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用于远程控制和远程服务任务的 OPC (UA) 服务器和连接管理器(使用 S7-1200/ET200SP 的 STEP 7 执行诊断)
S7-1200/S7-200、ET200SP 和 RTU3030C 的 OPC (UA) 组态软件
S7-200 的 PLC 块库
在移动无线网络中/通过以太网进行操作
带有 CP 1243-7 LTE 和 CP 1242-7 GPRS 的 SIMATIC S7-1200,通过无线网络中的动态 IP 地址进行通信,执行标准移动电话固定费率合同
带有 CP 1243-7 LTE 和 CP 1242-7 GPRS 的 SIMATIC S7-1200,通过无线网络中的固定 IP 地址进行通信
SIMATIC S7-1200 (带 CP 1243-1)通过连接或者外部 DSL 路由器(例如,SCALANCE M812-1)接入以太网
SIMATIC ET200SP(带 CP 1542SP-1 IRC)通过连接或者外部 DSL 路由器(例如,SCALANCE M812-1)接入以太网
通过 UMTS/3G 无线方式通信的独立 SIMATIC RTU3030C 服务站
SIMATIC S7-200 利用 MODEM MD720 通过动态 IP 地址以标准无线电话费率合同接入 2G 无线网络(GPRS 模式)
通过 OPC (UA) 接口多可以将 5000 个远程控制站连接到控制中心
在 OPC (UA) 服务器,使用不同的 STEP 7 项目,和单独用户使用用户管理上的远程控制站的操作和诊断
集成的远程服务网关,用于通过 Internet 使用安装有 STEP 7 诊断 S7-1200/ET200SP 站,也使用动态 IP 地址。这对安装有 STEP 7 的每台 PC 和*进行防火墙或路由器参数设置的标准 Internet 访问起作用。
通过路由功能在 SIMATIC 服务站之间通信(也在使用动态 IP 地址时)
用于防止数据被处理和盗取的加密传输
导入 SINAUT MICRO SC 项目
优势
设置低成本的报警信号系统、监控系统和远程控制系统,安装有 SIMATIC S7-1200/S7-200、ET200SP、RTU3030C 和人机界面软件,带有 OPC (UA) 接口(例如:带有 WinCC)
通过标准的移动电话统一费率合同,独立于移动无线运营商,通过公共 APN(移动无线 Internet 网关)来运行 SIMATIC 控制器,从而实现广泛分布的工厂装置的低成本连接
另外,SIMATIC 的移动无线电模式(通过移动无线运营商的私人 APN)还可以实现高的安全性
移动无线电经过优化的通讯模式节省数据量,从而节约成本:
通过使用有效的帧格式优化的通讯建立*连接
支持根据需要建立的移动无线电连接
TeleControl Server Basic 冗余模式,用于提高数据安全性
通过外部路由器,利用以太网/因特网,低成本地接入分布广泛的 SIMATIC 服务站
OPC (UA) 服务器的多用户能力和多项目能力允许其为系统集成商所使用,这些系统集成商可以允许它们的客户将自己的服务器用于远程控制应用。这为客户节约了电力成和服务器维护费用。
远程服务:
借助于 TeleControl Server Basic,遍及**的机器设备制造商可通过 STEP 7 和通信处理器访问 SIMATIC 服务站。为此,只需能够通过移动无线/Internet 接入 S7 控制器,并需要一台安装有 STEP 7 的 PC。
由于使用 Internet,控制站可位于任何地方
由于使用 Telecontrol Server Basic 中的 SINAUT MICRO SC 迁移现有项目,所以可保护投资
TeleControl Server V3 通过改进加密算法,更好地防止服务站与 TeleControl Server 的 OPC (UA) 服务器之间传输的数据被窃听或者篡改。
凭借所有连接的服务站结构清晰的连接和站监控,可以实现快速的故障检测
由于具有现成的应用范例,所以可以快速地创建项目
应用
建立小型到较为广泛的系统,用于使用简单的远程控制站进行监视和控制
工厂节能原理,如:通过远程站实现泵的独立状态转速控制
监控和控制以下部门的非移动基站:
污水处理厂
饮用水的净化和供给
灌溉系统
石油和天然气供应
集中供热网
自动机器
交通控制系统
楼宇监控
气象站
灯塔和浮标
风电场
光伏并网电站
环境监控设备
智能广告牌
移动节点连接,在以下区域需要进行监控和/或控制:
铁路车辆
特种车辆的控制
本地公共交通
复杂的建筑机械
河海船
环境数据记录
通过移动无线网络和 Internet 使用 STEP 7 远程诊断 SIMATIC S7-1200
Telecontrol Server Basic:通过 Internet 和移动无线网络诊断带有动态或固定 IP 地址的 S7-1200
设计
Telecontrol Server Basic 软件包包括:
PC (UA) 控制中心的 OPC 服务器软件;
用于与 OPC (UA) 客户端(如 WinCC)进行数据交换
用于PC控制中心的OPC连接管理器软件
用于在 S7 站与 CP 1243-7 LTE、CP 1242-7GPRS、CP 1243-1 (Ethernet)、MD720 调制解调器(GPRS 模式)、CP 1542SP-1 IRC 或 SIMATIC RTU3030C 以及 OPC (UA) 服务器之间建立安全连接
用于监控这些连接
用于 SIMATIC 服务站之间的从站-从站通信的数据路由
SIMATIC S7-200 CPU 的块库
功能
在 TeleControl Server Basic 上运行 CP 1242-7、CP 1243-1 和 MD720 调制解调器
多可将 5000 个站连接至一个 TeleControl Server Basic OPC (UA) 服务器;
通过将多个 TeleControl Server Basic 5000 OPC (UA) 服务器连接至一个 OPC 客户端,可以将 5000 多个站连接至一个控制中心
支持大型项目:
多项目支持:多可以在 2000 个组中组织多个 STEP 7 远程项目
多用户工程组态:可以由多个用户同时组态
支持组态类似的 S7 站
站和站组的逐步调试
在运行时扩展,*中断操作
共享运行通过私有(M2M 合同)或公共 APN 连接的或者直接通过以太网/因特网连接的多个站
通过 WinCC 或控制系统的标准 OPC (UA) 客户端使用 OPC 接口访问遥控站的变量
通过 Telecontrol Server Basic 使用集成的路由功能在遥控站之间进行通讯,也是在使用动态 IP 地址时。
可调通讯选项:
远程服务:通过 Internet 使用 STEP 7 进行诊断;
可以由机器或工厂操作人员激活远程服务的移动无线电连接,或通过授权的唤醒功能由程序员或维护技术人员激活(如果该功能已经启用的话)。
循环传输或面向事件的传输的固定连接
更具需要,通过 OPC (UA) 客户端(通过文本消息自动唤醒)或通过 SIMATIC 控制器建立移动无线连接
监控时间组态和 SIMATIC 站时间同步
安装有 Telecontrol Server Basic 软件的 PC 必须可以在 Internet 上通过固定 IP 地址使用 DSL *访问£?或者其必须配有直接连接到移动无线电供应商的**线路。
冗余模式:
TeleControl Server Basic 可以冗余运行,以提高自动化数据的可用性。
两台 PC 位于同一个局域网时,冗余软件包之间的同步不需要使用额外的电缆布线。
可在 Windows Server 2008 R2 和 Windows Server 2012 R2 中实现冗余模式。
信息安全
通过密码验证,由 SIMATIC 建立连接
在通过 Telecontrol Server Basic 的远程服务网关功能和 CPs 执行诊断的情况下,可选双重用户身份验证
通过加密算法保护 SIMATIC、Internet 和 Telecontrol Server Basic 之间的数据通讯安全
诊断
集成诊断功能,用于
树状结构中项目的组状态信号
每个站的状态(移动无线电诊断信息,PLC 状态)
监视临时连接
“唤醒”从待机模式切换到在线模式以进行诊断的站
STEP 7 通过 CP 具有动态或固定IP提供程序地址,从具有 Internet 访问的任何 PC 进行 SIMATIC 站的诊断。在此处建立 SIMATIC 站与 STEP 7 PC 之间到 Telecontrol Server Basic 的连接。通过远程服务网关功能自动建立 STEP 7 和 SIMATIC 站之间的连接。
还可以选择通过移动电话,经过身份验证,建立 SIMATIC 控制器和 Telecontrol Server Basic 之间的连接。
将 Telecontrol Server Basic 连同 TeleControl Professional 一起操作
在数据传输过程中,Te
PLC200.300.400.S1200.S1500.ET200.Smart200,6SE70变频器.70备件.6SY7000/7010.C98面板,6RA70/28/24直流调速器,6XV电缆,6EP电源,3RW30/40/44软启动器,6AV人机触摸屏,LOGO!,6SL系列G110.G120.S120.V10.V20,MM440/430/420变频,6DR阀门定位器,7ML.7ME.7MF.7MH仪表仪器,6FC.6SN伺服数控,电机等西门子系列产品
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?SIEMENS 本着“以人为本、科技先导、顾客满意、持续改进”的工作方针
,致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成,拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及雄厚的技术力量,
尤其以 PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面及网络/软件应用为公司的技术特长,
几年来,公司在与德国 SIEMENS公司自动化与驱动部门的长期紧密合作过程中,建立了良好的相互协作关系,
在可编程控制器、交直流传动装置方面的业务逐年成倍增长,为广大用户提供了SIEMENS的新 技术及自动控制的优秀解决方案, 在经营活动中精益求精,具备如下业务优势:
SIEMENS 可编程控制器
1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
2、 逻辑控制模块 LOGO!230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP 系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
4、HMI 触摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
SIEMENS 交、直流传动装置
1、 交流变频器 MICROMASTER系列:MM、MM420、MM430、MM440、ECO
MIDASTER系列:MDV
6SE70系列(FC、VC、SC)
2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
SIEMENS 数控 伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D :6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驱动 : 6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128
西门子扩展模块66ES7322-5FF00-0AB0 "
SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322, 光隔离,8数字量输出, 120/230V AC, 2A, 40 针"
西门子逻辑输入模块6ES7322-5GH00-0AB0 SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322, 光隔离,16 DA (固态继电器),AC/DC 24 - 48V; 0.5A;1.5A 浪涌电流,
西门子逻辑输入模块6ES7322-5HF00-0AB0 SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322, 光隔离,8数字量输出 (继电器输出), 40 针,24V DC, 120 - 230V AC, 5A WIT
西门子逻辑输入模块6ES7322-8BF00-0AB0 "
SIMATIC S7-300, 数字输出SM 322, 光隔离,8数字量输出, 24V DC, 0.5 A (1 X 8数字量输出),短路保护,诊断 , 20 PI"
西门子逻辑输入模块6ES7323-1BH01-0AA0 "
SIMATIC S7-300, 数字模块SM 323, 光隔离,8 数字量输入和8数字量输出, 24V DC, 0.5A总电流 2A, 20 针 "
西门子逻辑输入模块6ES7323-1BL00-0AA0 "
SIMATIC S7-300, 数字 模块 SM 323, 光隔离, 16 数字量输入和16数字量输出, 24V DC, 0.5A,总电流 4A, 1X40 针"
西门子逻辑输入模块6ES7323-1BL00-4AA1 "
SM323 扩展模块 (6ES73231BL000AA0) SIMATIC S7-300, 数字模块 SM 323, 光隔离, 16 数字量输入和16 数字量输出, 24V DC, 0.5A, 总电流 4A, 1X40 针和SIMATIC S7-300,前连接器(6ES73921AM000AA0) 392 带有螺钉触
.SIMOTION工业以太网网络介质
西门子工业以太网网络通常使用的物理传输介质为屏蔽双绞线(FC TP)、工业屏蔽双绞线(ITP)和光纤。
1.1 屏蔽双绞线(Fast Connection Twist Pair)
FC TP快速连接双绞线用于将DTE快速连接到工业以太网上,配合西门子FC TP RJ45接头使用,连接方式如图1所示:
图1: FC TP电缆与TP RJ45接头
将双绞线按照TP RJ45接头标示的颜色插入连接孔中,快捷、方便地将DTE设备连接到工业以太网上。使用FC双绞线从DTE到交换机长通信距离为100米(DTE到DTE)。也可以使用普通RJ45接头,为了保证数据传输的可靠性,在无干扰情况下长通信距离为5米。
RJ-45连接有两种连接方式,交叉连接(如图2所示)和直通连接(如图3所示)。交叉连接用于网卡之间的连接或集线器之间的连接;直通线用于网卡与集线器之间或网卡与交换机之间的连接。Siemens交换机由于采用了自适应技术,可以自动检测线序,故通过交换机可以选择任意一种电缆进行连接。
图2 交叉线连接
图3 直通线连接
SIMOTION 带有RJ45接头,建议使用西门子FC TP和FC TP RJ45接头。
1.2 工业屏蔽双绞线 (Industrial Twisted Pair)
屏蔽双绞线如图4所示,它有白/蓝和白/橙两对双绞屏蔽线。外部包有屏蔽层和绝缘层,用于连接有ITP端口的以太网设备。通过ITP电缆连接的两个设备的远距离为100米。
图4 ITP电缆结构图
连接ITP电缆的连接头有两种,即 9 针或 15 针的Sub-D 接头,如图所示5、6:
图5 Sub-D 9针接头 图6 Sub-D 15针接头
使用Sub-D 接头进行连接的网络连接牢固,不易松动。其连线方法及9/15 接头的转换可以查阅西门子手册 。同样ITP 电缆也会有交叉连接的情况,可以直接定购 ITP XP 标准电缆 。
SIMOTION只有RJ45以太网接口,通常不使用工业双绞线ITP。
1.3光纤
按光在光纤中的传输模式不同,光纤可分为单模光纤和多模光纤。
多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求, 即谱宽要窄,稳定性要好。
光纤技术只允许点对点的连接,即一个发送装置只对应一个接收装置。因而两个站点之间需要有发送和接收两根光纤进行连接。所有SIMATIC NET 标准的光缆都是两根光纤。光纤的连接头有很多种如图7所示:
图7 光纤的连接头
其中各种连接头都有各自的优点,例如:ST 连接头安装简易,比较适合于现场连接,(西门子BFOC接头就是ST 接头);FC 接头有一个不固定的套环,可以提供较好的机械的隔离;SC 连接头适合紧密连接,其推拉设计可以避免在安装过程中的光纤平面受损,应用比较普遍。在西门子的网络设备中,大多光纤链路设备使用BFOC接头。
光纤通讯应用于工业以太网的优点:
隔离电气的站点或网段
没有电气的接地问题
没有屏蔽电流
数据传输不受外界电磁干扰
不受雷电的影响
不会产生电磁干扰
重量轻
根据光纤的类型不同,长距离的通讯依然可以保持高的通讯波特率
带有RJ45接头的SIMOTION 可以直接连接到交换机的电气接口上,交换机之间可以通过光纤连接,增加通信距离和抗干扰性。
2.SIMOTION工业以太网网络拓扑结构
通过西门子交换机组成的以太网有三种网络拓扑结构:1)总线型;2)星型;3)冗余环网。图8所示为SCALANCE 200组成的冗余环网。
图8 冗余环网示例
3.配置SIMOTION以太网接口
3.1在硬件配置中设定以太网接口
在SCOUT界面中点击SIMOTION CPU,右键点击“Open HW configuration”进入硬件配置界面,例如D435,X120和X130为以太网接口,双击选择的通信接口,在弹出的界面中定义IP地址和子网掩码,如图9所示:
图9 设定通信接口
注意:
即使建立两条以太网,两个以太网通信接口不能设置在相同的网段中或相同的IP地址。
3.2 在线联机设定以太网接口
将编程器连接到SIMOTION 以太网接口上,在控制面板“Setting the PG/PC Interface”接口中将访问点指向使用的编程网卡例如“S7ONLINE(STEP7)->TCP/IP -> Intel(R) PRO/1000 MT ”。打开SIMATIC Manager,使用菜单命令“PLC”->“Edit Ethernet Nodes”在界面中选择“Browse”键浏览网络上所有的站点,如图10所示:
图10 浏览网络上的站点
每一个接口在硬件的前面板标有网卡的MAC地址,选择站点,在“Edit Ethernet Nodes”界面中设置IP地址和子网掩码,点击“Assign IP Configuration”键传送设定的命令。如图11所示:
图11设置站点地址
IP地址设置完成后,可以使用以太网接口编程。
4.编写通信程序
通过以太网进行站点间的通信有两种方式:1)UDP;2)TCP。
4.1 UDP通信方式
UDP通信协议不需要在通信前建立连接,在发送和接收的数据报文中带有通信方的IP地址和端口号。通信函数存储于在“Communication”->“Data transfer”目录下,在发送方调用发送函数的示例程序如图12所示(使用LAD编写):
图12 UDP发送程序
发送函数参数解释如下:
SourcePort
发送方的端口号,数据类型UINT,例如2001。
DestinationAddress
接收方的IP地址,数据类型为数组,ARRAY [0..3] OF USINT,在4个字节中输入接收方的IP地址,例如192、168、0、122,表示IP地址为192.168.0.122。
DestinationPort
接收方的端口号,数据类型UINT,例如2000。
CommunicationMode
通信模式,“EnumUdpCommunicationMode”枚举数据类型,有两种选择:
(1)“CLOSE_ON_EXIT”,通信完成后释放通信资源;
(2) “DO_NOT_CLOSE_ON_EXIT”, 通信完成后仍占用通信资源。
DataLength
通信模式,“EnumUdpCommunicationMode”枚举数据类型,有两种选择:
(1)“CLOSE_ON_EXIT”,通信完成后释放通信资源;
(2) “DO_NOT_CLOSE_ON_EXIT”, 通信完成后仍占用通信资源。
DataLength
发送的数据长度,数据类型UDINT,长度1400字节。
Data
发送数据区,数据类型为数组,ARRAY [0..1399] OF BYTE。
OUT
发送函数状态信息,数据类型DINT。
在数据接收方调用接收函数的示例程序如图13所示:
图13 UDP接收程序
接收函数参数解释如下:
Port
定义本方的端口号,数据类型为UINT。定义的端口号必须与发送方参数“DestinationPort”*的端口号相同。
CommunicationMode
通信模式,与发送函数通信模式相同。
NextCommand
枚举数据类型,元素中包括“IMMEDIATELY ”、“WHEN_COMMAND_DONE”和“ABORT_CURRENT_COMMAND”。
“IMMEDIATELY”:接收命令与后续所要执行的命令同步执行。
“WHEN_COMMAND_DONE”:接收命令执行或失败后执行后续的命令,异步执行。
“ABORT_CURRENT_COMMAND”:终止当前的任务后执行执行后续的命令。
ReceiveVariable
数据接收区,数据类型为数组,ARRAY [0..1399] OF BYTE。
OUT
接收函数信息,包括接收数据的源地址和端口、状态信息等,数据类型为结构体,接收函数信息参考表1:
表1:接收函数信息
结构 名称 数据类型
函数调用信息 结果 DINT
数据源地址 发送方IP地址 ARRAY [0..3] OF USINT
数据源端口 发送方端口 UINT
接收数据长度 接收到有效字节数 UDINT
4.2 TCP通信方式
TCP通信方式在发送接收数据前必须建立通信连接,连接需要在通信双方编程建立。主动连接的一方作为客户端,被动连接的一方作为服务器。下面以SIMOTION D435与S7-300 CP343-1通信为例介绍TCP通信方式。
4.2.1在PLC侧建立通信连接
在STEP7项目下创建S7-300站点,插入以太网通信处理器CP343-1,选择与SIMOTION在相同的网络上。在NETPRO中点击CPU,在下面的连接表中插入一个连接如图14所示:
图14 建立TCP连接
连接的站点选择“Unspecified”,连接方式选择“TCP connection”,点击“Apply”键确认进入连接属性界面,如图15所示:
图14 配置TCP常规信息
在“General Information”栏中,“Block Parameters”参数显示CP343-1的地址及连接号,这两个参数也是PLC调用发送和接收通信功能块赋值参数。“Active connection establishment”选项决定通信双方哪一个是主动连接(客户端),哪一个是被动连接(数据服务器)。选择该选项为主动连接,在SIMOTION 侧需要调用函数“_tcpOpenServer”与PLC建立连接,如果没有选择该选项为被动连接,在SIMOTION 侧需要调用函数“_tcpOpenClient” 与PLC建立连接。本例中选择PLC为数据服务器,SIMOTION为客户端。
点击“Address”栏配置SIMTION的IP地址及端口号,如图15所示:
图15 配置通信方IP地址
配置完成后将配置选项下载到PLC中。
4.2.2在SIMOTION侧建立通信连接
与PLC在NETPRO中创建连接不同,在SIMOTION侧需要调用函数建立连接,通信函数存储于在“Communication”->“Data transfer”目录下,函数调用的示例程序参考图16:
图16 SIMOTION侧建立TCP连接(客户端)
函数参数解释如下:
Port
SIMOTION 端口号,数据类型UINT,在NETPRO中定义为2001。
ServerAddress
PLC的IP地址,数据类型为数组,ARRAY [0..3] OF USINT,在4个字节中输IP地址,例如192、168、1、112,表示IP地址为192.168.1.112。
ServerPort
PLC的端口号,数据类型UINT,例子程序中在NETPRO定义为2000。
NextCommand
枚举数据类型,元素中包括“IMMEDIATELY ”、“WHEN_COMMAND_DONE。
“IMMEDIATELY”:接收命令与后续所要执行的命令同步执行。
“WHEN_COMMAND_DONE”:接收命令执行或失败后执行后续的命令,异步执行。
OUT
调用函数返回信息,包括调用状态和连接号。数据类型为结构体(StructRetTcpOpenClient),返回信息参考表2:
表2:TCP 客户端连接函数返回信息
结构 名称 数据类型
functionResult 状态信息,可以查看通信连接是否建立 DINT
connectionId 连接号,用于发送和接收函数的参数赋值 DINT
连接函数调用一次,得到连接号后停止调用。
注意:此函数调用需用上升沿信号进行使能。
4.2.3在PLC侧编写通信程序
通信连接建立后,在通信双方需要编写通信函数或通信功能块。在S7-300 PLC侧OB35中(间隔发送)调用发送功能块FC5 AG_SEND(“Libraries”->“Standard Library”->“SIMATIC_NET_CP”->“CP300”,示例程序如下:
CALL "AG_SEND"
ACT :=TRUE
ID :=1
LADDR :=W#16#100
SEND :=P#DB1.DBX 0.0 BYTE 60
LEN :=60
DONE :=M1.2
ERROR :=M1.3
STATUS:=MW2
通信函数FC5的参数含义:
ACT :为1触发。
ID :参考本地CPU连接表中的块参数。
LADDR :参考本地CPU连接表中的块参数。
SEND : 发送区。通信数据为8192字节。与SIMOTION之间4096个字节。
LEN : 实际发送数据长度。
DONE :每次发送成功,产生一个上升沿。
ERROR :错误位。
STATUS:通讯状态字。
示例