SMART工业计算机 西门子IPC3000 SMART工业计算机

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1. 什么是WinAC RTX？

WinAC RTX 是可实现S7控制器 (S7-300/400) 功能的软PLC，即运行于带 RTX 实时扩展的Windows 上的一个应用软件。可以通过 Step 7 对其编程，代码与S7-300/400完全兼容，也可以通过 WinAC ODK 提供的接口，在Windows下使用高级语言 C++ 编程与 WinAC 通信。因此 WinAC RTX 同时具备了PLC 的实时性和PC 的开放性。

2. WinAC RTX 的应用

WinAC RTX 通过PC上安装的PROFIBUS或工业以太网通信卡来扩展分布式I/O或与其它S7 设备 (S7-200/300/400 PLC 、HMI、PG 等) 进行通信。典型结构如图1。

图1

3. WinAC RTX 2008 的安装

3.1 WinAC RTX 2008 软件包

WinAC RTX 2008 软件包 (订货号为：6ES7671-0RC06-0YA0) 包含如下组件：
WinAC RTX 2008 DVD:
? WinLC RTX V4.4 -- 软PLC (以下章节对 WinAC RTX 与 WinLC RTX 不做区分)
? Automation License Manager V4.0 -- 授权管理器 V4.0
? Ardence Realtime Extensions (RTX) V8.1 -- Ardence 实时扩展
? WinAC Time Synchronization V4.1 -- WinAC 时间同步
? STEP 7 Hardware Update (HSP 136) for WinAC RTX 2008 -- 硬件支持包
? STEP 7 Hardware Update (HSP 135) for S7-mEC -- 硬件支持包
? SIMATIC NET 2007 V7.0 HF1
? SIMATIC Softnet-S7 Lean Edition 2007 for Industrial Ethernet
? SIMATIC NET Manual Edition 10/2007 -- SIMATIC NET 手册

其它:
? Certificate of License (COL) --许可证书
? USB-Stick with License Keys -- 装有授权文件的U盘

提示：
WinAC RTX 的运行不依赖于 SIMATIC NET 。

3.2 WinAC RTX 2008 安装的硬件需求：

? 奔腾单核或双核处理器 900 MHz 或更高主频，推荐 1 GHz 或更高主频
? 至少 1 G 内存
? 完全安装需要至少 150MB 硬盘空间

如下硬件已经过测试并推荐使用：
? SIMATIC Microbox 427B, 427B PN
? SIMATIC Panel PC 477B
? SIMATIC Box PC 627, 627B
? SIMATIC Panel PC 677, 677B
? SIMATIC Box PC 827B, 827B PN
? SIMATIC Rack PC 547B, 847B, 847B PN
? SIMATIC Panel PC 577B
? SIMATIC S7-mEC

3.3 WinAC RTX 2008 安装的软件需求：

Microsoft Windows XP Professional, Service Pack 2
Microsoft Windows XP Embedded

提示：为了在 Windows XP Professional（带 SP3）下运行 WinAC RTX 2008， 必须先安装WinAC RTX 2008，再安装 SIMATIC WinAC RTX 2008 Service Pack 1，后安装Windows XP Professional SP3 补丁包。详情请参考 SIEMENS 技术支持网站的条目号为 33563717 的文档

3.4 WinAC RTX 2008 安装前的检查：

如果Windows 操作系统已安装如下软件，则先手动卸载，再重启计算机。

•  更低版本的 WinLC Basis、WinLC RTX
•  RTX 8.1 的更低版本
•  WinAC Slot CPU 41x-2 PCI 低于 V3.4的版本 (或升级到V3.4或更高版本)
•  SIMATIC NET CD Edition 2007 HF1的更低版本

3.5 WinAC RTX 2008 的安装过程：

以管理员身份登录到Windows，运行安装光盘上的 Setup.exe 文件启动安装过程。选择安装语言为英文，在图2所示画面中选择要安装的软件，全选，然后按照安装提示完成安装过程。安装过程中提示安装授权时可将 WinAC RTX 2008 套件所含U盘中的授权文件安装到硬盘。或先跳过，在完成安装后通过授权管理器安装授权。

注：
Ardence RTX V8.1 Runtime：Windows 的实时扩展
Windows Logic Controller RTX V4.4： 软PLC
WinAC TimSync V4.1：WinAC 时间同步
Automation License Manager V4.0： 授权管理器

图2

3.6 WinAC RTX 2008 安装后系统的变化：

•  桌面上增加了 Station Configuration Editor 图标, 用来启动PC Station 配置界面。
•  Windows 程序组中增加了Simatic ? PC based control ? WinLC RTX, 用来启动WinLC RTX 操作面板程序。
•  Windows 设备管理器中增加了SIMATIC NET ?SIMATIC SoftBus，安装在同一 PC 上的 Step 7、WinCC Flexible RT、OPC Server 等可通过 SoftBus 与 WinLC RTX 通信。
•  Windows 控制面板中增加了 Set PC/PG Interface。

4. WinLC RTX 的启停和操作 ：

如果安装 WinAC RTX 2008 的PC 配置的是多核 CPU，则在 Windows 启动时会出现如下图 3 的启动选择画面。

图3

选择“ Microsoft Windows XP Professional – RTX MP Dedicated ”，意味着 WinLC RTX 与 Windows 各自独享一个CPU内核；选择“ Microsoft Windows XP Professional – RTX MP Shared ”，意味着 WinLC RTX 与 Windows 共享双核CPU。不同模式下WinLC RTX 与 Windows 对 CPU 的占用情况，如图4所示。

图4

WinLC RTX 是WinAC的核心 — 软PLC。通过下列路径打开WinLC RTX 操作面板程序：Windows 开始 —> 程序 —> Simatic —> PC Based Control —> WinLC RTX ，操作界面如图 5 所示。

图5

图5中区域1的ON指示灯在 Start Controller 后点亮，在 Shut Down Controller 后熄灭。BATF 指示灯暂无作用，一直处于熄灭状态。区域2中指示灯为WinLC RTX 运行状态和运行时的故障指示。区域3中的按钮RUN 和 STOP 作用与 S7-300/400 的模式选择开关作用一致，用鼠标单击来切换WinLC RTX 的运行模式。区域4中的按钮MRES 用来复位存储区，即清除Step 7 程序，复位内存区 (I、Q、M、T、C) ，加载默认系统配置，删除所有激活或打开的通信任务。
次打开操作界面时，WinLC RTX 处于启动状态，STOP模式，即图5区域1中的ON指示灯点亮、区域2中的STOP指示灯点亮。可以在图5界面的CPU菜单下选择Shut Down Controller 用来关闭WinLC RTX ，作用相当于S7-300/400 的断电 (Power Off) 。而Start Controller 用来启动WinLC RTX ，作用相当于S7-300/400 的上电(Power On)。WinLC RTX 初次启动后处于STOP 模式，可通过图5所示区域3的RUN 和 STOP 按钮切换WinLC RTX 的运行模式。如图6所示。

图6

提示：打开或关闭WinLC RTX 的操作界面不会影响WinLC RTX 的运行或状态切换。只有通过操作界面上的菜单或按钮操作后才会有影响。
关于WinLC RTX 操作的详细信息请参考 WinAC RTX 2008 用户手册的第四章。

5. WinAC RTX 的内部架构：
WinAC RTX 的内部架构如图7所示。WinAC RTX 由两部分组成，一部分运行于RTX 实时子系统中，用来执行 Step 7 为 WinAC RTX 编制的控制程序，具有高优先级；另一部分运行于 Windows ，作为 Windows 与 RTX 的通信接口，为 WinAC RTX 提供了很好的开放性，即安装在同一 PC 上的 Step7、 WinCC Flexible RT 、WinCC、OPC Server 等可通过 PC Internal (Soft Bus) 与 WinAC RTX 通信，而且用户可使用 WinAC ODK 在 Windows 下使用 Visual Studio 等开发环境开发与WinAC RTX 交互的应用程序。
安装在 PC 上并分配给 WinAC RTX 作为 SubModule 的 CP 卡可做为现场总线主站 (类似于 S7-300/400 的集成通信接口) 扩展远程 I/O 。未分配给 WinAC RTX 的 CP 卡可与 SIMATIC NET 软件一起作为 OPC Server 等应用程序与外部 SIMATIC 控制器通信的接口 (类似于 S7-300/400 的 CP 卡) ，但不能连接远程 I/O 。

图7

关于RTX ： RTX 是 Windows 的一个实时扩展， 以 Windows 驱动程序的形式在 Windows 上安装，安装后 RTX 接管了Windows的调度器 (Scheduler) 和中断服务 (Interrupt Service) 。RTX 具有128 个优先级，每个优先级均高于 Windows 及 Windows 驱动程序，且具有微秒级的响应时间。RTX 提供了一个实时子系统，此子系统具有高速的、确定性的实时任务处理能力。执行控制程序的 WinAC RTX 运行于此实时子系统上，因此也同 S7-300/400 一样具有很高的确定性。

6. WinAC RTX 的配置：

在安装 WinAC RTX 2008 后，打开 Station Configuration Editor 可以看到第2槽已添加了一个 WinLC RTX 组件，如图 8 所示。WinLC RTX 组件如同 OPC Server 组件一样可以插入PC Station 虚拟底板的任一插槽中 (注意：Step 7 V 5.4 SP4 中只能插入2-18槽中)，只需与 Step 7 中的硬件配置一致即可。将WinLC RTX 组件插入PC Station 虚拟底板的插槽中， 相当于将 S7-400的 CPU 安装到无源底板的槽位中。

图8

双击WinLC RTX 组件图标，打开WinLC RTX 组件属性对话框，如图 9 所示。

图9

提示：如果在图8的配置界面中将 WinLC RTX 组件删除，则Windows 开始 —> 程序 —> Simatic —> PC Based Control —> WinLC RTX 项也被删除，如要恢复此菜单项，需要在图8配置界面中添加WinLC RTX 组件。

注意：为 WinAC RTX 分配 SubModule 前应先关闭 WinAC RTX，即在WinAC RTX 操作面板的 CPU 菜单项下选择 Shutdown Controller。

图9下部列表为可分配为 WinAC RTX 的 SubModule 的通信卡列表，上部列表为已分配为 WinAC RTX 的 SubModule 的通信卡(多四个)。选中下部可用的通信卡，按住鼠标左键将其拖动到上部的空槽中，将通信卡分配为 WinAC RTX 的 SubModule(作用类似于S7-300/400 CPU 的集成通信接口)。分配完成后点击OK。

前言：
年复一年，专业的自动化解决方案无时无刻不在对所使用的工业 PC 提出多种多样的要求（抗震动、防冻、防尘、抗热、防水蒸气）。SIMATIC PC 是用于此目的理想的工业标准 PC 平台。
SIMATIC PC 能够提供
? 较高的系统可用性
? 高投资保护
? 好的工业功能
为了更方便用户对西门子工业 PC 的了解及选型特出此选型入门。

1. IPC 分类及介绍

IPC 分类
SIMATIC IPC 包含以下类型：
1．SIMATIC Rack PC（机架式 PC）
灵活、高性能的工业 PC，用于安装在 19" 机架上
2．SIMATIC Box PC（箱式 PC）
小型紧凑而强固的工业 PC，用于标准安装
3．SIMATIC Panel PC（平板式 PC）
强固、高性能的工业 PC，具有绚丽的显示器

1．1 SIMATIC Rack PC（机架式 PC）简介

图1

SIMATIC Rack PC (机架式 PC）
灵活的工业 PC，适于安装在 19 英寸控制柜内
SIMATIC Rack PC（机架式 PC）能够提供灵活、高可用性的工业 PC 系统，用于需要 19" 规格、功能强体积小的应用。
针对不同的需求，设备目前（截至07/2009）分为：

• SIMATIC 机架式 PC 547B - 采用 Intel Core 2 Duo 技术，以具有吸引力的价格提供极高性能
• SIMATIC 机架式 PC 647B - 采用 Intel Core 2 Duo 技术，结构极为紧凑，具有优异的工业功能
• SIMATIC 机架式 PC 847B - 采用 Intel Core 2 Duo 技术，具有极高的可扩展性和优异的工业功能
• SIMATIC 机架式 IPC 547C – 采用 Intel Core 2 Duo 技术，可选用SSD （固态驱动器）以获得更高的稳定性

1．2 SIMATIC Box PC（箱式 PC）简介

图2

SIMATIC Box PC (箱式 PC）
适合于安装在机器、控制柜及控制台中。由于它们的尺寸小，所以可以集成在空间有限的地方。
SIMATIC Box PC （SIMATIC 箱式 PC）能够为机械工程师、工厂工程师和控制箱制造商提供极其强固的工业 PC，用于要求功能强大而体积紧凑的应用。
针对不同的需求，设备目前（截至07/2009）可分为：

• SIMATIC Microbox PC 427B – 超紧凑、免维护型:灵活的嵌入式工业 PC
• SIMATIC 箱式 PC 627B – 在有限的空间里提供的性能/采用 Intel Core 2 Duo 技术
• SIMATIC 箱式 PC 827B – 高性能，高灵活性/使用 Intel Core 2 Duo 技术
• SIMATIC IPC 427C

1．3 SIMATIC Panel PC（平板式 PC）简介

图3

籍于其较高的工业兼容性，SIMATIC Panel PC 适用于标准控制机柜、控制台，操作面板或直接应用于机器。典型应用于生产自动化和过程自动化。
针对不同的需求，可使用丰富的坚固、高性能 SIMATIC Panel PC，设备目前（截至07/2009）可分为：

• SIMATIC Panel PC 477B embedded – 采用嵌入式技术的 Panel PC，结构极其紧凑、坚固，免维护
• SIMATIC 面板型 PC 577B – 工业功能和开放性，价格十分吸引人
• SIMATIC 面板型 PC 677B – 灵活、紧凑，可提供高的性能
• SIMATIC IPC 477C
• SIMATIC IPC 577C

6RA7082-6FV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA7078-6FV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA7075-6FV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA7031-6FV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA7028-6FV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA7025-6FV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA7018-6FV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA2885-6DV61-0，6RA直 交流调速装置
6RA2881-6DV61-0，6RA直 交流调速装置
6RA2877-6DV61-0，6RA直 交流调速装置
6RA2875-6DV61-0，6RA直 交流调速装置
6RA2832-6DV61-0，6RA直 交流调速装置
6RA2830-6DV61-0，6RA直 交流调速装置
6RA2825-6DV61-0，6RA直 交流调速装置
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6RA2885-6DS21-0，6RA直 交流调速装置
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6RA2877-6DS21-0，6RA直 交流调速装置
6RA2875-6DS21-0，6RA直 交流调速装置
6RA2831-6DS21-0，6RA直 交流调速装置
6RA2828-6DS21-0，6RA直 交流调速装置
6RA2825-6DS21-0，6RA直 交流调速装置
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6RA7095-4LV62-0，6RA直 交流调速装置
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6RA7095-4LS22-0，6RA直 交流调速装置
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6RA7095-4KS22-0，6RA直 交流调速装置
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6RA7090-6GV62-0，6RA直 交流调速装置
6RA7095-4GS22-0，6RA直 交流调速装置
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S7-200 系统支持多种编程通信方式。

STEP 7-Micro/WIN 可以通过如下几种常见方式与S7-200 CPU通信：

• 通过 PC/PPI 电缆，与单个或者网络中的 CPU 通信口（或 EM277 通信口）通信
• 通过 CP（通信处理器）卡，与单个或者网络中的 CPU 通信口（或 EM277 通信口）通信
• 通过本地计算机上安装的 Modem（调制解调器），经过公用或者内部电话网，与安装了EM 241 模块的 CPU 通信
• 通过本地计算机上的以太网卡，经过以太网与安装了 CP243-1 以太网模块的 CPU 通信
• 通过 PC Adapter USB （S7-300/400 USB 口串行编程电缆）与 CPU 通信口（或 EM 277通信口）通信
• 通过本地计算机上安装的GSM Modem，与远程安装了GSM Modem（如TC35T）的CPU通信（须申请并开通相应SIM卡的数据传输服务）

Micro/WIN 缺省的编程通信方式是 PC/PPI 电缆（如在安装 Micro/WIN 时所见的 “Set PG/PC Interface” 窗口中确认的）。如果要改变编程通信方式，也需要打开Set PG/PC Interface窗口进行设置。

1.1 编程通信要点

要进行S7-200的编程通信，必须注意使通信双方（即安装了Micro/WIN的PC机和S7-200的CPU或通信模块上的通信口）的通信速率、通信协议符合、兼容。否则不会顺利连通。

在具体工作中，参与编程通信的设备未必一定符合上述要求。例如，它们的通信速率就可能不一致。

注意以下几个通信速率，它们必须一致：

• S7-200 CPU通信口的速率
  
  一个新出厂的CPU，它的所有的通信口的速率都是9.6K波特。CPU通信口的速率只能在S7-200项目文件中的“系统块”中设置，新的通信速率在系统块下载到CPU中后才起作用。 
   
• 通信电缆的通信速率
  
  如果使用智能多主站电缆配合Micro/WIN V3.2 SP4以上版， 只需将RS232/PPI电缆的DIP开关5设置为“1”而其他设置为“0”；而USB/PPI电缆不需要设置。老版本的电缆需要按照电缆上的标记设置DIP开关。
   
• 由Micro/WIN 决定的PC机通信口（RS232口）的通信速率
  
  这个速率实际上是去配合编程电缆使用的，在Micro/WIN软件中打开Set PG/PC Interface，设置PC用于同编程电缆通信的速率。USB口使用USB/PPI电缆，不需指定速率。

1.2 通信口参数设置

缺省情况下，S7-200 CPU的通信口处于PPI从站模式，地址为2，通信速率为9.6K。

要更改通信口的地址或通信速率，必须在系统块中的Communicaiton Ports（通信端口）选项卡中设置，然后将系统块下载到CPU中，新的设置才能起作用。

图1. CPU通信口属性设置

1. PLC地址：设定CPU通信口的地址。如果有两个通信口，它们的地址可以相同，因为不属于一个网络
2. 高地址：输入通信网络上设备的高地址
3. 波特率：设置通信速率。从下拉列表中可以选择9.6K、19.2K、187.5K
4. 重试次数：输入通信失败时重新尝试的次数
5. 地址间隙刷新因数：设置本站每隔几次获得网络令Pai后，尝试在本站地址和下一个已知（活动）的主站地址的空间内寻找新加入的主站（仅在本站做主站时有效）。一般情况下使用缺省值10就比较合适
6. 括号中是取值范围

1.3 Set PG/PC Interface

Set PG/PC Interface是西门子的PLC编程软件共用的编程访问路径设置界面。Micro/WIN也通过Set PG/PC Interface设置计算机与S7-200进行编程通信的访问点。

用Micro/WIN对S7-200编程时，如果需要改变编程通信方式，就需要打开Set PG/PC Interface进行设置。有如下几种方式可以打开Set PG/PC Interface窗口：

• 打开Windows的Settings（设置）> Control Panel（控制面板），选择Set PG/PC Interface图标
• 在Micro/WIN主窗口的左侧的View（浏览条）中，用鼠标单击Set PG/PC Interface图标
• 打开Micro/WIN的Communications（通信）界面，用鼠标按其中的Set PG/PC Interface按钮，或双击当前通信设备的图标
• 在Micro/WIN的指令树中用鼠标双击相应的图标
• 在Micro/WIN的菜单View > Components中打开

1.Set PG/PC Interface主界面如下：

图2. Set PG/PC Interface

图中：

1. 显示当前的编程软件使用的编程访问路径及应用的协议
   
   图中设置为Micro/WIN通过PC/PPI电缆用PPI协议与S7-200通信。其中Micro/WIN不能修改是因为从Micro/WIN中打开的PG/PC Interface。
    
2. 显示当前的通信设备及使用的协议
   
   这里使用PC/PPI电缆并使用PPI协议