西門子6SE6440-2UE17-5CA1

ICROMASTER 440 是用于控制三相交流電動機(jī)速度的變頻器系列。本系列有多種型號，額定功率范圍120W 到200kW 恒定（轉(zhuǎn)矩CT 控制方式），或者可達(dá)250kW （可變轉(zhuǎn)矩VT控制方式），供用戶選用。本變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT ）作為功率輸出器件。因此，它們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機(jī)運(yùn)行的噪聲。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動機(jī)提供了良好的保護(hù)MICROMASTER 440 具有缺省的工廠設(shè)置數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動裝置。由于MICROMASTER 440 具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它也可用于更高級的電動機(jī)控制系統(tǒng)

1.概述

  SCALANCE X200 系列交換機(jī)自從2004年8月推入市場，當(dāng)時交換機(jī)只能接入環(huán)網(wǎng)，不能做環(huán)網(wǎng)管理器。在各個工業(yè)現(xiàn)場得到了廣泛的應(yīng)用。2007年5月發(fā)布了X200系列新的硬件版本平臺，普通交換機(jī)可以用HSR（高速冗余）方法做環(huán)網(wǎng)管理器，允許重構(gòu)時間為0.3秒。2009年1月又對軟件平臺做了更新，使X200系列交換機(jī)可以用MRP和HSR方法構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。其中用MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）在環(huán)網(wǎng)中斷后，網(wǎng)絡(luò)重組時間大為0.2秒。"MRP" 方法滿足在IEC 61158中類別10 “PROFINET“中介質(zhì)冗余協(xié)議(MRP) Media Redundancy Protocol 規(guī)定。

本文針對下列X200系列交換機(jī)： 

表1本文針對的X200系列交換機(jī)

X-200 以太網(wǎng)交換機(jī)從版本V4.0開始支持介質(zhì)冗余MRP 和HSR方法.

2. MRP 

  MRP是介質(zhì)冗余協(xié)議（Media Redundancy Protocol）的縮寫。它滿足IEC 61158中類別10“PROFINET“中介質(zhì)冗余協(xié)議(MRP) Media Redundancy Protocol 規(guī)定. 在環(huán)網(wǎng)中斷后，網(wǎng)絡(luò)重組時間大為0.2秒。

2.1 使用MRP介質(zhì)冗余協(xié)議必須滿足的要求

使用MRP介質(zhì)冗余協(xié)議必須滿足下列要求：

 MRP 在環(huán)網(wǎng)拓?fù)渲写笾С?/span>50個交換機(jī)，超過此數(shù)目可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)通訊的丟失。

 采用MRP的環(huán)網(wǎng)只能由支持此功能的設(shè)備組成。例如

      –工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

      SCALANCE X-200 版本V4.0及以上

      SCALANCE X-200 IRT版本V4.0及以上

      SCALANCE X-300 版本V3.0及以上

      SCALANCE X-400 版本V3.0及以上

    –通訊處理器

     CP 443-1 Advanced (6GK7 443-1GX20-0XE0) 版本V2.0及以上

     CP 343-1 Advanced (6GK7 343-1GX30-0XE0) 版本V2.0及以上

     CP 1616 (6GK1 161-6AA00) 版本V2.2及以上

     CP 1604 (6GK1 160-4AA00) 版本V2.2及以上

 支持此功能的非西門子設(shè)備。

 所有設(shè)備通過自身的環(huán)網(wǎng)口互聯(lián)成環(huán)網(wǎng)。

 如果通過基于網(wǎng)絡(luò)的管理WBM Web Based Management, CLI or SNMP,需設(shè)置環(huán)網(wǎng)中所有的交換機(jī)"MRP Client"或自動冗余檢測"Automatic Redundancy Detection"，環(huán)網(wǎng)中至少有一個設(shè)備必須設(shè)置成自動冗余檢測"Automatic Redundancy Detection".

 所有的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)把Automatic Redundancy Detection設(shè)為缺省值。

 雙方傳輸介質(zhì)的連接設(shè)置必須設(shè)為全雙工并且所有的環(huán)網(wǎng)口至少為100Mbps。否則可能有數(shù)據(jù)通訊的丟失。

下圖是采用MRP的環(huán)網(wǎng)中的設(shè)備可能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖1  MRP的環(huán)網(wǎng)中的設(shè)備可能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.2 在介質(zhì)冗余的環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用MRP需滿足下列規(guī)則

在介質(zhì)冗余的環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用MRP需滿足下列規(guī)則：

 在環(huán)網(wǎng)中所有連接的設(shè)備都是同一冗余域的成員。

 在環(huán)網(wǎng)中的一個設(shè)備充當(dāng)冗余管理器，環(huán)網(wǎng)中所有其它設(shè)備都是冗余客戶端.

 不兼容MRP的設(shè)備能通過SCALANCE X交換機(jī)或帶CP1616的計算機(jī)連接到環(huán)網(wǎng)。

3.HSR

HSR是高速冗余(High Speed Redundancy) 的縮寫。在環(huán)網(wǎng)中斷時，允許重構(gòu)時間為0.3秒。

用HSR介質(zhì)冗余方法實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)時，必須滿足下列條件：

  HSR在環(huán)網(wǎng)拓?fù)渲写笾С?/span>50個交換機(jī)，超過此數(shù)目可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)通訊的丟失。

 采用HSR的環(huán)網(wǎng)只能由支持此功能的設(shè)備組成。例如

  X-400 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī), X-300工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，X-200工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和 OSM / ESM.

  所有設(shè)備通過自身的環(huán)網(wǎng)口互聯(lián)成環(huán)網(wǎng).

 在環(huán)網(wǎng)必須設(shè)置一個設(shè)備為環(huán)網(wǎng)管理器?？赏ㄟ^設(shè)備面板的按鈕或 Web BasedManagement, CLI or SNMP.選擇"HSR Manager"設(shè)置來完成。

 環(huán)網(wǎng)中的其它設(shè)備要 "HSR Client"或"Automatic Redundancy Detection" 模式必須激活.可通過Web Based Management, CLI or SNMP進(jìn)行設(shè)置。

 所有的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)把Automatic Redundancy Detection設(shè)為缺省值。

4.環(huán)網(wǎng)設(shè)置

X-200 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)軟件版本V4.0及以上支持介質(zhì)冗余media redundancy methods MRP 和HSR.

X-200 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)軟件版本V3.1及以下 X-300 ，X-400工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)軟件版本V2.3及以下和OSMs/ESMs 只支持 HSR 方法.

如以上新老版本混合構(gòu)成的環(huán)網(wǎng)，只能用HSR 方法。

如果需要設(shè)備不需要額外的設(shè)置就能互聯(lián)形成一個MRP環(huán)網(wǎng)，必須用缺省的環(huán)網(wǎng)口。查看下表就能知道那些口是缺省的環(huán)網(wǎng)口。缺省的模式"Automatic Redundancy Detection" 自動設(shè)置成環(huán)。

如果設(shè)置一個HSR環(huán)，只能有一個設(shè)備設(shè)置成"HSR Manager"模式。環(huán)網(wǎng)中所有其它的設(shè)備必須設(shè)置成"Automatic Redundancy Detection"或"HSR Client".

如果一個總線型以太網(wǎng)絡(luò)中，一個設(shè)備為環(huán)網(wǎng)管理器，環(huán)網(wǎng)中的其它設(shè)備要設(shè)置成 "Automatic Redundancy Detection" 模式，環(huán)網(wǎng)管理器就會報在環(huán)網(wǎng)中有其他的環(huán)網(wǎng)管理器的報警。如果把總線型以太網(wǎng)連接成環(huán)網(wǎng)，報警就會消失。環(huán)網(wǎng)斷網(wǎng)結(jié)果和與上面報警現(xiàn)象一樣。

以下是X200交換機(jī)的缺省環(huán)網(wǎng)口：

表2  X200交換機(jī)的缺省環(huán)網(wǎng)口

西門子6SE6440-2UE17-5CA1

5.交換機(jī)軟件版本升級

 5.1 X200交換機(jī)軟件版本升級

 給交換機(jī)分配IP地址，在IE中鍵入交換機(jī)的IP地址，輸入管理員用戶和密碼。缺省用戶名和密碼均為：admin。

 點(diǎn)擊system>Version Numbers菜單，查看交換機(jī)版本號。下圖為交換機(jī)升級前的截圖：

圖2 交換機(jī)升級前

 交換機(jī)升級前環(huán)網(wǎng)設(shè)置的截圖：

圖3  交換機(jī)升級前環(huán)網(wǎng)設(shè)置

 點(diǎn)擊system>Save&Load HTTP菜單，再點(diǎn)擊firmware Files右側(cè)Browse…按鈕，選擇更新文件，再點(diǎn)擊Load按鈕，彈出對話框點(diǎn)擊OK按鈕。等待交換機(jī)更新重啟完成升級。下圖為交換機(jī)升級中的截圖：

圖4  交換機(jī)升級中

5.2 冗余模式說明

升級到V4.0的環(huán)網(wǎng)冗余的WBM菜單

圖5  升級到V4.0的環(huán)網(wǎng)冗余的WBM菜單

Enable ring redundancy使能環(huán)網(wǎng)冗余：

如果模塊是環(huán)網(wǎng)的一部分，則需使能；否則取消使能。

 Redundancy Mode冗余模式：設(shè)置模塊在環(huán)網(wǎng)中的角色。

 Automatic Redundancy Detection自動冗余檢測用于自動設(shè)置冗余模式。

在 "Automatic Redundancy Detection" 模式下，X-200工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)自動檢測在環(huán)網(wǎng)中是否有一個"HSR Manager". 如果有，設(shè)備自動適應(yīng)"HSR Client"的角色.如果沒有發(fā)現(xiàn)HSR manager ，所有設(shè)置為"Automatic Redundancy Detection"的設(shè)備相互協(xié)商以建立那個設(shè)備作為"MRP Manager"的角色. 其它設(shè)備自動設(shè)置成"MRP Client"模式.

 MRP Client 介質(zhì)冗余客戶端用以選擇"MRP Client" 角色。

在采用 MRP的環(huán)網(wǎng)中, 至少有一個設(shè)備設(shè)置成"AutomaticRedundancy Detection" 或"MRP Manager (Auto)/Client"模式. 其它的設(shè)備可以選擇"MRP Client" 角色. 如果環(huán)網(wǎng)中所有設(shè)備除了一個設(shè)備設(shè)置成"MRP Client", 這臺設(shè)備自動適應(yīng) "MRP Manager"角色.如果環(huán)網(wǎng)有非Siemens設(shè)備，選擇"MRP Client" 模式。

 MRP Manager(Auto)/Client：介質(zhì)冗余管理器（自動）/客戶端

如果設(shè)置成這個模式, 這臺設(shè)備企圖自動適應(yīng) "MRP Manager"角色。如果環(huán)網(wǎng)中有幾個設(shè)備設(shè)置成這個"MRP Manager(Auto)/Client"模式, 其中的一個設(shè)備自動采用"MRP Manager"模式。其它設(shè)備采用"MRP Client"模式.

 HSR Client：高速冗余客戶端

如果工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)X-200希望使用用熱備功能，可以選擇"HSR Client"角色。

 HSR Manager  當(dāng)設(shè)置 HSR 環(huán)網(wǎng)時, 只有一個模塊必須被設(shè)成HSR manager模式。

注意：

在基本的設(shè)定中, "Automatic Redundancy Detection" 模式被預(yù)先選擇。

6.總結(jié)和注意事項

 SCALANCE X200升級到V4.X后可用MRP和HSR方法構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。X-200以太網(wǎng)交換機(jī)從版本V3.1及更低版本、X-300 and X-400以太網(wǎng)交換機(jī)從版本V2.3及更低版本、OSMs/ESMs只支持介質(zhì)冗余HSR方法. 如新老版本混合構(gòu)成的環(huán)網(wǎng)，只能用HSR 方法。

 在環(huán)網(wǎng)中斷后，MRP方法網(wǎng)絡(luò)重組時間大為0.2秒；HSR方法網(wǎng)絡(luò)重組時間大為0.3秒.

 如采用本文第四章的缺省環(huán)網(wǎng)端口，不需要額外的設(shè)置就能互聯(lián)形成一個MRP環(huán)網(wǎng)。缺省的模式"Automatic Redundancy Detection" 自動設(shè)置成環(huán)。

 如果設(shè)置一個HSR環(huán)，只能有一個設(shè)備設(shè)置成"HSR Manager"模式。環(huán)網(wǎng)中所有其它的設(shè)備必須設(shè)置成"Automatic Redundancy Detection"或"HSR Client".

 MRP和HSR方法在一個環(huán)網(wǎng)中，不能混合使用。

故障處理經(jīng)驗：

 如果環(huán)網(wǎng)管理器出現(xiàn)other RM in ring的報警，可查看是否環(huán)網(wǎng)斷線或確實設(shè)置了多個RM.正常時交換機(jī)RM為常亮綠燈，閃爍綠燈為不正常狀態(tài)。

 必須確保實際環(huán)網(wǎng)端口和設(shè)置的環(huán)網(wǎng)端口*。

1 *條件

1.1 硬件

•  S7-300/400 CPU和CP343-1/CP443-1

•  普通以太網(wǎng)卡/CP1613

•  CP5611/CP5613

1.2 軟件

•  1.2.1 Step7 V5.3/V5.4

•  1.2.2 WinAC RTX V4.1/2005

•  1.2.3 SIMATIC Net 2003/2005/2006

•  1.2.4 WinCC V6.0/6.2

本實例中采用了Step7 V5.4 SP3.1，WinAC RTX 2005(4.2) SP1 HF3，Simatic Net 2006(V6.4)和WinCC V6.2 SP2。

2 硬件組態(tài)

2.1 在SIMATIC Manager中新建一個項目，分別插入SIMATIC PC Station和SIMATIC 300 Station。如圖1

圖1

2.2 在SIMATIC PC Station中，分別插入WinCC Application，WinLC RTX，CP5613和IE General。如圖2

圖2

•  CP5613 作為WinLC RTX的DP接口。

•  IE General作為WinCC Application和WinLC RTX的以太網(wǎng)接口。

2.3 在SIMATIC 300 Station中，分別插入PS，CPU和CP343-1。如圖3

圖3

3 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和編程

3.1 在NetPro中為WinLC RTX建立與SIMATIC 300 Station的連接。如圖4

圖4

•  Connection Partner選擇SIMATIC 300 Station的CPU。

•  Connection Type選擇S7 connection。

3.2 在Properties-S7 connection中，為Local Connection End Point選擇One-way，即單邊通訊。如圖5

圖5

3.3在NetPro中為WinLC RTX建立與WinCC Application的連接。如圖6

圖6

•  Connection Partner選擇SIMATIC PC Station的WinCC Application。

•  Connection Type選擇S7 connection。

3.4在Properties-S7 connection中，為Communication Path的Interface選擇PLC internal。如圖7

圖7

3.5 在NetPro中編譯存盤。

4 程序配置

4.1 在SIMATIC 300 Station的CPU和PC Station的WinLC RTX中分別插入兩個DB Block用于數(shù)據(jù)交換。

•  4.2和4.3的步驟是將SIMATIC 300 Station的DB Block中的部分?jǐn)?shù)據(jù)傳送至OS即WinCC中。

4.2 鼠標(biāo)右鍵單擊DB Block，選擇Special Object Properties – Operator Control and Monitoring設(shè)置復(fù)選框。如圖8和圖9

圖8

圖9

•  選擇Operator Control and Monitoring。

4.3 打開DB Block，鼠標(biāo)右鍵單擊要傳送的變量，選擇Object Properties設(shè)置Parameters。如圖10和圖11

圖10

圖11

•  在Attribute中輸入S7_m_c，在Value中輸入true。

4.4 在PC Station的WinLC RTX中插入OB35，在OB35中調(diào)用SFB14（GET）和SFB15（PUT），參數(shù)說明參見在線幫助。如圖12

圖12

5 OS編譯和組態(tài)

5.1 在SIMATIC Manager中選擇Options – ‘Compile Multiple OSs’ Wizard – Start，進(jìn)行OS編譯和傳送。如圖13

圖13

5.2 在Select network connection中為SIMATIC 300 Station的CPU選擇TCP/IP作為WinCC unit。如圖14

圖14

5.3在Select network connection中為PC Station的WinLC RTX選擇Named Connection作為WinCC unit。如圖15

圖15

5.4 執(zhí)行編譯和傳送，默認(rèn)選擇Scope中的Entire OS，再次編譯可以選擇Changes。如圖16

圖16

5.5 在SIMATIC Manager中， 打開SIMATIC PC Station的WinCC Application中的OS。如圖17

圖17

5.6 在WinCC Explorer中，可以看到SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE已經(jīng)自動添加到Tag Managerment中，SIMATIC 300 Station的CPU和SIMATIC PC Station的WinLC RTX中DB Block的部分?jǐn)?shù)據(jù)也已經(jīng)傳送到TCP/IP通道和Named Connections通道中。如圖18和圖19

圖18

圖19

6 運(yùn)行測試

6.1 在NetPro中下載SIMATIC 300 Station。在SIMATIC Manager中下載SIMATIC 300 Station的CPU的DB Block。

•  在Set PG/PC Interface中為S7ONLINE（STEP7）選擇相應(yīng)的接口參數(shù)，例如CP5613(MPI)或TCP/IP。

6.2 打開Station Configuration Editor，根據(jù)SIMATIC PC Station的硬件組態(tài)設(shè)置Components。如圖20

圖20

•  確認(rèn)HW Config 中的SIMATIC PC Station的Name和Station Configuration Editor的Station Name*。

6.3 打開WinLC RTX，選擇RUN使WinLC RTX處于運(yùn)行狀態(tài)。如圖21

圖21

6.4 在NetPro中下載SIMATIC PC Station。在SIMATIC Manager中下載SIMATIC PC Station的WinLC RTX的OB，DB和SFB Block。如圖22

圖22

•  在Set PG/PC Interface中為S7ONLINE（STEP7）選擇PC internal（local）。

•  下載完畢后，注意Station Configuration Editor中Status，Run/Stop和Connection的狀態(tài)。

6.5 打開SIMATIC PC Station中的WinLC RTX和SIMATIC 300 Station的CPU的變量監(jiān)控，檢驗發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。如圖23

6.6 激活WinCC項目。如圖24和圖25

圖24