Введение

В качестве системной шины SIMATIC PCS 7 используются промышленная сеть Industrial Ethernet, отвечающая требованиям международного стандарта IEEE 802.3.

Традиционный набор коммутаторов Industrial Ethernet серий ESM и OSM, поддерживаемых системой SIMATIC PCS7, постепенно расширяется коммутаторами новых серий SCALANCE X-400/ X-200. На первом этапе обеспечивается поддержка новых коммутаторов типов:

• SCALANCE X414-3E с двумя портами Ethernet 1000 Мбит/с для подключения к OS-LAN в виде оптического кольца, а также оптическими и электрическими портами Ethernet 10/100 Мбит/с
• SCALANCE X208 c 8 портами RJ45 10/100 Мбит/с для построения сетей Ethernet с линейной, звездообразной и кольцевой топологией

Вскоре будет обеспечена поддержка коммутаторов:

• SCALANCE X204-2 с двумя оптическими и четырьмя электрическими портами Ethernet 10/100 Мбит/с

Замечание: Более подробная информация о сетевых компонентах для Industrial Ethernet приведена в каталоге IKPI, CA 01 (электронный каталог на компакт-диске).

Особенности

Свыше 80% локальных сетей, эксплуатирующихся во всем мире, построено на основе Ethernet. Тенденции постоянного расширения спектра ее применений в различных областях делают Ethernet бесспорным лидером в области коммуникационных технологий. Ethernet обладает широкими функциональными возможностями, обеспечивающими получение существенных преимуществ в условиях промышленного производства:

• Простое и быстрое подключение сетевых компонентов.
• Высокая гибкость: существующие сети могут расширяться без их остановки.
• Поддержка резервированных топологий.
• Неограниченная производительность, поддерживаемая использованием технологии коммутируемых сетей.
• Возможность применения в офисной и промышленной среде.
• Обеспечение защиты доступа.
• Поддержка функций синхронизации времени в масштабах предприятия

Ethernet в промышленных условиях

SIMATIC NET включает в свой состав широкий спектр специальных компонентов, позволяющих использовать Ethernet в промышленных условиях::

• Наличие сетевых компонентов промышленного исполнения.
• Система FastConnect, обеспечивающая повышение удобства монтажа и снижающая время выполнения монтажных работ с использованием соединителей RJ45.
• Поддержка скоростного реконфигурирования сети при повреждении каналов связи.
• Единая концепция мониторинга всех сетевых компонентов
• Поддержка функций синхронизации времени в масштабах предприятия

Дизайн

В различных SIMATIC PCS 7 подсистемах (ES, OS, AS и т.д.) используются разные коммуникационные интерфейсы: интегрированный сетевой контроллер, сетевая карта, специализированный коммуникационный процессор, например CP 1613. Соответствующий компонент определяется согласно требований (для дальнейшей информации см. "System connection for PCS 7 systems" ).

Узлы, принимающие участие в коммуникациях, объединяются в сеть посредством Industrial Ethernet коммутаторов. Современные Industrial Ethernet коммутаторы семейства SCALANCE X особенно рекомендуются для этих целей, т.к. они обеспечивают масштабируемую производительность по привлекательной цене и поддерживают возможность разнообразных конфигураций. Возможно применение также и хорошо зарекомендовавших себя ESM и OSM коммутаторов.

Пример конфигурации шины процесса и OS LAN на основе резервированного кольца

OS-LAN (терминальная шина)

Коммуникации клиент-сервер и сервер-сервер выполняются на выделенной Ethernet LAN. Сеть, называемая OS LAN или терминальная шина, может быть построена на основе стандартных SIMATIC NET компонентов, таких как коммутаторы, интегрированные сетевые контроллеры, сетевые карты, специализированные коммуникационные процессоры, кабели и т.д.

При использовании кольцевой топологии, избегаются сетевые ошибки, связанные с повреждениями и разрывами сети. Для большего увеличения надежности OS‑LAN может быть организована в резервированное кольцо, содиненное 2 парами коммутаторов (см. пример конфигурации). Любой из резервированных серверов или клиенты могут быть подключены к обоим кольцам посредством отдельных интерфейсов (пакет резервированной терминальной шины). Стандартно трафик осуществляется по кольцу 1. Коммуникации по кольцу 2 активизируются только в случае ошибки на кольце 1.

Industrial Ethernet процессная шина

Системы автоматизации (AS) обмениваются данными друг с другом, со станцией разработчика, с операторскими системами (сервер/одноместные станции) посредством Industrial Ethernet процессной шины. Она строится аналогично OS‑LAN с использованием стандартных SIMATIC NET компонентов таких как коммутаторы, сетевые карты, коммуникационные процессоры(CP), кабели и т.д. В случае небольших заводов вплоть до 8 стандартных систем автоматизации , одноместные станции и сервера могут подключаться к сети с использованием "Basic Communication Ethernet" и FastEthernet сетевых карт. Коммуникационный процессор CP 1613 требуется всегда, если более 8 стандартных систем автоматизации или отказоустойчивая система используется.

При повышении требований к надежности следует рассмотреть прежде всего кольцевую структуру сети. Если требования к надежности особенно высоки, процессная шина может быть сконфигурирована как двойное резервированное кольцо (два CPs на AS CPU и OS сервер). Двойные ошибки такие как ошибка коммутатора на кольце 1 с одновременным обрывом шинного кабеля на кольце 2 все еще не приведут к потере трафика. Два кольца физически разнесены друг от друга в такой конфигурации. Коммуникационные партнеры связаны логически друг с другом с использованием конфигурационного пакета NetPro с использованием отказоустойчивых S7 соединений (4‑кратное резервирование). Один SCALANCE X414‑3 коммутатор на каждом кольце принимает на себя функции менеджера резервирования.

Замечание: Детальная информация по Industrial Ethernet и сетевым компонентам может быть найдена IK PI каталоге, в A&D Mall или в CA 01 в "Communication/Networks / SIMATIC NET communication systems".

Функции

Решения для Industrial Ethernet коммутаторов

В качестве системной шины SIMATIC PCS 7 используются промышленная сеть Industrial Ethernet, отвечающая требованиям международного стандарта IEEE 802.3. Традиционный набор коммутаторов Industrial Ethernet серий ESM и OSM, поддерживаемых системой SIMATIC PCS7, постепенно расширяется коммутаторами новых серий SCALANCE X-400/ X-200..

SCALANCE X-400

• 1-Gbit порты (либо 2 x оптических либо 2 x електрических)
• Модульность(модификация оптических портов, расширение до 8 последующих портов)
• Интеграция систем автоматизации в сети корпоративного уровня. Поддержка офисных стандартов, включая виртуальные сети, RSTP (Rapid Spanning Tree – дерево быстрого охвата), SNMP (Simple Network Management Protocol – простой протокол управления сетью), фильтрация IP адресов при рассылке широковещательных сообщений.
• До 26 портов для подключения к Ethernet. Из них от 2 до 14 оптических
• Поддержка технологии FastConnect для электрических 100 Мбит/с портов
• Использование модуля C-PLUG для сохранения параметров конфигурации и замены коммутатора без повторного конфигурирования системы связи
• Управление реконфигурированием маршрутов передачи данных в кольцевых топологиях сети
• Дискретные входы
• Конфигурирование фильтруемых MAC адресов
• Использование номеров слотов и этикеток для маркировки отдельных модулей коммутатора

SCALANCE X-200

• Возможность монтажа на профильную шину DIN, профильную шину S7-300, настенный монтаж с вертикальной или горизонтальной ориентацией корпуса
• Степень защиты IP30, до 8 портов Ethernet на коммутатор
• Поддержка технологии FastConnect для электрических портов коммутатора
• Использование модуля C-PLUG для сохранения параметров конфигурации и замены коммутатора без повторного конфигурирования системы связи
• иапазон рабочих температур для SCALANCE X-208 от -20 до +70°C

OSM/ESM

• Поддержка функций резервирования между двумя кольцами Ethernet
• Менеджер резервированных колец
• Дискретные входы
• Конфигурирование фильтруемых MAC адресов

Технические данные