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西門子IPC3000 SMART工業計算機 西門子IPC3000 SMART工業計算機
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1. 什么是WinAC RTX？
WinAC RTX 是可實現S7控制器 (S7-300/400) 功能的軟PLC，即運行于帶 RTX 實時擴展的Windows 上的一個應用軟件?？梢酝ㄟ^ Step 7 對其編程，代碼與S7-300/400*兼容，也可以通過 WinAC ODK 提供的接口，在Windows下使用高級語言 C++ 編程與 WinAC 通信。因此 WinAC RTX 同時具備了PLC 的實時性和PC 的開放性。
2. WinAC RTX 的應用
WinAC RTX 通過PC上安裝的PROFIBUS或工業以太網通信卡來擴展分布式I/O或與其它S7 設備 (S7-200/300/400 PLC 、HMI、PG 等) 進行通信。典型結構如圖1。
圖1
3. WinAC RTX 2008 的安裝
3.1 WinAC RTX 2008 軟件包
WinAC RTX 2008 軟件包 (訂貨號為：6ES7671-0RC06-0YA0) 包含如下組件：
WinAC RTX 2008 DVD:
? WinLC RTX V4.4 -- 軟PLC (以下章節對 WinAC RTX 與 WinLC RTX 不做區分)
? Automation License Manager V4.0 -- 授權管理器 V4.0
? Ardence Realtime Extensions (RTX) V8.1 -- Ardence 實時擴展
? WinAC Time Synchronization V4.1 -- WinAC 時間同步
? 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 手冊
其它:
? Certificate of License (COL) --許可證書
? USB-Stick with License Keys -- 裝有授權文件的U盤
提示：
WinAC RTX 的運行不依賴于 SIMATIC NET 。
3.2 WinAC RTX 2008 安裝的硬件需求：
? 奔騰單核或雙核處理器 900 MHz 或更高主頻，推薦 1 GHz 或更高主頻
? 至少 1 G 內存
? *安裝需要至少 150MB 硬盤空間
如下硬件已經過測試并推薦使用：
? 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 安裝的軟件需求：
Microsoft Windows XP Professional, Service Pack 2
Microsoft Windows XP Embedded
提示：為了在 Windows XP Professional（帶 SP3）下運行 WinAC RTX 2008， 必須先安裝WinAC RTX 2008，再安裝 SIMATIC WinAC RTX 2008 Service Pack 1，后安裝Windows XP Professional SP3 補丁包。詳情請參考 SIEMENS 技術支持網站的條目號為 33563717 的文檔
3.4 WinAC RTX 2008 安裝前的檢查：
如果Windows 操作系統已安裝如下軟件，則先手動卸載，再重啟計算機。
- 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 (或升級到V3.4或更高版本)
- SIMATIC NET CD Edition 2007 HF1的更低版本
3.5 WinAC RTX 2008 的安裝過程：
以管理員身份登錄到Windows，運行安裝光盤上的 Setup.exe 文件啟動安裝過程。選擇安裝語言為英文，在圖2所示畫面中選擇要安裝的軟件，全選，然后按照安裝提示完成安裝過程。安裝過程中提示安裝授權時可將 WinAC RTX 2008 套件所含U盤中的授權文件安裝到硬盤?；蛳忍^，在完成安裝后通過授權管理器安裝授權。
注：
Ardence RTX V8.1 Runtime：Windows 的實時擴展
Windows Logic Controller RTX V4.4： 軟PLC
WinAC TimSync V4.1：WinAC 時間同步
Automation License Manager V4.0： 授權管理器
圖2
3.6 WinAC RTX 2008 安裝后系統的變化：
- 桌面上增加了 Station Configuration Editor 圖標, 用來啟動PC Station 配置界面。
- Windows 程序組中增加了Simatic ? PC based control ? WinLC RTX, 用來啟動WinLC RTX 操作面板程序。
- Windows 設備管理器中增加了SIMATIC NET ?SIMATIC SoftBus，安裝在同一 PC 上的 Step 7、WinCC Flexible RT、OPC Server 等可通過 SoftBus 與 WinLC RTX 通信。
- Windows 控制面板中增加了 Set PC/PG Interface。
4. WinLC RTX 的啟停和操作 ：
如果安裝 WinAC RTX 2008 的PC 配置的是多核 CPU，則在 Windows 啟動時會出現如下圖 3 的啟動選擇畫面。
圖3
選擇“ Microsoft Windows XP Professional – RTX MP Dedicated ”，意味著 WinLC RTX 與 Windows 各自獨享一個CPU內核；選擇“ Microsoft Windows XP Professional – RTX MP Shared ”，意味著 WinLC RTX 與 Windows 共享雙核CPU。不同模式下WinLC RTX 與 Windows 對 CPU 的占用情況，如圖4所示。
圖4
WinLC RTX 是WinAC的核心 — 軟PLC。通過下列路徑打開WinLC RTX 操作面板程序：Windows 開始 —> 程序 —> Simatic —> PC Based Control —> WinLC RTX ，操作界面如圖 5 所示。
圖5
圖5中區域1的ON指示燈在 Start Controller 后點亮，在 Shut Down Controller 后熄滅。BATF 指示燈暫無作用，一直處于熄滅狀態。區域2中指示燈為WinLC RTX 運行狀態和運行時的故障指示。區域3中的按鈕RUN 和 STOP 作用與 S7-300/400 的模式選擇開關作用*，用鼠標單擊來切換WinLC RTX 的運行模式。區域4中的按鈕MRES 用來復位存儲區，即清除Step 7 程序，復位內存區 (I、Q、M、T、C) ，加載默認系統配置，刪除所有激活或打開的通信任務。
*次打開操作界面時，WinLC RTX 處于啟動狀態，STOP模式，即圖5區域1中的ON指示燈點亮、區域2中的STOP指示燈點亮?？梢栽趫D5界面的CPU菜單下選擇Shut Down Controller 用來關閉WinLC RTX ，作用相當于S7-300/400 的斷電 (Power Off) 。而Start Controller 用來啟動WinLC RTX ，作用相當于S7-300/400 的上電(Power On)。WinLC RTX 初次啟動后處于STOP 模式，可通過圖5所示區域3的RUN 和 STOP 按鈕切換WinLC RTX 的運行模式。如圖6所示。
圖6
提示：打開或關閉WinLC RTX 的操作界面不會影響WinLC RTX 的運行或狀態切換。只有通過操作界面上的菜單或按鈕操作后才會有影響。
關于WinLC RTX 操作的詳細信息請參考 WinAC RTX 2008 用戶手冊的第四章。
5. WinAC RTX 的內部架構：
WinAC RTX 的內部架構如圖7所示。WinAC RTX 由兩部分組成，一部分運行于RTX 實時子系統中，用來執行 Step 7 為 WinAC RTX 編制的控制程序，具有高優先級；另一部分運行于 Windows ，作為 Windows 與 RTX 的通信接口，為 WinAC RTX 提供了很好的開放性，即安裝在同一 PC 上的 Step7、 WinCC Flexible RT 、WinCC、OPC Server 等可通過 PC Internal (Soft Bus) 與 WinAC RTX 通信，而且用戶可使用 WinAC ODK 在 Windows 下使用 Visual Studio 等開發環境開發與WinAC RTX 交互的應用程序。
安裝在 PC 上并分配給 WinAC RTX 作為 SubModule 的 CP 卡可做為現場總線主站 (類似于 S7-300/400 的集成通信接口) 擴展遠程 I/O 。未分配給 WinAC RTX 的 CP 卡可與 SIMATIC NET 軟件一起作為 OPC Server 等應用程序與外部 SIMATIC 控制器通信的接口 (類似于 S7-300/400 的 CP 卡) ，但不能連接遠程 I/O 。
圖7
關于RTX ： RTX 是 Windows 的一個實時擴展， 以 Windows 驅動程序的形式在 Windows 上安裝，安裝后 RTX 接管了Windows的調度器 (Scheduler) 和中斷服務 (Interrupt Service) 。RTX 具有128 個優先級，每個優先級均高于 Windows 及 Windows 驅動程序，且具有微秒級的響應時間。RTX 提供了一個實時子系統，此子系統具有高速的、確定性的實時任務處理能力。執行控制程序的 WinAC RTX 運行于此實時子系統上，因此也同 S7-300/400 一樣具有很高的確定性。
6. WinAC RTX 的配置：
在安裝 WinAC RTX 2008 后，打開 Station Configuration Editor 可以看到第2槽已添加了一個 WinLC RTX 組件，如圖 8 所示。WinLC RTX 組件如同 OPC Server 組件一樣可以插入PC Station 虛擬底板的任一插槽中 (注意：Step 7 V 5.4 SP4 中只能插入2-18槽中)，只需與 Step 7 中的硬件配置*即可。將WinLC RTX 組件插入PC Station 虛擬底板的插槽中， 相當于將 S7-400的 CPU 安裝到無源底板的槽位中。
圖8
雙擊WinLC RTX 組件圖標，打開WinLC RTX 組件屬性對話框，如圖 9 所示。
圖9
提示：如果在圖8的配置界面中將 WinLC RTX 組件刪除，則Windows 開始 —> 程序 —> Simatic —> PC Based Control —> WinLC RTX 項也被刪除，如要恢復此菜單項，需要在圖8配置界面中添加WinLC RTX 組件。
注意：為 WinAC RTX 分配 SubModule 前應先關閉 WinAC RTX，即在WinAC RTX 操作面板的 CPU 菜單項下選擇 Shutdown Controller。
圖9下部列表為可分配為 WinAC RTX 的 SubModule 的通信卡列表，上部列表為已分配為 WinAC RTX 的 SubModule 的通信卡(多四個)。選中下部可用的通信卡，按住鼠標左鍵將其拖動到上部的空槽中，將通信卡分配為 WinAC RTX 的 SubModule(作用類似于S7-300/400 CPU 的集成通信接口)。分配完成后點擊OK。
前言：
年復一年，專業的自動化解決方案*不在對所使用的工業 PC 提出多種多樣的要求（抗震動、防凍、防塵、抗熱、防水蒸氣）。SIMATIC PC 是用于此目的理想的工業標準 PC 平臺。
SIMATIC PC 能夠提供
? 較高的系統可用性
? 高投資保護
? 好的工業功能
為了更方便用戶對西門子工業 PC 的了解及選型特出此選型入門。
1. IPC 分類及介紹
IPC 分類
SIMATIC IPC 包含以下類型：
1．SIMATIC Rack PC（機架式 PC）
靈活、高性能的工業 PC，用于安裝在 19" 機架上
2．SIMATIC Box PC（箱式 PC）
小型緊湊而強固的工業 PC，用于標準安裝
3．SIMATIC Panel PC（平板式 PC）
強固、高性能的工業 PC，具有絢麗的顯示器
1．1 SIMATIC Rack PC（機架式 PC）簡介
圖1
SIMATIC Rack PC (機架式 PC）
靈活的工業 PC，適于安裝在 19 英寸控制柜內
SIMATIC Rack PC（機架式 PC）能夠提供靈活、高可用性的工業 PC 系統，用于需要 19" 規格、功能強體積小的應用。
針對不同的需求，設備目前（截至07/2009）分為：
- SIMATIC 機架式 PC 547B - 采用 Intel Core 2 Duo 技術，以具有吸引力的價格提供*性能
- SIMATIC 機架式 PC 647B - 采用 Intel Core 2 Duo 技術，結構極為緊湊，具有優異的工業功能
- SIMATIC 機架式 PC 847B - 采用 Intel Core 2 Duo 技術，具有*的可擴展性和優異的工業功能
- SIMATIC 機架式 IPC 547C – 采用 Intel Core 2 Duo 技術，可選用SSD （固態驅動器）以獲得更高的穩定性
1．2 SIMATIC Box PC（箱式 PC）簡介
圖2
SIMATIC Box PC (箱式 PC）
適合于安裝在機器、控制柜及控制臺中。由于它們的尺寸小，所以可以集成在空間有限的地方。
SIMATIC Box PC （SIMATIC 箱式 PC）能夠為機械工程師、工廠工程師和控制箱制造商提供極其強固的工業 PC，用于要求功能強大而體積緊湊的應用。
針對不同的需求，設備目前（截至07/2009）可分為：
- SIMATIC Microbox PC 427B – 超緊湊、免維護型:靈活的嵌入式工業 PC
- SIMATIC 箱式 PC 627B – 在有限的空間里提供優秀的性能/采用 Intel Core 2 Duo 技術
- SIMATIC 箱式 PC 827B – 高性能，高靈活性/使用 Intel Core 2 Duo 技術
- SIMATIC IPC 427C
1．3 SIMATIC Panel PC（平板式 PC）簡介
圖3
籍于其較高的工業兼容性，SIMATIC Panel PC 適用于標準控制機柜、控制臺，操作面板或直接應用于機器。典型應用于生產自動化和過程自動化。
針對不同的需求，可使用豐富的堅固、高性能 SIMATIC Panel PC，設備目前（截至07/2009）可分為：
- SIMATIC Panel PC 477B embedded – 采用嵌入式技術的 Panel PC，結構極其緊湊、堅固，免維護
- SIMATIC 面板型 PC 577B – 工業功能和開放性，價格十分吸引人
- SIMATIC 面板型 PC 677B – 靈活、緊湊，可提供高的性能
- SIMATIC IPC 477C
- SIMATIC IPC 577C
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S7-200 系統支持多種編程通信方式。
STEP 7-Micro/WIN 可以通過如下幾種常見方式與S7-200 CPU通信：
- 通過 PC/PPI 電纜，與單個或者網絡中的 CPU 通信口（或 EM277 通信口）通信
- 通過 CP（通信處理器）卡，與單個或者網絡中的 CPU 通信口（或 EM277 通信口）通信
- 通過本地計算機上安裝的 Modem（調制解調器），經過公用或者內部電話網，與安裝了EM 241 模塊的 CPU 通信
- 通過本地計算機上的以太網卡，經過以太網與安裝了 CP243-1 以太網模塊的 CPU 通信
- 通過 PC Adapter USB （S7-300/400 USB 口串行編程電纜）與 CPU 通信口（或 EM 277通信口）通信
- 通過本地計算機上安裝的GSM Modem，與遠程安裝了GSM Modem（如TC35T）的CPU通信（須申請并開通相應SIM卡的數據傳輸服務）
用于 S7-300/400 編程的 PC 串口電纜（PC-Adapter RS232 ）不能用于S7-200編程通信
Micro/WIN 缺省的編程通信方式是 PC/PPI 電纜（如在安裝 Micro/WIN 時所見的 “Set PG/PC Interface” 窗口中確認的）。如果要改變編程通信方式，也需要打開Set PG/PC Interface窗口進行設置。
1.1 編程通信要點
要進行S7-200的編程通信，必須注意使通信雙方（即安裝了Micro/WIN的PC機和S7-200的CPU或通信模塊上的通信口）的通信速率、通信協議符合、兼容。否則不會順利連通。
在具體工作中，參與編程通信的設備未必一定符合上述要求。例如，它們的通信速率就可能不*。
注意以下幾個通信速率，它們必須*：
- S7-200 CPU通信口的速率
一個新出廠的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項目文件中的“系統塊”中設置，新的通信速率在系統塊下載到CPU中后才起作用。
- 通信電纜的通信速率
如果使用智能多主站電纜配合Micro/WIN V3.2 SP4以上版， 只需將RS232/PPI電纜的DIP開關5設置為“1”而其他設置為“0”；而USB/PPI電纜不需要設置。老版本的電纜需要按照電纜上的標記設置DIP開關。
- 由Micro/WIN 決定的PC機通信口（RS232口）的通信速率
這個速率實際上是去配合編程電纜使用的，在Micro/WIN軟件中打開Set PG/PC Interface，設置PC用于同編程電纜通信的速率。USB口使用USB/PPI電纜，不需速率。
1.2 通信口參數設置
缺省情況下，S7-200 CPU的通信口處于PPI從站模式，地址為2，通信速率為9.6K。
要更改通信口的地址或通信速率，必須在系統塊中的Communicaiton Ports（通信端口）選項卡中設置，然后將系統塊下載到CPU中，新的設置才能起作用。
圖1. CPU通信口屬性設置
- PLC地址：設定CPU通信口的地址。如果有兩個通信口，它們的地址可以相同，因為不屬于一個網絡
- 高地址：輸入通信網絡上設備的高地址
- 波特率：設置通信速率。從下拉列表中可以選擇9.6K、19.2K、187.5K
- 重試次數：輸入通信失敗時重新嘗試的次數
- 地址間隙刷新因數：設置本站每隔幾次獲得網絡令牌后，嘗試在本站地址和下一個已知（活動）的主站地址的空間內尋找新加入的主站（僅在本站做主站時有效）。一般情況下使用缺省值10就比較合適
- 括號中是取值范圍
注意在這里設置的通信速率為CPU的PPI/MPI通信速率，與由用戶實現的自由口功能所定義的串行通信速率不同。
1.3 Set PG/PC Interface
Set PG/PC Interface是西門子的PLC編程軟件共用的編程訪問路徑設置界面。Micro/WIN也通過Set PG/PC Interface設置計算機與S7-200進行編程通信的訪問點。
用Micro/WIN對S7-200編程時，如果需要改變編程通信方式，就需要打開Set PG/PC Interface進行設置。有如下幾種方式可以打開Set PG/PC Interface窗口：
- 打開Windows的Settings（設置）> Control Panel（控制面板），選擇Set PG/PC Interface圖標
- 在Micro/WIN主窗口的左側的View（瀏覽條）中，用鼠標單擊Set PG/PC Interface圖標
- 打開Micro/WIN的Communications（通信）界面，用鼠標按其中的Set PG/PC Interface按鈕，或雙擊當前通信設備的圖標
- 在Micro/WIN的指令樹中用鼠標雙擊相應的圖標
- 在Micro/WIN的菜單View > Components中打開
1.Set PG/PC Interface主界面如下：
圖2. Set PG/PC Interface
圖中：
- 顯示當前的編程軟件使用的編程訪問路徑及應用的協議
圖中設置為Micro/WIN通過PC/PPI電纜用PPI協議與S7-200通信。其中Micro/WIN不能修改是因為從Micro/WIN中打開的PG/PC Interface。
- 顯示當前的通信設備及使用的協議
這里使用PC/PPI電纜并使用PPI協議
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