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通過 PROFINET IO 進行過程通信

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（點對點）進行數(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)濟有效地建立點到點連接。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
• 機器人控制
• 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)。

使用多點接口 (MPI) 進行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點接口）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 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數(shù)據(jù)：
  “全局數(shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進行數(shù)據(jù)交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數(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。
• 功能強大的通信技術(shù)：
  • 多達 32 個 MPI 節(jié)點。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項：
  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)需求實現(xiàn)設(shè)計的化調(diào)整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間最多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

很多大型項目既復(fù)雜又缺乏透明度。當(dāng)這類項目愈發(fā)不被接受時，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劃了。該局原本打算在加爾維斯頓灣（Galveston Bay）地區(qū)建立一個石化工業(yè)廢水處理廠。雖然這個項目從未開工，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，地點在著名的沖突調(diào)解機構(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)無濟于事了。那個時候，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年的一個冬日，幾架直升機將20個重金屬零部件運往瑞士東部的一個井場，這里將要建立一座地?zé)岚l(fā)電站。圣加侖市（St. Gallen）計劃在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，因為從地下4500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）一個類似的項目就被擱置了，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)公司攜手獨立機構(gòu)風(fēng)險對話基金（Risk Dialogue Foundation）通過訪問的方式對50個利益集團和當(dāng)?shù)孛癖娺M行了調(diào)查。

風(fēng)險對話基金項目經(jīng)理Matthias Holenstein 指出：“圣加倫是一個相對較小的城市，這里的人一般相互認識。因此，我們*輪討論的對象是本地各種協(xié)會的負責(zé)人、消防隊員、社區(qū)的長期居民、行業(yè)和政黨官員、年輕居民和教師，因為這些團體能夠很好地體現(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┡椖康氖┕がF(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、與媒體一道探討項目爭議較大的地方、題為《地球深處之旅》的有關(guān)地?zé)犴椖康奶厥庹褂[等。風(fēng)險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過程，并針對該項目發(fā)表了不同觀點。“由于初期就考慮了這些問題，所以公用事業(yè)公司無需就項目再與利益群體進行斡旋。”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項目提出任何質(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？“要讓公民參與一個已被決定的項目，這種嘗試是徒勞無益的。此外，這時候雙方已經(jīng)劃清了界限。” Ortwin Renn教授說道。他是德國斯圖加特對話機構(gòu)（Dialogik）的負責(zé)人，也是公共項目爭議的調(diào)停者。

該怎么做呢？幾年前，Renn及其團隊成功解決了瑞士阿爾高州（Aargau）廢水處理廠的沖突，并用這個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。”供職于Dialogik的Piet Sellke說道。“阿爾高地區(qū)有11個備選廠址，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及其團隊從阿爾高地區(qū)的12個市中挑選了90名居民，組成了四個公民委員會。他們還要求備選廠址清單中列出的每個城市，分別向四個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、大自然保護協(xié)會代表、農(nóng)民、市議員等。“每個人的知識背景各不相同，因此項目團隊首先給每個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圖，對備選廠址進行可持續(xù)性和風(fēng)險方面的評估。在這個過程中，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——比如環(huán)境影響、項目的經(jīng)濟效率——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進行評估，說明自己的推薦方案。最后將結(jié)果呈現(xiàn)給市民。

“四個公民委員會分別召開研討會，對推薦的選址進行最終評估。”Renn說。“在小組會議以及全體大會上，與會者將討論根據(jù)擬定指標對備選廠址進行評估的結(jié)果，對每個廠址進行投票。”最終，Eriwies獲得了每個小組的多數(shù)投票。之后，項目組再從每個委員會中選出五名成員組成一個“超級委員會”，調(diào)整推薦方案并以公民報告的形式向政府呈遞最終結(jié)果。“剛開始，80%的成員認為不適合在自己居住的城市建立這個廢物處理廠。”Renn說。“但是，在這個過程結(jié)束時，甚至連Eriwies的居民都說工廠應(yīng)該建在Eriwies。”整個過程持續(xù)了大約兩年時間，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展，已經(jīng)不再局限于大型項目，而開始延伸到之前認為不可接觸的領(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(Reinhard Mohn Prize)。貝塔斯曼項目經(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過程，2010年提議約600項。”

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。

這個過程側(cè)重于需要市民獻言獻策的城市發(fā)展項目。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“小片區(qū)”，這樣確保每個地區(qū)的民眾都能夠暢所欲言。“一旦至少有十個人提出某個提案，那么政府就要分析其技術(shù)和經(jīng)濟可行性。”Tillmann解釋說。

這個過程的下一步就是公眾論壇，在此，市民從每個片區(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)算計劃將分發(fā)給各個片區(qū)，居民選出代表監(jiān)督項目的實施過程。”Tillmann解釋說。自2001年開始實施參與式預(yù)算以來，市民贊成并落實的措施大約有5000項，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：“影響每個人的問題必須由每個人來解決。”今天，這句話看起來比以往更加貼近實際。