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产品描述
西门子模块6ES7223-1HF22-0XA8产品
工业以太网即在工业领域使用的以太网，一般是数据链路层和物理层使用目前商用以太网的标准，而应用层被各个厂家重新定义，如西门子PROFINET，贝加莱POWERbbbb等，为的是使以太网具有实时传输的性能，适合工业现场的使用要求。而商用以太网是以办公自动化为目标设计的，并不符合工业环境和标准的要求。二者的区别如下：
1、通信的确定性
工业控制网络不同于普通数据网络的大特点在于它满足控制作用对实时性的要求，即信号传输要足够快和满足信号的确定性。实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新。由于以太网采用CSMA/CD方式，网络负荷较大时，网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求，故传统以太网技术难以满足控制系统要求准确定时通信的实时性要求，一直被视为“非确定性”的网络。
2、通信的实时性
在工业控制系统中,实时可定义为系统对某事件的反应时间的可测性。也就是说，在一个事件发生后，系统在一个可以准确预见的时间范围内做出反映。然而，工业上对数据的传递的实时性要求十分严格，往往数据的新是在数十ms内完成的。而同样由于以太网存在的CSMA/CD机制，当发生冲突的时候，就得重发数据，多可以尝试16次之多。很明显这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。而且一但出现掉线，那怕是仅仅几秒种的时间，就有可能造成整个生产的停止甚至是设备，人身事故。
3、高稳定性与性
传统的以太网在设计之初并不是为工业应用而设计的，没有考虑工业现场环境的恶劣的工况，严重的线间干扰以及机械、气候、尘埃等条件的恶劣，而且以太网的抗干扰(EMI)性能非常差，应用于危险场合时，不具备本质性能。因此对设备的工业性提出了高的要求。同时在生产环境中工业网络具备较好的性，可恢复性，以及可维护性。即保一个网络系统中任何组件发生故障时，不会导致应用程序，操作系统，甚至网络系统的崩溃和瘫痪。
4、性
在工业生产过程中，很多现场不可避免地存在易燃、易爆或有毒气体等，对应用于这些工业现场的智能装置以及通信设备，都采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的生产。在目前技术条件下，对以太网系统采用隔爆、防爆的措施比较可行，即通过对Ethernet现场设备采取增安、气密、浇封等隔爆措施，使现场设备本身的故障产生的点火能量不外泄，以保证系统运行的性。对于没有严格的本安要求的非危险场合，则可以不考虑复杂的防爆措施。(今天的转发暗号：亿维公司口号：信赖，源自品质；信任，铸就）
工业系统的网络是工业以太网应用考虑的另一个性问题。工业以太网可以将企业传统的三层网络系统，即信息管理层、过程监控层、现场设备层，合成一体，使数据的传输速率快、实时性高，并可与Internet无缝集成，实现数据的共享，提高工厂的运作效率。但同时也引人了一系列的网络向题，工业网络可能会受到包括病毒感染、的非法入侵与非法操作等网络威胁。
5、总线供电问题
总线供电(或称总线馈电)是指连接到现场设备的线缆不仅传输数据信号，还能给现场设备提供工作电源。以太网从设计之初就没有考虑到这一问题，而工业现场存在着大量的总线供电需求。
正因为有以上诸多问题，普通的商用以太网是不能够直接用于工业现场的控制的。为了解决这些问题工业以太网便应运而生。
时间犹如白驹过隙，转眼在工控行业做销售有7个年头。在大家心中一直会认为对技术问题，研发的同事可能会加，对这一点毋庸置疑，我想说对于技术应用我们做销售的可能没有工程师但我可能会加关心，因为我们站在战场的，产品的技术特点关乎产品的生死，互联网的发展深深地改变了我们，特别是移动互联网的发展让一切都变的简单，今天我就通过我们亿维的新媒体平台把我对工业以太网的应用特点整理分享给大家。
众所周知，在企业信息系统中，传统以太网已经成为事实上的标准网络，而工业实时控制是传统以太网的延伸，它帮助用户构建加开放集成的工业自动化和信息化网络。工业以太网技术是标准以太网和通用工业协议的结合。那么工业以太网又是如何设计并满足工业自动化条件的呢？
(一)通信确定性与实时性
工业控制网络不同于普通数据网络的大特点在于它满足控制作用对实时性的要求，即信号传输要足够快和满足信号的确定性。实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新。由于Ethernet采用CSMA/CD方式，网络负荷较大时，网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求，故传统以太网技术难以满足控制系统要求准确定时通信的实时性要求，一直被视为“非确定性”的网络。然而，快速以太网与交换式以太网技术的发展，给解决以太网的非确定性问题带来了新的契机，使这一应用成为可能。
1、采用快速以太网加大网络带宽。
Ether-net的通信速率从10、100 Mb/s增大到如今的1、10Gb/s。在数据吞吐量相同的情况下，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，即网络碰撞机率大大下降，从而提高其实时性。
2、采用全双工交换式以太网。
用交换技术替代原有的总线型CSMA/CD技术，避免了由于多个站点共享并竞争信道导致发生的碰撞，减少了信道带宽的浪费，同时还可以实现全双工通信，提高信道的利用率。
3、降低网络负载。
工业控制网络与商业控制网络不同，每个结点传送的实时数据量很少，一般为几个位或几个字节，而且突发性的大量也很少发生，因此可以通过限制网段站点数目，降低网络，进一步提高网络传输的实时性。
4、应用报文级技术。
在智能交换机或集线器中，通过设计分类报文的级和QOS来提高传输的实时性。
（二）稳定性与性
传统的Ethernet并不是为工业应用而设计的，没有考虑工业现场环境的适应性需要。由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣，因此对设备的工业性提出了高的要求。在工厂环境中，工业网络具备较好的性、可恢复性及可维护性。
为了解决在不间断的工业应用领域，在端条件下网络也能稳定工作的问题，可以采用导轨式交换机产品，安装在标准DIN导轨上，并有冗余电源供电，接插件采用牢固的DB-9 结构。
此外，在实际应用中，主干网可采用光纤传输，现场设备的连接则可采用屏蔽双绞线，对于重要的网段还可采用冗余网络技术，以此提高网络的抗干扰能力和性。
（三）性
在工业生产过程中，很多现场不可避免地存在易燃、易爆或有毒气体等，对应用于这些工业现场的智能装置以及通信设备，都采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的生产。
在目前技术条件下，对以太网系统采用隔爆、防爆的措施比较可行，即通过对Ethernet现场设备采取增安、气密、浇封等隔爆措施，使现场设备本身的故障产生的点火能量不外泄，以保证系统运行的性。对于没有严格的本安要求的非危险场合，则可以不考虑复杂的防爆措施。
但同时也引人了一系列的网络向题，工业网络可能会受到包括病毒感染、的非法入侵与非法操作等网络威胁。（今天的转发暗号是：亿维公司使命：以科技提高人类劳动生产力）
工业以太网在协议里都引入了safety协议的概念，可以避免对网络和以及信息的，同时可以采用网关或防火墙等对工业网络与外部网络进行隔离，还可以通过权限控制、数据加密等多种机制加强网络的管理
(四)总线供电问题
总线供电(POE)是指连接到现场设备的线缆不仅传输数据信号，还能给现场设备提供工作电源。对于现场设备供电可以采取以下方法：
1、在目前以太网标准的基础上适当地修改物理层的技术规范，将以太网的曼彻斯特信号调制到一个直流或低频交流电源上，在现场设备端再将这两路信号分离开来。
2、不改变目前物理层的结构，而通过连接电缆中的空闲线缆为现场设备提供电源。
1高速计数器
s7-1200 cpu提供了多6个（1214c）高速计数器,其立于cpu的扫描周期进行计数。可测量的单相脉冲频率为100khz，双相或a/b相为30khz，除用来计数外还可用来进行频率测量，高速计数器可用于连接增量型旋转编码器，用户通过对硬件组态和调用相关指令块来使用此功能。
2高速计数器工作模式
高速计数器定义为5种工作模式
计数器，外部方向控制。
单相计数器，内部方向控制。
双相增/减计数器，双脉冲输入。
a/b相正交脉冲输入。
监控pto输出。
每种高速计数器有两种工作状态。
外部复位，无启动输入。
内部复位，无启动输入。
所有的计数器启动条件设置，在硬件向导中设置完成后下载到cpu中即可启动高速计数器，在a/b相正交模式下可选择1x(1倍) 和4x（4倍）模式，高速计数功能所能支持的输入电压为24v dc,目前不支持5v dc的脉冲输入，表1列出了高速计数器的硬件输入定义和工作模式
| 描述 | 输入点定义 | 功能 | ||||
| hsc | hsc1 | 使用cpu集成i/o或信号板或监控pto0 | i0.0 | i0.1 | i0.3 | |
| i4.0 | i4.1 | |||||
| pto 0 | pto 0方向 | |||||
| hsc2 | 使用cpu集成i/o或监控pto0 | i0.2 | i0.3 | i0.1 | ||
| pto 1 | pto 1方向 | |||||
| hsc3 | 使用cpu集成i/o | i0.4 | i0.5 | i0.7 | ||
| hsc4 | 使用cpu集成i/o | i0.6 | i0.7 | i0.5 | ||
| hsc5 | 使用cpu集成i/o或信号板 | i1.0 | i1.1 | i1.2 | ||
| i4.0 | i4.1 | |||||
| hsc6 | 使用cpu集成i/o | i1.3 | i1.4 | i1.5 | ||
| 模式 | 单相计数，内部方向控制 | 时钟 | 计数或频率 | |||
| 复位 | 计数 | |||||
| 单相计数，外部方向控制 | 时钟 | 方向 | 计数或频率 | |||
| 复位 | 计数 | |||||
| 双相计数，两路时钟输入 | 增时钟 | 减时钟 | 计数或频率 | |||
| 复位 | 计数 | |||||
| a/b相正交计数 | a相 | b相 | 计数或频率 | |||
| z相 | 计数 | |||||
| 监控pto输出 | 时钟 | 方向 | 计数 | |||
表1 高速计数器硬件输入定义与工作模式
并非所有的cpu都可以使用6个高速计数器，如1211c只有6个集成输入点，所以多只能支持4个（使用信号板的情况下）高速计数器。
由于不同计数器在不同的模式下，同一个物理点会有不同的定义，在使用多个计数器时需要注意不是所有计数器可以同时定义为任意工作模式。
高速计数器的输入使用与普通数字量输入相同的地址，当某个输入点已定义为高速计数器的输入点时，就不能再应用于其它功能，但在某个模式下，没有用到的输入点还可以用于其它功能的输入
监控pto的模式只有hsc1和hsc2支持，使用此模式时，不需要外部接线，cpu在内部已作了硬件连接，可直接检测通过pto功能所发脉冲。
3高速计数器寻址
cpu将每个高速计数器的测量值，存储在输入过程映像区内，数据类型为32位双整型有符号数，用户可以在设备组态中修改这些存储地址，在程序中可直接访问这些地址，但由于过程映像区受扫描周期影响，在一个扫描周期内，此数值不会发生变化，但高速计数器中的实际值有可能会在一个周期内变化，用户可通过读取外设地址的方式，读取到当前时刻的实际值。以id1000为例，其外设地址为“id1000：p”。表2 所示为高速计数器寻址列表
| 高速计数器号 | 数据类型 | 默认地址 |
| hsc1 | dint | id1000 |
| hsc2 | dint | id1004 |
| hsc3 | dint | id1008 |
| hsc4 | dint | id1012 |
| hsc5 | dint | id1016 |
| hsc6 | dint | id1020 |
表1 高速计数器寻址
4频率测量
s7-1200 cpu除了提供计数功能外，还提供了频率测量功能，有3种不同的频率测量周期：1.0秒，0.1秒和0.01秒，频率测量周期是这样定义的：计算并返回新的频率值的时间间隔。返回的频率值为上一个测量周期中所有测量值的平均，无论测量周期如何选择，测量出的频率值总是以hz(每秒脉冲数)为单位。
5高速计数器指令块
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