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Beitragstyp: FAQ Beitrags-ID: 15368142, Beitragsdatum: 14.09.2016
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Welche Kommunikationsdienste unterstützen die Industrial Ethernet-CPs der SIMATIC S7-400?

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  • Betrifft Produkt(e)
Die Industrial Ethernet-CPs der SIMATIC S7-400 unterscheiden sich in den Hardware-Schnittstellen und den Kommunikationsdiensten mit deren Mengengerüsten.

Die Unterschiede finden Sie in folgender Tabelle:

 15368142_IE_CP_S7400_d.pdf (13,1 KB)

In folgendem Beitrag finden Sie das Migrationsdokument, das beschreibt, was beim Umstieg von den Vorgängerbaugruppen auf die Nachfolgebaugruppen CP443-1 (6GK7 443-1EX30-0XE0) bzw. CP443-1 Advanced (6GK7 443-1GX30-0XE0) zu beachten ist: 34894744.

Beschreibung der Unterscheidungskriterien:

ISO-Transportprotokoll
ISO-Transportverbindungen werden für den Datenaustausch zwischen S7-Stationen untereinander und zur Kommunikation zu PC-Stationen, S5-Stationen und Fremdsystemen eingesetzt.

Eigenschaften der ISO-Transportverbindung:

  • Die Kommunikation zwischen den Stationen basiert auf MAC-Adressen.
  • Die Datenübertragung mit Datenblöcken eignet sich für Datenmengen bis zu 8 kByte.
  • Die Datenübertragung kann mit den Diensten "SEND/RECEIVE" und "FETCH/WRITE" erfolgen.
  • Der Empfang der Daten wird vom Partner über eine Quittung auf Schicht 4 des ISO-Referenzmodells bestätigt.
  • Daten können nicht über einen Router geleitet werden (kein routingfähiges Protokoll, da die Kommunikation auf MAC-Adressen und nicht auf IP-Adressen basiert).

ISO-on-TCP-Protokoll
ISO-on-TCP-Verbindungen werden für den Datenaustausch zwischen S7-Stationen untereinander und zur Kommunikation zu PC-Stationen, S5-Stationen und Fremdsystemen eingesetzt.

Eigenschaften der ISO-on-TCP-Verbindung:

  • Die Kommunikation zwischen den Stationen basiert auf IP-Adressen.
  • Die Datenübertragung mit Datenblöcken eignet sich für Datenmengen bis zu 8 kByte.
  • Die Datenübertragung kann mit den Diensten "SEND/RECEIVE" und "FETCH/WRITE" erfolgen.
  • Der Empfang der Daten wird vom Partner über eine Quittung auf Schicht 4 des ISO-Referenzmodells bestätigt.
  • Daten können über einen Router geleitet werden (routingfähiges Protokoll).
  • Entspricht dem Standard TCP/IP mit der Erweiterung RFC1006, die auf der Schicht 4 des ISO-Referenzmodells aufsetzt. Weitere Informationen zur Protokollerweiterung RFC 1006 finden Sie unter der Beitrags-ID: 15048962.

TCP-Protokoll
Der Datenaustausch zwischen den Stationen (auch Fremdstationen) wird über die Projektierung von TCP-Verbindungen realisiert.

Eigenschaften der TCP-Verbindung:

  • Entspricht dem Standard TCP/IP.
  • Die Datenübertragung mit Datenblöcken eignet sich für Datenmengen bis zu 8 kByte.
  • Die Datenübertragung kann mit den Diensten "SEND/RECEIVE" und "FETCH/WRITE" erfolgen.
  • Auf dem PC kann in der Regel die im Betriebssystem vorhandene TCP/IP-Implementierung genutzt werden.
  • Daten können über einen Router geleitet werden (routingfähiges Protokoll).

UDP-Protokoll
Der Datenaustausch zwischen zwei Teilnehmern wird über die Projektierung von UDP-Verbindungen realisiert.

Eigenschaften der UDP-Verbindung:

  • UDP-Protokoll
  • Ungesicherte Übertragung zusammenhängender Datenblöcke zwischen zwei Teilnehmern (ein Block von 2048 Bytes wird in zwei Pakete aufgeteilt (MaxTpduSize=1496)).
  • Unterstützung von Multicast
    Multicast ermöglicht über die Einrichtung von Multicast-Kreisen, dass Gruppen von Teilnehmern Telegramme gemeinsam empfangen und an diese Gruppe versenden.
  • Die Datenübertragung wird mit dem Dienst "SEND/RECEIVE" abgewickelt.
  • Daten können über einen Router geleitet werden (routingfähiges Protokoll).

S7-Kommunikation
Der Datenaustausch zwischen S7-Stationen untereinander und mit PC-Stationen wird über die Projektierung von S7-Verbindungen realisiert.

Eigenschaften der S7-Verbindung:

  • Verbindung in allen S7/M7 Geräten verfügbar.
  • Auf allen Subnetzen (MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet) einsetzbar.
  • Die S7-Kommunikation über Industrial Ethernet setzt auf dem ISO-Transport Protokoll bzw. ISO-on-TCP Protokoll auf.
  • Sicheres Übertragen von Daten zwischen SIMATIC S7/M7-300/400-Stationen (Verwendung von SFBs "BSEND/BRCV" bzw. "PUT/GET").
  • Schnelles, unsicheres Übertragen von Daten unabhängig von der zeitlichen Bearbeitung des Partners (Verwendung der SFBs "USEND/URCV").
  • Bei der sicheren Datenübertragung mittels SFBs "BSEND/BRCV" bzw. "PUT/GET" wird die Datenübertragung des Partners auf Schicht 7 des ISO-Referenzverfahrens quittiert.
  • Beim schnellen, unsicheren Übertragen von Daten mittels SFBs "USEND/URCV" erfolgt die Datenübertragung unquittiert.

IT-Kommunikation

  • Email versenden
    Die S7-Station kann ereignisgesteuert Emails versenden. Die Email besteht in der Regel aus den Feldern für Absender, Empfänger, Betreff und dem Text-Körper. Am Ende des Text-Körpers können noch binäre Daten eingefügt werden. Die maximale Länge einer E-Mail beträgt 8192 Byte über alle definierten Felder.
  • HTTP / HTTPS
    Die CPs verfügen über einen Webserver. Unter anderem werden Java-Beans zur Verfügung gestellt, um die HTML-Seiten mit S7-Variablen zu versorgen und zu visualisieren. Applikationen, die mit Java geschrieben sind, können über die Java-Beans mittels HTTP auf S7-Variablen zugreifen.
    Beim CP443-1GX30 kann das gesicherte Protokoll HTTPS aktiviert werden.
  • FTP / FTPS (als Server und Client)
    Die FTP-Server Funktion dient zum Speichern von Dateien (HTML-Seiten, Bilddateien, ...) auf das Dateisystem des CPs. Es können auch Werte über eine Datei direkt aus Datenbausteinen gelesen und direkt in Datenbausteine geschrieben werden.
    Als FTP-Client baut der IE CP die Verbindung zum FTP-Server auf, um die Daten in Dateien auf dem FTP-Server zu speichen bzw. Dateien vom FTP-Server auszulesen.
    Beim CP443-1GX30 kann das gesicherte Protokoll FTPS aktiviert werden.
  • Web-Diagnose
    Über HTTP / HTTPS können verschiedene Informationen, wie z.B. Diagnosepuffer und Verbindungsstatistik aus dem CP gelesen werden.

IP-Zugriffsschutz (IP-ACL)
Über den IP-Zugriffschutz besteht die Möglichkeit, die Kommunikation über den CP der lokalen S7-Station auf Partner mit ganz bestimmten IP-Adressen einzuschränken.

IP-Konfiguration
Es ist konfigurierbar, über welchen Weg bzw. über welches Verfahren dem CP die IP-Adresse, die Subnetzmaske und die Adresse des Routers zugewiesen wird. Zusätzlich kann dem CP die Verbindungsprojektierung alternativ über STEP 7 sowie über eine Bausteinschnittstelle im Anwenderprogramm (FB55 "IP_CONFIG") zugewiesen werden.
Anmerkung: gilt nicht für S7-Verbindungen.

PG/OP-Kommunikation
Programmieren und Projektieren der S7-Station mit STEP 7 über Industrial Ethernet. Das Programmiergerät ist verbunden mit Ethernet.

  • S7-Routing
    Ab STEP 7 V5.0 SP3 HF3 können Sie mit dem PG/PC über Subnetz-Grenzen hinweg S7-Stationen online erreichen, um z.B. Anwenderprogramme oder eine Hardware-Konfiguration zu laden oder um Test- und Diagnosefunktionen auszuführen. Sie können ein PG/PC an jeder Stelle des Netzes anschließen und zu allen Stationen, die über Netzübergänge erreicht werden, eine Online-Verbindung herstellen. Die Routinginformationen werden beim Übersetzen des Projektes automatisch durch die Netzkonfiguration des S7-Projekts in STEP 7 generiert und in den Systemdaten im SDB999 gespeichert. Sie müssen alle Stationen, die zwischen Start- und Zielgerät liegen, in einem STEP 7-Projekt projektieren.

SNMP (Simple Network Management Protocol)
SNMP-Agent
Der CP unterstützt die Datenabfrage über SNMP in Version V1. Er liefert dabei die Inhalte von bestimmten MIB-Objekten gemäß Standard-MIB II, LLDP MIB, Automation System MIB und MRP Monitoring MIB.

Bei aktivierter Security unterstützt der CP443-1GX30 SNMPv3 zur abhörsicheren Übertragung von Netzwerkanalyseinformationen.

PROFINET
PROFINET ist der Standard der PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO), der ein herstellerübergreifendes Kommunikations- und Engineeringmodell definiert.

1. PROFINET IO
Ein PROFINET IO System ist dezentral aufgebaut und ist aus den folgenden Geräten zusammengesetzt:

  • PROFINET IO-Controller
    Ein PROFINET IO-Controller ist eine Steuerung (PLC, PC), die die Automatisierungsaufgabe kontrolliert.
  • PROFINET IO-Device
    Ein PROFINET IO-Device ist ein Feldgerät, das von einem PROFINET IO-Controller kontrolliert und gesteuert wird. Ein PROFINET IO-Device kann aus mehreren Modulen und Submodulen bestehen (z.B. ET200S).
  • I-Device
    Ein I-Device kann an einer PROFINET-Schnittstelle, in Abhängigkeit von der Projektierung, zusätzlich zur Rolle als IO-Device auch IO-Controller sein.
    Damit kann das I-Device über seine PROFINET-Schnittstelle Teil eines übergeordneten IO-Systems sein und als IO-Controller ein ihm untergeordnetes IO-System aufspannen.
    Ein I-Device kann zusätzlich als Shared-Device eingesetzt werden. 
  • Shared-Device
    Ein Shared Device ist ein IO-Device, dass seine Daten mehreren IO-Controllern zur Verfügung stellen kann.

2. PROFINET CBA
Ein PROFINET CBA System besteht aus verschiedenen Automatisierungskomponenten. Eine Komponente umfasst alle mechanischen, elektrischen und informationstechnischen Größen. Die Komponente kann mit den üblichen Programmierwerkzeugen erstellt worden sein. Zur Beschreibung einer Komponente wird eine PROFINET Component Description (PCD) Datei in XML erstellt. Ein Planungswerkzeug lädt diese Beschreibungen und erlaubt die Erstellung der logischen Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten zur Realisierung einer Anlage.

    Verwendbar in S7-H-Systemen
    Die Baugruppe kann als Kommunikationspartner in hochverfügbaren Systemen (H-Systemen) eingesetzt werden.
    Die Baugruppen betreiben die redundanten S7-Verbindungen. Diese Verbindungen besitzen verschärfte zeitliche Überwachungsmechanismen. Bei Kommunikationsproblemen wird der Datenaustausch auf parallel aufgebaute Transportverbindungen umgeschaltet.

    Uhrzeitsynchronisation
    Uhrzeitsynchronisation über Industrial Ethernet nach folgenden projektierbaren Verfahren:

    • SIMATIC-Verfahren
      Der CP empfängt MMS-Uhrzeitnachrichten und synchronisiert seine lokale Uhrzeit. Man kann auswählen, ob die Uhrzeit weitergeleitet wird. Zusätzlich kann die Richtung der Weiterleitung bestimmt werden.
    • NTP-Verfahren (Network Time Protocol)
      Der CP sendet in regelmäßigen Zeitabständen Uhrzeitanfragen an einen NTP-Server und synchronisiert seine lokale Uhrzeit.
      Zusätzlich kann die Uhrzeit automatisch an die CPU-Baugruppen in der S7-Station weitergeleitet und somit die Uhrzeit in der gesamten S7-Station synchronisiert werden.
      Bei aktivierter Security unterstützt der CP443-1GX30 das Protokoll NTP (secure) zur sicheren Uhrzeitsynchronisation und Uhrzeitübertragung.
    Securityhinweise
    Um technische Infrastruktur, Systeme, Maschinen und Netzwerke gegen Cyber-Bedrohungen zu sichern, ist es erforderlich, ein ganzheitliches IT Security-Konzept zu implementieren (und kontinuierlich aufrechtzuerhalten), das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Die Produkte und Lösungen von Siemens formen nur einen Bestandteil eines solchen Konzepts. Weitergehende Informationen über Cyber Security finden Sie unter
    https://www.siemens.com/cybersecurity#Ouraspiration.
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