TIM 3V-IE Advanced для WAN и Ethernet производства Siemens

Один модуль TIM 3V-IE Advanced позволяет поддерживать обмен данными через любые виды SINAUT WAN между одной или несколькими системами автоматизации SIMATIC S7-300/ S7-400/ C7, а также компьютерными центрами управления (SINAUT ST7cc или SINAUT ST7sc) с одной стороны и станциями SINAUT ST7 или SINAUT ST1 с другой. Дополнительно этот модуль способен поддерживать SINAUT связь через Ethernet на основе TCP/IP по аналогии с ситемами связи на основе выделенных линий. 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 Advanced (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 несколько модулей TIM 3V-IE Advanced. При необходимости он может использоваться в комбинации с модулями TIM 3 и TIM 4, установленными в одной стойке контроллера.

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

• SINAUT связь должна осуществляться через WAN и Ethernet.
• Один модуль TIM узлового терминала должен поддерживать режимы контроллера и узлового терминала.
• К модулю TIM подключены резервированные каналы связи.

• Возможность подключения к любому виду SINAUT WAN.
• Обеспечение возможности организации SINAUT связи через Ethernet на базе TCP/IP.
• Универсальное использование с контроллерами S7-300/ S7-400/ C7 или компьютерным центром управления.
• 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 Advanced. (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 Advanced).
• 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 32,000) 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 Advanced 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 Advanced 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, в том числе и через кабель расширения системы ввода-вывода.
• Работа с естественным охлаждением. 
• Работа без буферной батареи. 
• Замена модуля без повторного конфигурирования системы. 

В SINAUT WAN модуль TIM 3V-IE Advanced может работать в режиме терминала, узлового 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 Advanced 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 32,000 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 Advanced (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 или узлового 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 памяти (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 или узлового 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 приоритетом выполняется немедленная установка соединения и передача данных. Если при этом в буферной памяти TIM 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 Advanced может выступать только в роли терминальна или узлового терминала. TIM 3V-IE Advanced 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;
• получать диагностическую информацию о TD7 на TIM;
• выполнять мониторинг передачи телеграмм и регистрировать траффик передачи данных.  

Конфигурирование 

Конфигурирование модуля TIM 3V-IE Advanced выполняется из среды пакета SINAUT ST7 для программаторов от V3.6 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 11/2005. Инструментальные средства конфигурирования SINAUT ST7 V3.6 требуют наличия установленного пакета программ STEP 7 от V5.3 SP2 и выше.

Параметры настройки модуля TIM 3V-IE Advanced 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 Advanced 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.
• Радиопередатчики и радиотелефоны 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.

Подключение к Industrial Ethernet и TCP/IP сетям

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

В зависимости от конкретных условий применения в сети Ethernet могут использоваться:

• Коммутаторы SCALANCE X для оптических и электрических (витая пара) каналов связи
• Приборы SCALANCE W (IWLAN) для организации связи с радио-Ethernet приборами различных производителей
• DSL роутеры

Примеры конфигураций с модулями TIM 3V-IE Advanced

Работа в режиме узлового терминала

В режиме узлового терминала модуль TIM 3V-IE Advanced способен поддерживать обмен данными через интерфейс RS232, например, с терминалами более низкого уровня через радиоканалы. Подключение к центру управления выполняется через интерфейс RJ45, коммутатор SCALANCE X и оптический Ethernet кабель. В данной конфигурации поддерживается обмен между любыми SINAUT станциями независимо от того, к какой сети они подключены.

Резервированные каналы связи

С помощью модуля TIM 3V-IE Advanced терминальная станция или опрашивающий контроллер может подключаться к центру управления через резервированные каналы связи. В данном примере резервированное подключение выполнено через оптический Ethernet кабель и радиоканал. При нормальных условиях обмен данными выполняется через основной канал связи. В случае его отказа - через резервный канал. После восстановления основного канала обмен данными автоматически переводится на него.

Работа в режиме опрашивающего контроллера

Модуль TIM 3V-IE Advanced может использоваться для конфигурирования опрашивающих контроллеров, включающих в свой состав несколько модулей TIM. В данном примере модуль TIM 3V-IE Advanced используется в сочетании с модулем TIM 43D. Оба модуля TIM связываются с компьютерным центром управления (например, ST7cc) через интерфейс MPI центрального процессора контроллера. Каждый модуль TIM поддерживает обмен данными с терминалами через свои сети и передают данные через MPI в компьютер. Модуль TIM 43D с встроенным приемником сигналов точного времени DCF77 позволяет выполнять синхронизацию времени всех сетевых станций, в том числе и подключенных к модулю TIM 3V-IE Advanced.