TIM 3V-IE для глобальных сетей и Ethernet производства Siemens

Модуль TIM 3V-IE позволяет поддерживать обмен данными между системами автоматизации SIMATIC S7-300 или C7 и другими станциями SINAUT ST7 или ST1 через любые виды SINAUT WAN или сеть Ethernet на основе TCP/IP. В сети Ethernet модуль имеет фиксированный IP адрес. Наиболее важные свойства модулей SINAUT, например, сохранение данных с их отметками даты и времени при отказе каналов связи или партнера по связи, сохраняются и в сети Ethernet. За счет этого исключается возможность потери данных и обеспечивается их гарантированная доставка в систему архивирования центра управления.

Обеспечивается возможность однородного конфигурирования смешанных сетевых конфигураций, объединяющих в своем составе классические SINAUT WAN (выделенные линии, радио каналы, телефонные линии) и каналы Ethernet.

Программное обеспечение SINAUT TD7, которое раньше могло загружаться только в центральный процессор (TD7 на CPU), теперь может загружаться и в модуль TIM 3V-IE (TD7 на TIM). Это позволяет использовать в контроллерах наиболее простые центральные процессоры (от CPU 312/ CPU 312C и выше), поскольку программное обеспечение SINAUT не занимает их памяти Указанная особенность не распространяется на системы связи с SINAUT ST1 и передачу SMS сообщений. Для решения подобных задач программное обеспечение SINAUT TD7 должно загружаться в центральный процессор (TD7 на CPU. В составе одного программируемого контроллера S7-300/C7 может использоваться только один модуль TIM 3V-IE. Обмен данными может производиться только через один (RS232 или RJ45) из встроенных интерфейсов этого модуля. Встроенный интерфейс Ethernet может использоваться для связи с программатором.

Модули TIM 3V-IE находят преимущественное применение в терминальных SINAUT станциях на основе программируемых контроллеров S7-300 с относительно простыми центральными процессорами. Использование в SINAUT терминале подмастера или в контроллерах с другими модулями TIM 3/TIM 4 невозможно.

Модуль TIM 3V-IE применяется в тех случаях, когда:

• SINAUT связь должна осуществляться через Ethernet.
• Модуль TIM должен подключаться к SINAUT WAN, не поддерживаемой встроенными модемами модулей TIM 32, TIM 33 и TIM 34. Например, при подключении к GSM сети, использовании радио модемов или оптических линий связи ¹⁾
• Модуль MD3 должен использоваться в качестве модема выделенной линии (встроенный модем MD3 модуля TIM 33 может работать только в телефонной сети).
• Модуль MD4 должен использоваться в качестве модема выделенной ISDN линии (встроенный модем MD4 модуля TIM 34 может работать только в цифровых сетях ISDN).

1) Подключение SINAUT станций к оптическим каналам связи выполняется через модуль RSM, оснащенный интерфейсом RS485. Для подключения модуля TIM 3V-IE (RS 232) к модулю RSM (RS 485) необходим конвертор RS232/RS485. Для передачи данных через оптические каналы связи альтернативно может использоваться интерфейс Ethernet модуля TIM 3V-IE. Конфигурирование такой сети может выполняться с помощью оптических коммутаторов серии SCALANCE-X, а длина каналов связи может лежать в пределах от 3 до 26 км.

• Возможность подключения к любому виду SINAUT WAN.
• Обеспечение возможности организации SINAUT связи через Ethernet на базе TCP/IP.
• Возможность установки в программируемые контроллеры S7-300 с центральными процессорами от CPU 312 и выше за счет интеграции программного обеспечения в модуль TIM 3V-IE. (Это не позволяет поддерживать связь со станциями SINAUT ST1 и передавать SMS сообщения; для решения подобных задач программное обеспечение SINAUT TD7 должно загружаться в центральный процессор (TD7 на CPU), т. е., это программное обеспечение может использоваться совместно с модулем TIM 3V-IE).
• Возможность замены модуля без повторного конфигурирования системы.
• Пластиковый корпус шириной 40 мм, позволяющий экономить монтажные объемы.
• Простое и удобное конфигурирование соединений с помощью программного обеспечения конфигурирования систем связи SINAUT, упрощение программирования контроллеров за счет использования библиотеки загружаемых функциональных блоков.
• Сохранение телеграмм с отметками даты и времени (до 16,000) в памяти модуля TIM при отказе каналов связи или партнера по связи.
• Дистанционное программирование и диагностика систем автоматизации (PC роутинг) без нарушения обмена данными через WAN или Ethernet.
• Сохранение инвестиций, вложенных в системы SINAUT ST1, за счет поддержки ST1-совместимого протокола обмена данными. 
• Подключение Ethernet кабеля с помощью промышленного штекера IE FC RJ45 с осевым отводом кабеля и специальным рельефом корпуса, исключающим возможность приложения тяговых усилий к точкам контактных соединений.

Модуль TIM 3V-IE характеризуется следующими показателями:

• Компактное исполнение;
  пластиковый корпус формата модулей SIMATIC S7-300 шириной 40 мм. 
• 9-полюсный соединитель D-типа интерфейса RS232 для подключения внешнего приемопередатчика WAN.
• Гнездо RJ45 для подключения к Industrial Ethernet с автоматическим определением скорости передачи данных в сети и автоматической настройкой на эту скорость;
  промышленное исполнение, подключение кабеля с помощью штекера IE FC RJ45 с осевым отводом кабеля. 
• 2-полюсный терминальный блок для подключения цепи питания =24 В.
• Светодиоды на фронтальной панели модуля для индикации процессов обмена данными через Ethernet и WAN.
• Простота монтажа; 
  модуль TIM 3V-IE устанавливается на профильную шину S7-300 DIN и подключается к соеднему модулю с помощью шинного соединителя (входит в комплект поставки). Он может устанавливаться на любое посадочное место для сигнальных модулей контроллера.
• Возможность установки в стойки расширения, подключаемые к базовому блоку через интерфейсные модули IM 360/361;
  аналогичным способом модуль TIM подключается и к программируемым контроллерам SIMATIC C7.
• Работа с естественным охлаждением. 
• Работа без буферной батареи. 
• Замена модуля без повторного конфигурирования системы. 

В SINAUT WAN модуль TIM 3V-IE может работать в режиме терминала или опрашивающего контроллера. Эта классификация не распространяется на системы связи на основе Ethernet, в которых все партнеры по связи имеют равные права.

TIM 3V-IE обеспечивает независимое управление передачей данных через WAN или Ethernet. Для выполнения этих задач он оснащен встроенным микропроцессором и оперативной памятью, позволяющей сохранять в случае отказа системы связи до 16,000 телеграмм.

Операционная система модуля TIM хранится в Flash EPROM. Все параметры настройки заносятся в Flash EPROM модуля TIM или в карту памяти центрального процессора. В последнем случае замена модуля TIM может выполняться без повторного конфигурирования системы.

Управление режимами записи/чтения, приема/передачи данных модуль TIM 3V-IE может выполнять двумя способами:

• Использование программного обеспечения SINAUT TD7 в центральном процессоре (TD7 на CPU):
  SINAUT программа центрального процессора конфигурируется из функциональных блоков библиотеки SINAUT TD7 и производит сбор текущих данных, проверку этих данных на наличие изменений и пересылку в модуль TIM для передачи через WAN или Ethernet. Телеграммы, принятые модулем TIM через WAN/Ethernet без ошибок, передаются в центральный процессор. Программный блок центрального процессора, ответственный за обработку телеграмм, выполняет обработку полученных данных и выполняет необходимые действия по управлению технологическим оборудованием.
• Использование программного обеспечения SINAUT TD7 в модуле TIM 3V-IE (TD7 на TIM):
  Программа TD7 на TIM считывает текущие данные из памяти центрального процессора (состояния входов, битов памяти, блоки данных), проверяет их на наличие изменений и перемещает их в буферную память передатчика модуля TIM для последующей передачи через WAN или Ethernet. Телеграммы, принимаемые модулем TIM через WAN/Ethernet без ошибок, перемещаются в специально отведенную для этой цели область памяти центрального процессора.

Данные, получаемые с помощью "TD7 на CPU" или "TD7 на TIM" могут снабжаться отметками даты и времени, а в телефонных сетях и идентификаторами нормального или высокого приоритета. "TD7 на TIM" дополнительно позволяет присваивать данным идентификатор максимального приоритета. Эти данные в буфере передатчика имеют наиболее высокий приоритет и передаются в первую очередь.

Готовые к передаче данные модуль TIM сохраняет в своей буферной оперативной памяти. Способ дальнейшей передачи этих данных зависит от типа используемых каналов связи:

Обмен данными через SINAUT WAN

Способ передачи данных модулем TIM зависит от вида используемой WAN и выбранного режима работы модуля:

• Выделенная линия, радио сеть;
  В режиме терминала модуль TIM ожидает запроса со стороны опрашивающего контроллера. Передача телеграмм из буферной памяти начинается после получения соответствующего запроса. Если в момент получения запроса данные для передачи отсутствуют, то модуль TIM посылает только подтверждение о получении запроса.
  В режиме опрашивающего контроллера после каждой отправки запроса и получения отклика модуль TIM выполняет пересылку одного из сообщений из своей буферной памятиr (настройка "по умолчанию"). При конфигурировании модуля TIM эту настройку можно изменить, указав количество телеграмм, пересылаемых между двумя последовательными вызовами.
• Сеть с автоматическим вызовом абонента;
  В режиме терминала модуль TIM различает данные с различными уровнями приоритетов. Появление данных с нормальным приоритетом не вызывает немедленной установки соединения. Для данных с высоким и максимально высоким выполняется немедленная установка соединения и передача данных. Если при этом в буферной памяти присутствуют данные с нормальным приоритетом, то выполняется и их передача. Данные с максимально высоким приоритетом передаются в первую очередь. Вслед за данными с максимально высоким приоритетом выполняется передача данных с высоким и нормальным приоритетом по принципу FIFO, т.е., без учета их приоритетности.
  В режиме опрашивающего контроллера модуль TIM будет немедленно устанавливать соединения и передачу данных независимо от их приоритетности.

Для обмена данными могут использоваться протоколы SINAUT ST7 или SINAUT ST1. Режимы работы зависят от типа используемой WAN:

• Для обмена данными через выделенные линии и радио сети обычно используется режим опроса. Если в системе присутствует несколько опрашивающих контроллеров, то применяется режим мультимастерного опроса с разделением по времени (не поддерживается для протокола SINAUT ST1). При необходимости в радио сетях может устанавливаться режим опроса с разделением по времени.
  Во всех режимах работы, использующих процедуры разделения по времени, модуль TIM 3V-IE может выступать только в роли терминальной станции. TIM 3V-IE не поддерживает возможности использования приемника сигналов точного времени DCF77, необходимого для работы опрашивающего контроллера.
• В сетях с автоматическим вызовом абонента обмен данными выполняется в спонтанном режиме.

SINAUT связь через Ethernet

При работе в сети Ethernet все данные, независимо от их приоритета, немедленно передаются соответствующему партнеру. Последовательность передачи данных определяется принципом FIFO. Это не распространяется на телеграммы с максимально высоким приоритетом. Они всегда передаются в первую очередь.

Для передачи данных используются S7 функции связи (BSEND/BRCV). Постоянные S7 соединения устанавливаются при обмене данными между двумя Ethernet модулями TIM или между Ethernet модулем TIM и системой ST7cc/ST7sc. Два модуля TIM или модуль TIM и система ST7cc/ST7sc используют для передачи специфичные пакеты данных SINAUT ST7 с использованием транспортного протокола TCP/IP.

PG функции связи 

PG функции связи позволяют выполнять дистанционное программирование всех S7 терминалов, подключенных к LAN, например, Ethernet.

Процедуры S7 роутинга позволяют программатору устанавливать необходимые соединения через систему иерархически связанных сетей. Этот механизм распространяется и на SINAUT WAN с протоколом SINAUT ST7, поддерживающим "туннельный эффект" для PG функций связи. Указанная особенность позволяет выполнять дистанционное программирование и диагностику центральных процессоров и модулей TIM SINAUT терминалов.

Диагностика 

SINAUT ST7 и сервисные инструментальные средства поддерживают широкий спектр диагностических функций, которые позволяют:

• определять текущие режимы работы модулей TIM;
• определять текущие состояния модулей TIM;
• получать основную диагностическую информацию;
• считывать содержимое диагностического буфера модулей TIM;
• получать информацию о состоянии соединений с локальными и удаленными партнерами по связи (центральными процессорами, модулями TIM, системами ST7cc и ST7sc);
• получать информацию о состоянии и степени заполнения буфера передатчика для каждого партнера по связи;
• выполнять мониторинг передачи телеграмм и регистрировать траффик передачи данных.

Конфигурирование 

Конфигурирование модуля TIM 3V-IE выполняется из среды пакета SINAUT ST7 для программаторов от V3.5 и выше. Функциональные блоки, включенные в состав библиотеки "SINAUT TD7 block library", используются для разработки SINAUT программы, исполняемой центральным процессором контроллера (TD7 на CPU). И программное обеспечение конфигурирования, и библиотека функциональных блоков являются компонентами пакета программ SINAUT ST7 версии 04/2005. Для конфигурирования соединений в сети Ethernet необходим пакет программ STEP 7 от V5.3 SP2 выше.

Параметры настройки модуля TIM 3V-IE сохраняются в его памяти или в памяти центрального процессора контроллера. В последнем случае появляется возможность замены модуля TIM без повторного конфигурирования системы.

Подключение к SINAUT WAN

Подключение модуля TIM 3V-IE к SINAUT WAN выполняется через встроенный интерфейс RS232, через который выполняется обмен данными с внешним приемопередающим устройством требуемого типа. Тип приемопередающего устройства зависит от вида используемых каналов связи:

• Модемы выделенных линий (например, MD2) для построения сетей с конфигурацией точка - точке, точка - несколько точек, а также линейных структур.
• Радио передатчики различных производителей, использующие процедуры обмена данными с разделением по времени.
• Модемы аналоговых телефонных линий (например, MD3) для обмена данными через телефонную сеть или организации соединений точка - точка через выделенную линию.
• ISDN модемы (например, MD4) для обмена данными через ISDN сети.
• GSM модемы (например, GSM комплект MC45) для организации обмена данными через мобильные радио сети
• Оптические модули связи RSM (подключение через конвертор RS232/ RS485).

Примеры конфигураций SINAUT WAN

Использование модуля TIM 3V-IE в мобильной радио сети (GSM)

Подключение модуля TIM 3V-IE к сети выполняется через внешний модем MC45. В станции управления (ST7cc или ST7sc) используется модуль TIM 4 (например, TIM 4V), подключаемый к компьютеру через MPI.

Использование модуля TIM 3V-IE в стационарных радио сетях 

Для работы в радио сети используются радио передатчики, соответствующие требованиям данной страны (радио передатчики не входят в комплект поставки изделий SINAUT). В станции управления (ST7cc или ST7sc) используется модуль TIM 4 (например, TIM 4V), подключаемый к компьютеру через MPI. Если в радио сети используются процедуры обмена данными с разделением по времени, то модуль TIM 4 станции управления должен быть укомплектован приемником сигналов точного времени DCF77. Например, для этой цели может использоваться модуль TIM 4VD.

Использование модуля TIM 3V-IE в режиме опрашивающего контроллера 

В этом случае функции станции управления выполняет контроллер S7-300 с модулем TIM 3V-IE. Если в радио сети используются процедуры обмена данными с разделением по времени, то модуль TIM 3V-IE необходимо заменить на модуль TIM 4 с приемником DCF77. Например, на модуль TIM 4VD.

Подключение к сетям Industrial Ethernet и TCP/IP

Модуль TIM 3V-IE оснащен не только интерфейсом RS232, но и гнездом RJ45 для подключения к сети Ethernet. Например к сети на основе TCP/IP с фиксированными IP адресами, подобной выделенной линии.

Примеры конфигураций SINAUT систем связи на основе Ethernet

Подключение через коммутатор, например, SCALANCE X

В этом случае появляется возможность конфигурировать как простые, так и сложные сетевые структуры, объединяющие элекменты звездообразных, линейный и кольцевых топологий сети. Станции управления (ST7cc или ST7sc) могут подключаться к сети непосредственно через встроенный интерфейс Ethernet компьютера.

Обмен данными через Ethernet радио модем 

В случае невозможности использования проводных каналов связи Ethernet обмен данными может осуществляться через Ethernet радио модемы. Расстояние между станциями при этом зависит от скорости передачи данных. С уменьшением скорости передачи это расстояние увеличивается.

Использование модуля TIM 3V-IE в режиме опрашивающего контроллера 

В этом случае функции станции управления выполняет контроллер S7-300 с модулем TIM 3V-IE. Через сеть Ethernet к одному модулю TIM 3V-IE может подключаться до 8 терминалов.