到 USS 的这一局限性。
西门子SIMATIC S7系列串行通信模块，包括CP340、CP341、CP440-1、CP441-1/2、CPU313C/314C-2PtP以及ET200S的1SI 3964/ASCII等，都支持ASCII驱动协议的通信，可以广泛地用于与第三方支持ASCII协议的仪表、设备、系统等进行点对点连接通信，具有应用简单、灵活，使用方便等优点。
这期栏目通过一个具体的示例，给出了在多个西门子串口通信模块（CP340/CP341）之间通过ASCII驱动协议进行轮询通信的应用。其具体的实现方法和轮询原理具有普遍的指导意义，可以作为西门子串行通信模块与支持ASCII协议的仪表、设备、系统等进行串行通信的参考。
1. 系统组成
如下图所示，系统包括3个SIMATIC S7-300站，其中一个作为串行通信的主站，通过ASCII驱动协议轮询采集另外两个从站的数据。系统主站和1#从站各配置了一个串行通信模块CP341(6ES7341-1CH01-0AE0)(RS422/485接口)，2#从站配置了一个串行通信模块CP340(6ES7340-1AH02-0AE0)(RS232C接口)，为了将它们连接到一个网络中，在本例中选择了西门子的PC/PPI电缆(6ES7901-3CB30-0XA0)将2#从站的RS232C接口转换为RS485接口连接到网络中。
轮询原理
与MODBUS协议轮询不同，由于每个从站自身不具有的设备标识信息（从站地址），无法直接区分和识别网络上的数据帧是哪个站的、需要哪个站做出响应，所以要通过ASCII协议驱动实现多站点轮询，需要人为地对每个站做出标识，并在主站发送轮询指令时给出相应的指令标识，以便从站能够识别是否是发送给自己的数据以及是否做出响应。
在ASCII协议驱动实现多站点轮询的过程中，应主要考虑以下几个方面：
Ø 基本模式：主站主动请求，从站根据请求作出响应；
Ø 数据帧：在发送或响应数据帧中要包含有站点标识的信息；
Ø 实现方法：定时轮询，完成后直接启动下一个作业，完成后延时启动下一个作业等实现方法；
Ø 校验、错误处理机制：CRC、等待、丢弃、重试等。
6. 轮询机制
①数据帧格式
为了区别1#从站和2#从站，在消息帧中增加一个字的地址标识字符，主站通过发送不同地址标识字符的帧来轮询不同从站，同时从站根据地址字符来判断是否是给自己的消息，并据此做出相应的处理。从站发送给主站的响应帧也包含有自己的地址标识字符，用于主站判断是哪个从站返回的数据。字符帧格式如下。
一、宽带光纤接入的概念
宽带光纤接入指用户网络接口与相关的业务节点接口之间，全程以光纤作为传输媒质，或者以光纤作为主干传输媒质、以金属线或者无线作为用户末端传输媒质的一种接入承载方式。宽带光纤接入网在电信网中的位置如图1所示。
宽带光纤接入网的技术解析
图1 宽带光纤接入网在电信网中的位置
宽带光纤接入网所采用的技术包括xPON、MSTP、MSAP、以太网、PTN、光纤直连等。图1中的OLT、ONT、ONU分别指光线路终端、光网络终端、光网络单元，泛指各种技术中的局端设备和用户端设备，而不仅仅指采用xPON技术。从图1可以看出，从OLT至用户属于宽带光纤接入网。
ODN是指OLT与ONU／ONT之间的由光纤光缆及无源光元件（如光连接器和光分路器等）组成的无源光分配网络，主要由不同段落的光缆线路组成（详见“光分配网（ODN）中光缆的组网结构”）。当采用xPON技术时，ODN包括光分路器，如图2所示；当采用无源波分技术时，ODN包括光终端复用器OTM或光分插复用器OADM。
宽带光纤接入网的技术解析
图2 基于xPON的ODN组成示意图
二、宽带光纤接入的典型应用类型
宽带光纤接入包括FTTH、FTTO、FTTB／C、FTTCab等典型应用类型，通称为FTTx。
FTTH指光纤到家庭用户，是仅利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式，入户光缆由单个家庭住宅独享。
FTTO指光纤到公司／办公室，是仅利用光纤传输媒质连接通信局端和公司或办公室的接入方式，入户光缆由单个公司或办公室用户独享，ONT之后的设备和网络由用户管理。经常有人把FTTH和FTTO混为一谈，请注意概念上的区别。
FTTB／C指光纤到楼宇／分纤盒，是光纤到楼宇后，ONU设置在合适的位置，再通过金属线对或无线为用户提供接入业务，每个ONU典型支持用户数为十到百个。FTTB／C的概念目前已基本由FTTB取代，ONU至用户主要采用5类线。
FTTCab指光纤到交接箱，这里的交接箱通常指户外机柜。ONU设置在户外机柜内，光缆布放到机柜后，再通过金属线对为用户提供接入业务，每个ONU典型支持用户数为百到千个。当前，FTTCab方式已经基本不再采用。
虽然FTTx翻译成“光纤到xx”，但其含义不仅包括将光纤布放至xx地点，还包括ONU／ONT的设置位置。ONU和ONT的区别是：ONT属于ONU的一种类型，ONU通常由多个用户共享，而ONT则由单个用户独享；所以，FTTH和FTTO应用中用户端设备通常用ONT表示，FTTB和FTTCab应用中，用户侧设备用ONU表示。FTTx各场景网元的关系见图3。
以太网正成为工业应用中日益重要的网络就运动控制而言，以太网、现场总线以及其他技术（如外围组件互连）历来都是相互竞争的，用以在工业自动化和控制系统中获得对一些苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性（保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点），这是确保位置保持所必需的，这进而又将确保驱动器的停止、适当的加速/减速以及其他任务。
标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离冲突域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层，但它还是缺乏可预测性。此外，典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此，现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。
从EtherNet/IP®到EtherCAT®的以太网解决方案以其的方式克服了这些缺点。尽管工业以太网相较于别的替代技术还有一些其它优势，然而它在运动控制中还远没有占到主导地位。我们来看看它能够并且将会在未来几年的竞争中越来越被接受的三个原因。
1. 融合而不是增加复杂性
随着时间的推移，企业IT与工厂之间的互联不断增加，导致了系统更复杂，往往将标准以太网和工业以太网与现场总线混合使用。例如，机器可能会利用：
* 适用于与伺服器进行通信的SERCOS1* 适用于联网变频驱动器的PROFIBUS®* 适用于故障安全现场总线通信的SafetyBUS p* 适用于连接至传感器的DeviceNet* 适用于向终用户发送数据、通过网关访问的以太网
这样的网络很复杂，而且它的建立和维护也很昂贵。每个协议都需要各自的实施程序、安装人员和培训。相比之下，以太网提供了将适用于运动、安全等的不同网络融合到经济高效的基础架构上的可能性，该架构布线更容易，获得供应商的广泛支持，并能适应未来要求。
以太网提供了不同网络融合的可能性
EtherNet/IP协议体现了如何在实践中充分发挥融合的作用。通过使用TCP/IP和UDP/IP等标准以太网技术、辅以CIP Sync（用于实现分布式时钟IEEE 1588时间协议同步）等特性，集成的交换式系统可以同时适应商业和工业应用。
2. 确定性适用于运动控制应用
运动控制依赖于通信。这种性通过使用基于时隙的调度来支持，每个设备在调度策略中都有一个与其它设备进行通信的调度表。这些伺服驱动器和控制器计算出它们各自的时序，由此可计算出控制函数的∆T值。但是，如果数据传输变得无法预测，则可能会丢失结果，因此需要确定性来确保环路的稳定性。
以太网能够支持工厂中苛刻的运动控制应用在某些情况下，通过直接集成于英特尔®芯片内的加速器电路在EtherNet/IP中实施IEEE 1588，只是以太网解决方案用于强制确定性的一种常见机制。EtherCAT的高速实时处理是运动控制应用中如何实现始终如一的预测性能的另一个示例。EtherCAT突破了基于PCI的集中式通信的严格物理限制，即要求机器处理单元和伺服处理器之间可快速通信但需要保持短距离。
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