SIMATIC NET Kommunikation mit TCP/IP

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1 s SIMATIC NET Kommunikation mit TCP/IP Kurzbeschreibung Ausgabe 10/98 Zeit und Geld dies gilt generell insbesondere aber für Informationen, die unverzüglich und an jedem Ort zur Verfügung stehen müssen. Deshalb hat Siemens für das Automatisierungssystem SIMATIC eine durchgängige Lösung zur system- und netzwerkübergreifenden Kommunikation entwickelt. Netzwerkübergreifende und weltweite Datenkommunikation basiert heute auf TCP/IP. Dieser Standard wird sowohl in lokalen Ethernet-Netzen und Telefonverbindungen über ISDN als auch im Internet verwendet und vereinfacht damit den Anschluß von Systemen. SIMATIC NET bietet Ihnen mit Industrial Ethernet einen informationstechnologischen Verbund (IT-Verbund) aus gekoppelten Netzen, die Standortgrenzen verschwinden lassen. Heute und verstärkt in der Zukunft ist es erforderlich, z.b. Lieferzeiten von weniger als 48 Stunden zu garantieren. Dabei werden immer mehr Personen aktuelle Informationen aus dem Produktgeschehen benötigen. Eine Auswahl von Produktionsdaten muß allen am Prozeß beteiligten Personen unmittelbar zur Verfügung stehen. Deshalb bietet SIMATIC NET jetzt auch Informationsdarstellungen (Webseiten und ), die mit verschiedenen Ausgabegeräten (z.b. PC, Handy, Fax oder Pager) einfach gelesen werden können.

2 Vorteile mit TCP/IP Der Einsatz von TCP/IP hat folgenden Nutzen: Logische Strukturierung der Netzwerke Das im Unternehmen installierte Netzwerk kann in mehrere kleine Netzwerke unterteilt werden. Dadurch kann das Datenaufkommen in den einzelnen Netzen lokal gehalten werden. Dies wird ermöglicht durch Router, die nur den notwendigen oder sogar zulässigen Datenverkehr passieren lassen. Fernzugriff, z.b. für Diagnose Nicht nur aus Netzwerken innerhalb der Standorte kann zugegriffen werden auch von völlig anderen Standorten kann eine Steuerung erreicht werden z.b. über PG. TCP/IP läßt sich über ISDN oder analoges Telefonnetz übertragen und ermöglicht dadurch weltweite Vernetzungen. Gateways können entfallen TCP/IP findet sich heute auf fast allen Rechner-Standards. Dadurch ist eine Kopplung zur SIMATIC-Steuerung ohne besondere Software auf der Host-Seite möglich. Gleiche Anwenderschnittstellen für SIMATIC S7 und PC auch bei TCP/IP SIMATIC NET bietet den Anwendern die gleichen Schnittstellen bei TCP/IP an wie beim bewährten ISO-Protokoll (früher SINEC H1): die optimierte S7-Kommunikation und SEND/RECEIVE. Nutzung der vorhandenen Infrastruktur Durch den Einsatz von nur einem Protokoll kann die Infrastruktur (Router, Firewall, Remote Access) für alle Teilnehmer am Netz genutzt werden. Nutzung der IT-Technologie für die SIMATIC Durch den Einsatz der modernen Techniken wie oder Web ist die SIMATIC in den Verbund der Informationstechnologie eingebunden. Die im Unternehmen vorhandene Struktur von Intranet und läßt eine SIMATIC S7 wie jedes andere Terminal erscheinen. Büronetz Firewall Remote Access Router PC/PG Fertigungsnetz PG SIMATIC S7 Telefonnetz SIMATIC S7 PG TCP/IP Router mit Zugangskontrolle TCP/IP Bild 1: Typischer Netzaufbau mit TCP/IP 2

3 Vorteile von TCP/IP Spezielle Software für den Abruf von Informationen aus der Fertigung ist nicht notwendig. Der Standard Browser genügt, um sich ein Bild von der Fertigung zu machen. Neben dem reinen Zugriff auf die Informationen über Browser bietet die Web-Technik den Vorteil, verschiedenste Informationsquellen über Verknüpfungen für den Benutzer zusammenzustellen. So können Prozeßinformationen aktuell und direkt beobachtet und im Störungsfall eine Diagnose der einzelnen Teile durchgeführt werden (vgl. Bild 2). Zur Behebung von Störungen können Maschinen-Informationen wie Explosionszeichnungen, Benutzerhinweise usw. von einem zentralen Server oder vom Web-Server des Herstellers direkt eingebunden werden. Erreichbar dank (vgl. Bild 3) Weltweit ist heute die verwendete Kommunikation. Nicht nur der PC am Arbeitsplatz besitzt einen Mailanschluß, auch Mobiltelefone und Textempfänger sind mit erreichbar. So kann die Steuerung vordefinierte Zustände über an einen Kreis von Personen (z.b. Wartungspersonal) unabhängig von dessen Aufenthaltsort senden und die Reaktionszeit verkürzen. Bild 2: Beispiel einer Web-Seite Konfiguration Im Bild 1 ist beispielhaft die Unterteilung eines Netzwerkes in Büro- und Fertigungsnetzwerk dargestellt. Durch die Trennung erreicht man eine Lastentkopplung im Fertigungsbereich. Klare Verhältnisse sorgen für ein stabileres Fertigungsnetz und somit für kalkulierbare Reaktionszeiten. Produktionsausfälle aufgrund von Überlastungen im Büronetz sind damit ausgeschlossen. Über den Router ist die Anbindung an die bestehende Infrastruktur gegeben. Weiterhin kann über ein PG weltweit auf das Standortnetz entweder über ISDN (Telefon) oder Internet zugegriffen werden. Dabei dient die Firewall als Schutz. Über das Internet via Firewall mit entsprechender Sicherheitssoftware können solche Anbindungen realisiert werden. Fax Handy PC CP IT Bild 3: SIMATIC S7 als Mail-Client: Informationen für Personen 3

4 Netzkonfiguration Die Beispielkonfiguration im Bild 4 soll als Anregung dienen, eigene Anlagen zu konzipieren. 1 Lokale Anlage Zentral ist ein Bedien- und Beobachtungssystem (z.b. SIMATIC WinCC), das über mit SIMATIC S7 kommuniziert. Die Kommunikation erfolgt über die S7-Kommunikation. Diese Funktion bietet einen direkten Zugriff auf die Daten der Steuerung, ohne zusätzliche Funktionen in der SPS aufrufen zu müssen. Die S7-Kommunikation sendet zyklisch die Daten von der SPS an das HMI- System. Die Steuerungen tauschen untereinander die Prozeßdaten über SEND/RECEIVE aus. SEND/RECEIVE bietet einen einfachen und ereignisgesteuerten Datenaustausch zwischen S7-300/400 und SIMATIC S7. Als lokale Service- und Diagnosestation dient ein PG mit STEP 5 für die Parametrierung der bestehenden Anlage und STEP 7 für den neuen Anlagenteil. Somit kann ein PG für die gesamte Anlage (Diagnose, Wartung, Service) verwendet werden. Mit dem CP IT können zusätzlich Informationen über Anlagenzustände per Internet lokal oder weltweit versendet werden. 2 Anlagenzugriff über WAN Die Anbindung der Fertigungssteuerung an ein vorhandenes ISDN kann über den Router erfolgen. Hierbei ist die Unterstützung der Netzadministratoren vor Ort notwendig. Eine Fernprogrammierung ist mittels PG entweder direkt über ISDN oder über ein zwischengeschaltetes lokales Netzwerk möglich. Einbindung in bestehende 3 Anlagen Vorhandene Anlagen mit Industrial Ethernet und ISO-Protokoll, z.b. mit SIMATIC S5 (CP 1430 oder CP 143), können über den Protokollbetrieb in der S7-300 von CP (ISO) und CP TCP bzw. in der S7-400 von CP (ISO) und CP TCP angebunden werden. Bild 4: SIMATIC S7 SIMATIC S7 2 PROFIBUS 1 3 SIMATIC S5 Anlage mit lokaler Fertigungssteuerung Zugriff über WAN und mit Anschluß an bereits bestehende Anlagen 4

5 Netzkonfiguration SIMATIC NET-Produkte für PG TCP/IP mit STEP 7 und STEP 5 für bestehende Anlage und CP 1511 SIMATIC HMI-System mit WinCC und CP 1411 oder CP 1613 PC mit Web-Browser PG/OP- Kommunikation S7- Kommunikation Zugriff über www 1 S7-300 S SEND/RECEIVE SEND/RECEIVE CP IT Bild 5: Lokale Fertigstellung PG mit STEP 7 und STEP 5 für bestehende Anlage und CP PG/OP-Kommunikation Router PG mit STEP 7 und Standard- ISDN-Karte PG mit STEP 7 und CP 1511 (z.b. ISDN) Router Fernprogrammierung für SIMATIC S7 Bild 6: Anlagenzugriff über WAN TCP/IP PG mit STEP 5/7 Bestehende Anlage ISO SIMATIC HMI-System 3 PG/OP-Kommunikation CP SEND/RECEIVE CP 1430 oder CP 143 CP 443-1TCP S7-400 S5-115U bis -155U Bild 7: Einbindung der bestehenden Anlage 5

6 SIMATIC NET-Produkte für TCP/IP System Hardware Software-Pakete Erläuterung PC CP 1411 oder SOFTNET-S7 für CP 1613 S (z.b. SIMATIC HMI-Gerät) CP 1411 oder STEP 5 SOFTNET-PG Zur Parametrierung der bestehenden Anlage mit SIMATIC S5 (für PG-Funktionen) PG CP 1511 NCM COM 1430 Zur Projektierung des CP 1430 CP ) oder STEP 7 SOFTNET-PG Zur Parametrierung der bestehenden Anlage mit SIMATIC S7 (für PG-Funktionen) CP 1511 NCM S7 für Zur Projektierung der S7-CPs S7-300 CP ) CP zur Anbindung der bestehenden Anlage oder NCM S7 für CP TCP CP für TCP/IP-Netzwerk S7-400 CP ) CP zur Anbindung der bestehenden Anlage CP TCP NCM S7 für CP für TCP/IP-Netzwerk CP IT CP zur Anbindung an Internet 1) mit ISO Protokoll 2) vorhandener CP 1413 ist einbindbar Bild 8: SIMATIC NET-Produkte für TCP/IP 6

7 Kommunikationsprozessoren für TCP/IP SIMATIC S7 Bild 9: CP TCP Bild 10: CP IT bzw. CP TCP Bild 11: CP 1613 CP TCP Der Kommunikationsprozessor CP TCP realisiert den Anschluß der SIMATIC S7-300 an Industrial Ethernet unter Nutzung des Standards TCP/IP mit folgenden Kommunikationsdiensten: S7-Kommunikation für die Kommunikation innerhalb der SIMATIC S7 SEND/RECEIVE (S5-kompatible Kommunikation) PG/OP-Kommunikation (Fernprogrammierung der CPU über Netz oder WAN) Der CP TCP wickelt den Datenverkehr über selbständig ab und besitzt einen integrierten Industrial Twisted Pair-Anschlußtransceiver. Die Projektierung des CP TCP erfolgt mit NCM S7 für Industrial Ethernet. CP IT und CP TCP Die Kommunikationsprozessoren CP IT und CP TCP realisieren den Anschluß der SIMATIC S7-400 an. Mit dem CP IT und CP TCP erfolgt der Anschluß unter Nutzung des Standards TCP/IP. Dadurch kann sowohl über als auch über Telefonleitungen, z.b. ISDN, und Internet kommuniziert werden. Beide CPs nutzen folgende Dienste: S7-Kommunikation für die Kommunikation innerhalb der SIMATIC S7 SEND/RECEIVE (S5-kompatible Kommunikation) PG-Kommunikation (Fernprogrammierung der CPU über Netz oder WAN) Mit dem CP IT können zusätzlich s von der SIMATIC S7 versendet werden und per Webbrowser auf Prozeß- und Betriebsdaten zugegriffen werden. Beide CPs wickeln den Datenverkehr über selbständig ab und besitzen einen integrierten Industrial Twisted-Pair-Anschlußreceiver. Die Projektierung der beiden CPs erfolgt mit NCM S7 für Industrial Ethernet. CP 1613 Der Kommunikationsprozessor CP 1613 ermöglicht den Anschluß an (10/100 Mbit/s) für SIMATIC PG/IPC und PCs mit PCI-Steckplatz. S7-Kommunikation für die Kommunikation innerhalb der SIMATIC S7 PG-Kommunikation (Fernprogrammierung der CPU über Netz oder WAN) SEND/RECEIVE (S5-kompatible Kommunikation) TF-Protokoll Der CP 1613 stellt eine ideale Verbindung der Industrie- und Bürokommunikation auf einem CP dar. Sowohl ISO-Transportprotokoll als auch TCP/IP werden auf der Baugruppe (on board) bearbeitet. 7

8 Kommunikationsprozessoren für TCP/IP Softwarepakete und Router CP 1411 CP 1511 CP 1613 SOFTNET-S7 mit TCP/IP Router S7-300 mit CP TCP S7-400 mit CP TCP S5-115 U bis -155U mit CP 1430 TCP Bild 12: Systemkonfiguration Systemkonfiguration CP 1430 TCP Der Kommunikationsprozessor CP 1430 TCP realisiert den Anschluß der SIMATIC S5-115U/H bis S5-155U/H an unter Nutzung des Standards TCP/IP mit folgenden Kommunikationsdiensten: SEND/RECEIVE (S5-kompatible Kommunikation) PG-Kommunikation (Fernprogrammierung der CPU über Netz oder WAN) Der CP 1430 TCP wickelt den Datenverkehr über selbständig ab und besitzt einen integrierten Industrial Twisted Pair-Anschlußtransceiver. Die Projektierung des CP 1430 TCP erfolgt mit COM 1430 TCP. PC-Software Software-Pakete realisieren die Kommunikation der SIMATIC S7-Systemkomponenten untereinander. Sie basiert auf den PC-Baugruppen CP 1411, CP 1511 (PCMCIA) und CP 1613 (PCI) unter Nutzung des Standards TCP/IP mit folgenden Kommunikationsdiensten: S7-Kommunikation SEND/RECEIVE (S5-kompatible Kommunikation) PG-Kommunikation (Fernprogrammierung der CPU über Netz oder WAN) CP 1411 und CP 1511 werden mit dem Software-Paket SOFTNET-S7 projektiert und der CP 1613 mit dem Software-Paket S Multiprotokoll-Router Hiway AccessR-02 Der Hiway AccessR-02 Router ermöglicht die ISDN-Kopplung von LANs. Der LAN-Zugang erfolgt über Industrial Ethernet (RJ45) und der ISDN-Zugang über eine S 0 -Schnittstelle. Der Router gewährt durch integrierte Firewall-Mechanismen den optimalen Schutz gegen nicht autorisierte Zugriffe auf das Netz. Die Konfiguration des Routers erfolgt über ein einfach zu bedienendes menügesteuertes Setup-Programm. Mit diesem Tool erfolgt die Konfiguration der ISDN-Wähl- und ISDN-Festverbindungen, die Festlegung der IP-Adresse und IP-Protokoll sowie der Routing-Parameter. 8

9 Abkürzungen, Erläuterungen Abkürzungen, Fachbegriffe CPU CSMA/CD DLL Firewall HMI IP ISDN OP RJ45 S 0 -Schnittstelle SPS TCP UDP WAN WWW Erläuterungen Central Processing Unit Zentralbaugruppe, z.b. für SIMATIC S7 Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection Kollisionszugriffsverfahren im Ethernet Dynamic Link Library Electronic Mail bzw. elektronische Post dient der Datenübertagung zwischen Computern, Mobiltelefonen und Textempfängern. s können vom Benutzer oder auch automatisch erstellt sein. Ein oder mehrere Computer, die den Datenzugriff auf miteinander verbundene Netzwerke entsprechend gegebener Sicherheitsbeschränkungen ermöglichen oder ausschließen. Human Machine Interface Bedien- und Beobachtungsprodukte/-Systeme bei Siemens Internetwork Protocol Das IP-Protokoll ist für sich allein verbindungslos und unzulässig. Die wichtigste Angabe ist die eindeutige IP-Adresse. Die Datenblöcke werden unabhängig voneinander an den Zielrechner geschickt. Dabei wird von IP keine Vereinbarung mit dem Zielrechner getroffen. Es gibt keine Ende-zu-Ende-Fehlerkontrolle. Telegramme können in einer anderen Reihenfolge ankommen als sie abgeschickt wurden. Für die Zusammensetzung in der richtigen Reihenfolge ist TCP verantwortlich. Integrated Services Digital Network Dienste integrierendes digitales Netz Operator Panel Bezeichnung für die Steckertechnik, die bei Ethernet im Bürobereich verwendet wird auch bekannt als Westernplug. Wird in ähnlicher Form für unterschiedliche Anwendungen wie ISDN, Telefon und Ethernet mit Twisted Pair verwendet. Bezeichnung für die Basisschnittstelle von ISDN zum Anschluß von Endgeräten. Speicherprogrammierbare Steuerung Das TCP-Protokoll ist eine verbindungsorientierte Anwendung (Ende-zu-Ende-Byte- Strom-Protokoll). Die maximale Größe eines TCP-Segments beträgt 64 kbyte. TCP splittet die zu sendenden Daten der Applikation dynamisch auf und sendet diese an den Zielrechner. Das TCP-Modul im Zielrechner setzt die empfangenen Pakete mit einer eindeutigen Byte-Sequenz-Nummer wieder zusammen. User Datagram Protocol UDP ist eine verbindungslose Anwendung, d.h. ein Datagrammdienst, der eine gesicherte Übertragung nicht ermöglicht. Der Anwender hat für eine gesicherte Übertragung selbst zu sorgen. Die Übertragung von Daten erfolgt als Datenblock. Dadurch ist eine Übertragung von Daten ohne RFC 1006 möglich. Wide Area Network Daten-Netz mit einem Durchmesser von mehr als 50 km. World Wide Web Multimedia-Dienst im Internet. Dezentrales Hypertext-Informationssystem auf Client/Server-Architektur über HTTP-Protokoll. 9

10 Ansprechpartner Haben Sie noch Fragen zu Industriellen Kommunikationsnetzen SIMATIC NET? Dann wenden Sie sich bitte an einen unserer nachstehend aufgeführten Ansprechpartner. Deutschland Postfach Aachen A&D S 12 Hr. Goergens Tel.: (02 41) Fax: (02 41) Postfach Werner-von-Siemens-Str Augsburg A&D S12 Hr. Ruhland Tel.: (08 21) Fax: (08 21) Weiherstraße 25 Postfach Bayreuth A&D P/S/B11 Hr. Fleischer Tel.: (09 21) Fax: (09 21) Postfach Rohrdamm Berlin A&D S13 Hr. Höhn Tel.: (0 30) Fax: (0 30) Schweriner Straße 1 Postfach Bielefeld A&D S12 Hr. Klöpper Tel.: (05 21) Fax: (05 21) Ackerstraße 20 Postfach Braunschweig A&D B 31 Hr. Reupke Tel.: (05 31) Fax: (05 31) Contrescarpe 72 Postfach Bremen A&D S12 Hr. Kühn Tel.: (04 21) Fax: (04 21) Postfach Bornaerstraße Chemnitz A&D S11 Hr. Mehner Tel.: (03 71) Fax: (03 71) Postfach Dresden A&D P13 Hr. Lehmann Tel.: (03 51) Fax: (03 51) Völklingerstr. 2 Postfach Düsseldorf A&D S13 Hr. Kreienmeier Tel.: (02 11) Fax: (02 11) Kruppstraße 16 Postfach Essen A&D S11 Hr. Stefes Tel.: (02 01) Fax: (02 01) Rödelheimer Landstraße 5-9 Postfach Frankfurt a. M. A&D B 11 Hr. Breitenbach Tel.: (0 69) Fax: (0 69) Lindenplatz 2 Postfach Hamburg A&D VG S11 Hr. Becker-Ullmann Tel.: (0 40) Fax: (0 40) Hildesheimer Straße 7 Postfach Laatzen (Hannover) A&D B 12 Hr. Weidmann Tel.: (05 11) Fax: (05 11) Bannwaldallee Karlsruhe A&D S14 Hr. Kats Tel.: (07 21) Fax: (07 21) Lindauer Straße 12 Postfach Kempten A&D P/S/B11 Hr. Fink Tel.: (08 31) Fax: (08 31) Witlland 2-4 Postfach Kiel A&D VG P13 Hr. Lemmer Tel.: (04 31) Fax: (04 31) Franz-Geuer-Straße 10 Postfach Köln A&D S13 Hr. Boxberg Tel.: (02 21) Fax: (02 21) Schützenstraße 4-10 Postfach Leipzig A&D S Hr. Dr. Wicke Tel.: (03 41) Fax: (03 41) Sieverstorstraße Magdeburg A&D B 23 Hr. Goebel Tel.: (03 91) Fax: (03 91) Dynamostraße 4 Postfach Mannheim A&D S11 Hr. Sander Tel.: (06 21) Fax: (06 21) Richard-Strauss-Straße 76 Postfach München A&D S14 Hr. Egert Tel.: (0 89) Fax: (0 89) Siemensstraße 55 Postfach Münster A&D B 12 Hr. Weise Tel.: (02 51) Fax: (02 51) Von-der-Tann-Straße 30 Postfach Nürnberg A&D S11 Hr. Glas Tel.: (09 11) Fax: (09 11) Eversburger Str Osnabrück A&D B13 Hr. Holwitt Tel.: (05 41) Fax: (05 41) Im Gewerbepark B69 Postfach Regensburg A&D P/S/B12 Hr. Bauer Tel.: (09 41) Fax: (09 41) Industriestraße 15 Postfach Rostock A&D VG S13 Hr. Plottke Tel.: (03 81) Fax: (03 81) Martin-Luther-Straße 25 Postfach Saarbrücken A&D S15 Hr. Laufer Tel.: (06 81) Fax: (06 81) Weissacherstraße 11 Postfach Stuttgart A&D S12 Hr. Härer Tel.: (07 11) Fax: (07 11) Andreas-Grieser-Straße 30 Postfach Würzburg A&D P/S13 Hr. Hafner Tel.: (09 31) Fax: (09 31) Österreich Österreich Siemensstraße 90 Postfach 83 A-1211 Wien Department IV AS Hr. Dürauer Tel.: (0043) 1/ Fax: (0043) 1/ Schweiz Freilagerstraße 28 CH-8047 Zürich Department A&D VM Hr. Schneider Tel.: (0041) Fax: (0041) Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik Geschäftsgebiet Automatisierungssysteme Postfach 4848, D Nürnberg Bundesrepublik Deutschland Siemens Aktiengesellschaft Änderungen vorbehalten Bestell-Nr. 6ZB5530-1AG01-0BA0 Gedruckt in der Bundesrepublik Deutschland 260/ AG

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