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通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

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

可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場設(shè)備

通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

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

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內(nèi)。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
  “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
  • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項(xiàng)：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的化調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間最多可以開啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

很多大型項(xiàng)目既復(fù)雜又缺乏透明度。當(dāng)這類項(xiàng)目愈發(fā)不被接受時(shí)，讓市民參與決策過程的透明、合理、有組織的程序可以改變局面——就像瑞士和巴西的項(xiàng)目所展示的那樣。

回溯到1970年，如果海灣廢水處理局德州分部知道將會發(fā)生什么，那它很可能就不會輕易放棄自己的計(jì)劃了。該局原本打算在加爾維斯頓灣（Galveston Bay）地區(qū)建立一個(gè)石化工業(yè)廢水處理廠。雖然這個(gè)項(xiàng)目從未開工，卻讓該局花掉1000萬美元處理相關(guān)和當(dāng)?shù)孛癖姼鞣N莫名其妙的倡議。

上圖：斯圖加特近期發(fā)生的針對鐵路工程的在全德國引發(fā)了民眾更多參與決策的呼聲。

經(jīng)過長達(dá)15年的法律戰(zhàn)爭和無數(shù)次的居民勝訴，政府官員終于決定邀請居民小組參加調(diào)停會議，地點(diǎn)在著名的沖突調(diào)解機(jī)構(gòu)——位于科羅拉多州丹佛的基斯通會議中心（Keystone Center）。但這已經(jīng)無濟(jì)于事了。那個(gè)時(shí)候，居民已經(jīng)怒不可遏了——造成的傷害已經(jīng)赫然在目。又過了五年，居民倡議活動中的幾名成員被選入海灣廢水處理局的執(zhí)行委員會。NIMBY（“別將垃圾放在我家后院”）的原則依然有效，而廢水處理項(xiàng)目已經(jīng)成為歷史。

但是只要看看瑞士和巴西，就可以明白這種沖突的結(jié)局會大相徑庭。2011年的一個(gè)冬日，幾架直升機(jī)將20個(gè)重金屬零部件運(yùn)往瑞士東部的一個(gè)井場，這里將要建立一座地?zé)岚l(fā)電站。圣加侖市（St. Gallen）計(jì)劃在2050年將其能源構(gòu)成中礦物燃料的占比降至25%，并為全市44000名居民中的一半提供地?zé)?。這種能源對大氣無污染，而且易于獲取，因?yàn)閺牡叵?500米的深處提取這些能源不需要大型工廠，也不會有礙市容。

不過，對這一技術(shù)并非沒有爭議。瑞士第三大城市巴塞爾（Basel）一個(gè)類似的項(xiàng)目就被擱置了，原因是2006年由于采取灌水作業(yè)開采地?zé)岫l(fā)了一次輕微地震。圣加侖市公用事業(yè)公司項(xiàng)目總經(jīng)理Marco Huwiler 表示：“因此對我們而言，和當(dāng)?shù)鼐用駵贤ㄊ种匾?。我們還確保了我們的項(xiàng)目植根于廣泛的基層民主程序。”

2009年，該公用事業(yè)公司攜手獨(dú)立機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)對話基金（Risk Dialogue Foundation）通過訪問的方式對50個(gè)利益集團(tuán)和當(dāng)?shù)孛癖娺M(jìn)行了調(diào)查。

風(fēng)險(xiǎn)對話基金項(xiàng)目經(jīng)理Matthias Holenstein 指出：“圣加倫是一個(gè)相對較小的城市，這里的人一般相互認(rèn)識。因此，我們*輪討論的對象是本地各種協(xié)會的負(fù)責(zé)人、消防隊(duì)員、社區(qū)的長期居民、行業(yè)和政黨官員、年輕居民和教師，因?yàn)檫@些團(tuán)體能夠很好地體現(xiàn)民意。我們還通過抽樣調(diào)查了解普通市民的看法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)大家基本上對我們的計(jì)劃持積極的態(tài)度。當(dāng)然，這次調(diào)查還設(shè)置了一些開放式財(cái)務(wù)和技術(shù)問題。”

上圖：在瑞士圣加侖的一場特殊展覽中，一部電梯將觀眾“虛擬”帶入地表以下4400米的深處——地?zé)峁┡?xiàng)目的施工現(xiàn)場。

圣加侖市開展了一系列活動來討論這些問題，并向市民提供更為詳細(xì)的信息。主要活動是由大約四百人參與的公眾大會，內(nèi)容包括封閉研討會、公眾演示、與媒體一道探討項(xiàng)目爭議較大的地方、題為《地球深處之旅》的有關(guān)地?zé)犴?xiàng)目的特殊展覽等。風(fēng)險(xiǎn)對話基金以幾乎沒有引起入會者注意的中立觀察者角色參與了整個(gè)過程，并針對該項(xiàng)目發(fā)表了不同觀點(diǎn)。“由于初期就考慮了這些問題，所以公用事業(yè)公司無需就項(xiàng)目再與利益群體進(jìn)行斡旋。”Holenstein解釋道。

2010年夏天，圣加倫市議會分析了這一階段公眾參與的結(jié)果，并在秋天舉行全民公決，其中80%的選民贊成該項(xiàng)目。在瑞士，諸如倡議和全民公決這類基層民主參與工具，確保一旦后期對某個(gè)項(xiàng)目提出任何質(zhì)疑，馬上就可以采取改正措施。而且，瑞士的市民知道在必要情況下，可以采取這種手段來保護(hù)自己，這樣，他們就可以獲得一種安全感，并能保證政治體系有效運(yùn)轉(zhuǎn)。“過去幾百年來，我們一直都參與這種基層民主活動，所以，這絲毫不足為奇。”Holenstein說道。

但是為什么美國基斯通會議中心的對話失敗了呢？“要讓公民參與一個(gè)已被決定的項(xiàng)目，這種嘗試是徒勞無益的。此外，這時(shí)候雙方已經(jīng)劃清了界限。” Ortwin Renn教授說道。他是德國斯圖加特對話機(jī)構(gòu)（Dialogik）的負(fù)責(zé)人，也是公共項(xiàng)目爭議的調(diào)停者。

該怎么做呢？幾年前，Renn及其團(tuán)隊(duì)成功解決了瑞士阿爾高州（Aargau）廢水處理廠的沖突，并用這個(gè)例子說明在這種情況下哪些措施是正確的。“現(xiàn)在，大家都深知高效處理廢物的重要性，但是居住在廢物處理廠附近的居民，卻覺得當(dāng)?shù)氐乇硭嬖诒晃廴镜娘L(fēng)險(xiǎn)。”供職于Dialogik的Piet Sellke說道。“阿爾高地區(qū)有11個(gè)備選廠址，州政府讓公民們自己決定最終應(yīng)該將工廠建在哪里。”

為此，Renn及其團(tuán)隊(duì)從阿爾高地區(qū)的12個(gè)市中挑選了90名居民，組成了四個(gè)公民委員會。他們還要求備選廠址清單中列出的每個(gè)城市，分別向四個(gè)委員會派遣兩名代表。“與其他公眾參與形式不同的是，市政府選擇愿意參加的市民加入委員會。”Sellke解釋道。委員會成員包括家庭主婦、教師、大自然保護(hù)協(xié)會代表、農(nóng)民、市議員等。“每個(gè)人的知識背景各不相同，因此項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先給每個(gè)人提供信息以及書面資料。”Renn說。

然后他們要求委員會成員草擬出評估指標(biāo)圖，對備選廠址進(jìn)行可持續(xù)性和風(fēng)險(xiǎn)方面的評估。在這個(gè)過程中，他們可以向?qū)＜姨釂?，聽取專家意見，并參觀備選廠址。他們提出的指標(biāo)——比如環(huán)境影響、項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效率——可以幫助他們比較不同的廠址。然后，再舉辦封閉研討會，會上，廢物處理專家會對他們提出的指標(biāo)進(jìn)行評估，說明自己的推薦方案。最后將結(jié)果呈現(xiàn)給市民。

“四個(gè)公民委員會分別召開研討會，對推薦的選址進(jìn)行最終評估。”Renn說。“在小組會議以及全體大會上，與會者將討論根據(jù)擬定指標(biāo)對備選廠址進(jìn)行評估的結(jié)果，對每個(gè)廠址進(jìn)行投票。”最終，Eriwies獲得了每個(gè)小組的多數(shù)投票。之后，項(xiàng)目組再從每個(gè)委員會中選出五名成員組成一個(gè)“超級委員會”，調(diào)整推薦方案并以公民報(bào)告的形式向政府呈遞最終結(jié)果。“剛開始，80%的成員認(rèn)為不適合在自己居住的城市建立這個(gè)廢物處理廠。”Renn說。“但是，在這個(gè)過程結(jié)束時(shí)，甚至連Eriwies的居民都說工廠應(yīng)該建在Eriwies。”整個(gè)過程持續(xù)了大約兩年時(shí)間，最終市政府同意了公民的決定。

巴西：公眾參與式預(yù)算的發(fā)源地。眼下市民參與決策的范圍大大擴(kuò)展，已經(jīng)不再局限于大型項(xiàng)目，而開始延伸到之前認(rèn)為不可接觸的領(lǐng)域：預(yù)算。1989年源于巴西的“公眾參與式預(yù)算”，現(xiàn)在也變成了一種廣受歐洲市民歡迎的公眾參與手段。這種參與可以使市民在公共資金的去向問題上享有話語權(quán)，其形式也是五花八門的。巴西港口城市累西腓（Recife）擁有160萬人口，因其預(yù)算政策而于2011年榮獲由貝塔斯曼基金會(Bertelsmann)授予的萊因哈特•摩恩獎(jiǎng)(Reinhard Mohn Prize)。貝塔斯曼項(xiàng)目經(jīng)理Christina Tillmann 說：“我們在全球范圍內(nèi)尋找可提高社會各界參與可能性的*項(xiàng)目。累西腓的市民每年有權(quán)決定全市10%的預(yù)算如何分配。有十多萬人參與了這個(gè)過程，2010年提議約600項(xiàng)。”

上圖：巴西累西腓居民已經(jīng)有權(quán)決定未來十年的市政預(yù)算。

這個(gè)過程側(cè)重于需要市民獻(xiàn)言獻(xiàn)策的城市發(fā)展項(xiàng)目。市政府提前在各地散發(fā)傳單，這樣市民就知道議事日程上有哪些內(nèi)容，他們需要做什么。為此，累西腓被分成了18個(gè)“小片區(qū)”，這樣確保每個(gè)地區(qū)的民眾都能夠暢所欲言。“一旦至少有十個(gè)人提出某個(gè)提案，那么政府就要分析其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性。”Tillmann解釋說。

這個(gè)過程的下一步就是公眾論壇，在此，市民從每個(gè)片區(qū)內(nèi)選出十條提案，然后選出自己的代表，后者將接受預(yù)算知識培訓(xùn)，并完善選出的提案。“不能到現(xiàn)場參加論壇的人可以在線參與。”Tillmann說。代表們和市議會就這些提案展開討論，然后市議會可以就適當(dāng)?shù)拇胧┳鞒鰶Q策。“敲定的預(yù)算計(jì)劃將分發(fā)給各個(gè)片區(qū)，居民選出代表監(jiān)督項(xiàng)目的實(shí)施過程。”Tillmann解釋說。自2001年開始實(shí)施參與式預(yù)算以來，市民贊成并落實(shí)的措施大約有5000項(xiàng)，涉及廢水處理、醫(yī)療、教育等。

瑞士作家弗里德里希•迪倫馬特（Friedrich Durrenmatt）在其劇作《物理學(xué)家》中宣稱：“影響每個(gè)人的問題必須由每個(gè)人來解決。”今天，這句話看起來比以往更加貼近實(shí)際。