西门子6SE6440-2UD31-5DB1

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描述：
本条目描述了使用工业以太网通信处理器时对自动协商和自适应功能需要注意的事项。
通信处理器总是尽可能使用较强较快的控制模式。要理解下面的说明，有必要先解释几个在协商 LAN 工作模式时与 LAN 控制器可能状态相关的术语。
 

术语	解释
PHY	在 LAN 控制器前的物理层转换器。PHY 将 LAN 上的报文传送给 LAN 控制器。
Autoswitching自动切换	PHY 的一种特殊操作模式。指 PHY 处于10 MBit/sec 半双工模式并等待一个相适应的连接，在这种模式下，100 MBit/sec 的连接将不会被识别。
Autosensing自适应	指自动识别传输速率 (10/100 MBit/sec)。
Autonegotiation自动协商	指自动识别/协商传输速率 (10/100 MBit/sec) 和工作模式 (全双工 / 半双工)。

表 1：术语解释

所有支持 10MBit/sec and 100MBit/sec 的工业以太网通信处理器都支持自动协商和自适应。该机制用于自动识别两个通信伙伴设备间较有效的工作模式。通信伙伴设备通常是指通信处理器或网络组件。

下列工作模式可以进行协商：
 

波特率	工作模式
10 Megabit	半双工
10 Megabit	全双工
100 Megabit	半双工
100 Megabit	全双工

表 2: 可能的波特率和工作模式概览

工作模式的含义

• 全双工意味着双向的数据交换是可能的，而且在网络上，通信伙伴中每一个都可以独立于另一个发送数据。
• 半双工时，也可以进行双向的数据交换。但是，在网络上，在同一时刻，在两个组件间，只可以有一个数据在一个方向进行传输。两个组件间不能在同一时刻进行双向数据交换，必须按顺序进行。

该方法的目的
其目的在于要获得较高可能的波特率和较佳可能的工作模式，也就是波特率为 100 MBit工作模式为全双工。

必须区分两种协商 LAN 工作模式的途径。从 2001 年 8 月起，该机制保证了自动连接到几乎所有伙伴站点。下面描述了不同版本 V1 和 V2 的差别，也描述了哪个固件版本模块属于哪一组。

提示：
自动协商是100 MBit/sec 的属性。对只有一个 AUI 接口或一个只支持 10MBit/sec 的 ITP 接口或通过硬件固定预选择的模板，不支持自动协商。

协商程序 V1 的描述：
启动模块后，通信处理器执行自动协商如果通信伙伴支持，那较高可能的工作模式将被确定下来，主动通信处理器将推荐 100MBit/sec 全双工模式，如果需要，将切换到对方支持的工作模式。

如果由于通信伙伴不支持自动协商而没有收到应答，那么将切换到"自动切换" 模式，这与 10 MBit/sec 半双工是一样的，这是通信处理器的缺省模式。

所有只支持 10MBit/sec 半双工的通信组件都不会对自动协商作出应答，这之后通信仍然可以进行，因为伙伴站点被设置到缺省模式。

如果在启动完成后，没有发现通信伙伴，将激活缺省模式。如果稍后通信伙伴作出响应，首先将建立一个 10MBit/sec 的连接。之后，通信处理器发起另一个自动协商行为, 因为对方可能支持**过 10MBit/sec.
如果双方支持100MBit/sec 全双工 ，那双方将以100MBit/sec 全双工通信。
如果通信处理器没有得到应答，它将保持 10 MBit/sec 半双工模式。

提示：
如果通信伙伴只支持 100MBit/sec 全双工，譬如OMC（光介质转换器），也要进行自动协商, 此时要区分两种情况：

• 在通信伙伴双方启动时，通信处理器将以 100 MBit/sec 全双工发起**次自协商，并将识别出 100MBit/sec 波特率和全双工工作模式。
• 如果 100 MBit/sec 组件稍后才连接上，通信处理器此时已经处于自动切换模式，这是**次没有成功自协商的结果，此时需要以 10 MBit/sec 进行连接。由于通信伙伴（OMC）不支持10 MBit/sec，连接将永远不能建立。

支持自动协商 V1 的模板：

模板	模板类型	固件版本
6GK7 343-1EX10-0XE0	CP 343-1	至版本 V1.0.3
6GK7 443-1EX10-0XE0	CP 443-1	至版本 V1.1.0
6GK7 443-1EX11-0XE0	CP 443-1	至版本 V1.1.0
6GK7 343-1GX00-0XE0	CP 343-1 IT	至版本 V1.0.1
6GK7 443-1GX10-0XE0	CP 443-1 IT	至版本 V1.1.0
6GK7 443-1GX11-0XE0	CP 443-1 IT	至版本V1.1.0

 表3: 支持自动协商 V1 的模板

协商程序V2的描述：

针对 OMC 的特性，对通信处理器完成了下述的改变：
在启动完成后并且没有连接的情况下，通信处理器在自动切换和自动协商 之间周期性的切换。这样 ，在任何情况下都可以与通信的组件建立连接。因此，所有上述情况都可以解决。
特点：  
当切换时，模板上 FAST-LED 将慢闪。
如果通信处理器通过 AUI 电缆接受报文，其较终将进入 AUI 状态(对应于 10 MBit/sec 半双工）。Autoswitching同时启动，以识别可能以双绞线进行的 10 MBits 连接。
如果双绞线的连接被识别，将开始自动协商，以期在通信伙伴间建立更高可能的工作模式。

支持自动协商V2的模板：
所有工业以太网 CP, 除了表3中所列的，都支持自动协商 V2.

提示：
如果已经协商确定或项目规划确定 "100 MBit/sec 全双工"工作模式 ，可能出现零星的报文丢失。这只会在要求很高，CP 本身需要处理大量报文通信的情况下发生。
如果该 CP 有多个通讯伙伴可以异步进行数据接收发送，是该影响可能被放大。

上述情形对下述工业以太网通信处理器适用：:
 

模板	模板类型	固件版本
6GK7 443-1EX10-0XE0	CP 443-1	至版本 V1.1.0
6GK7 443-1EX11-0XE0	CP 443-1	至版本 V1.1.0
6GK7 443-1GX10-0XE0	CP 443-1 IT	至版本 V1.1.0
6GK7 443-1GX11-0XE0	CP 443-1 IT	至版本 V1.1.0

表 4: 全双工模式受限的模板

结果表现为连接暂时中断。由于报文丢失，通信伙伴会在传输层等待一个确认信号，而该信号不会得到。大约1秒后，通信伙伴站点会重发最后的报文，而通信得以继续。尽管这样导致性能下降，但由于传输层提供报文重发，所以连接既不会关闭，报文也不会丢失。

补救措施：
通信伙伴 (CP 和网络组件) 必须固定设为不等于 "100 Mbit/sec 全双工"，这意味着不进行自动协商。此处重要的是通信双方都要设为固定的，否则在这两个通信伙伴间会有不同的工作模式。
该现象不会发生在表4中所列固件版本之后的通信处理器和现在的工业以太网 CP.所以没有哪个模式会丢报文。

一、 硬件组态
首先搭建一套测试设备，设备的结构图如下：
2套S7-300系统由PS307电源、CPU314C-2DP、CPU314C-2PTP、CP343-1、CP343-1 IT、PC、CP5611、STEP7组成，PLC系统概貌如下图：

如下将向您一步一步展示如何实现2套S7-300之间的以太网通讯：
第一步：打开SIMATIC Manager，根据我们系统的硬件组成，进行系统的硬件组态，如图：
插入2个S7300的站，进行硬件组态：

 

分别组态2个系统的硬件模块：

 

设置CP343-1、CP343-IT模块的参数，建立一个以太网，MPI、IP地址：

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二、 网络组态
组态完2套系统的硬件模块后，分别进行下载，然后点击Network Configration按钮，打开系统的网络组态窗口NetPro，选中CPU314，如下图：

在窗口的左下部分点击鼠标右键，插入一个新的网络链接，并设定链接类型为ISO-on-TCP connection 或 TCP connection或 UDP connection 或 ISO Transport connection，如下图：

点击OK后，弹出链接属性窗口，使用该窗口的默认值，并根据该对话框右侧信息进行后面程序的块参数设定：

当2套系统之间的链接建立完成后，用鼠标选中图标中的CPU，分别进行下载，这里略去CPU314C-2DP的下载图示：

三、 程序编程
到此为止，系统的硬件组态和网络配置已经完成。下面进行系统的软件编制，在SIMATIC Manager界面中，分别在CPU314C-2PTP、CPU314C-2DP中插入OB35定时中断程序块和数据块DB1，DB2，并在两个OB35中调用FC5（AG_Send）和FC6（AG_Recv）程序块，如下图：

 

创建DB1、DB2数据块，如下图：

 

2套控制程序已经编制完成，分别下载到CPU当中，将CPU状态切换至运行状态，就可以实现S7-300之间的以太网通讯了。

如下界面说明了将CPU314C-2DP 的DB1中的数据发送到CPU314C-2PTP 的DB2中的监视界面：

a． 选择Data View，切换到数据监视状态：

 

b． CPU314C-2DP 的DB1中发送出去的数据：

 

c． CPU314C-2PTP 的DB2中接收到的数据

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