Управляемые коммутаторы SCALANCE X-300EEC Siemens

Область применения

Коммутаторы SCALANCE X-300EEC позволяют создавать высокопроизводительные коммутируемые сети, как на полевом уровне, так и на уровне управления, обеспечивают поддержку функций резервирования и широкого набора диагностических функций. Все коммутаторы имеют степень защиты IP30 и ориентированы на установку в шкафы управления.

Основными областями применения коммутаторов являются высокопроизводительные производственные сети, имеющие интерфейс для подключения к корпоративной сети. Высокая стойкость к электромагнитным воздействиям позволяет использовать коммутаторы SCALANCE X-300EEC на низковольтных и высоковольтных подстанциях. Компактный корпус позволяет экономить монтажные объемы (19"/2) и устанавливать коммутаторы в шкафы управления. Специально подобранный состав электронных компонентов обеспечивает сохранение работоспособности коммутаторов в широком диапазоне рабочих температур (-40 ... +70 °C, временно до +85 °C). Все версии коммутаторов имеют исполнения со специальным покрытием печатных плат, обеспечивающих надежную защиту от грязи.

Структура электрической сети на подстанции с использованием коммутаторов SCALANCE X-300EEC и XR324-4M EEC

Обзор

Продукты линии SCALANCE X-300EEC (Enhanced Environmental Conditions) содержат компактные коммутаторы Industrial Ethernet с поддержкой IT функций для построения электрических и/или оптических линейных, звездообразных и кольцевых сетевых структур со скоростью обмена данными 10/100/1000 Мбит/с.
Широкий диапазон рабочих температур (-40 ... +70 °C, временно до +85 °C), специальное покрытие печатных плат, поддержка специальных протоколов (IEEE 1588 V2, аппаратная поддержка) и стандартов (IEEE 1613 и IEC 61850-3), наличие адаптеров питания (60 … 250 В постоянного или переменного тока) позволяют использовать коммутаторы в экстремальных промышленных условиях, на низковольтных и высоковольтных подстанциях.
До девяти встроенных электрических и/или оптических портов Ethernet (10/100/1000 Мбит/с) позволяют выполнять соединения между коммутаторами, формировать оптические/ электрические сетевые структуры, производить подключение нескольких узлов Industrial Ethernet.
Встроенный скоростной менеджер управления резервированием для управление реконфигурированием как гигабитного, так и Fast Ethernet.
Поддержка целого ряда IT стандартов (VLAN, IGMP Snooping/Querier, STP/RSTP), позволяющая выполнять простую интеграцию производственных сетей в существующие корпоративные сети.
Поддержка PROFINET диагностики, SNMP доступа, встроенный web сервер, CLI для дистанционной диагностики и сигнализации через сеть.

Дизайн

Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE X-300EEC выпускаются в прочных металлических корпусах, монтируемых на стандартную профильную шину DIN. Компактные размеры корпусов (19"/2 - внутренние размеры) позволяют монтировать в 19" стойке управления два прибора вплотную друг к другу.

Коммутаторы оснащены:

4-полюсным терминальным блоком для подключения двух цепей питания =24 В.
2-полюсным терминальным блоком для подключения внешней цепи изолированного сигнального контакта.
Светодиодами индикации состояний прибора (наличие питания, состояние системы связи, обмен данными, состояние сигнального контакта).
Кнопкой SELECT/SET для настройки режимов срабатывания сигнального контакта.
Слотом для установки опционального модуля памяти C-PLUG для сохранения параметров настройки и быстрой замены вышедшего из строя прибора.
Направляющие рельсы и специальный профиль для подключения соединителей RJ45 и LC к коммутатору.

Типы коммуникационных портов:

До 7 встроенных оптических портов для соединения коммутаторов SCALANCE X между собой с помощью стеклянного мультимодового кабеля. Оптические порты Fast Ethernet оснащены соединителями LC.
До 7 встроенных электрических портов;
Гнезда RJ45 промышленного исполнения для подключения штекеров IE FC RJ45 Plug 180 с осевым отводом кабеля.

Версии приборов

SCALANCE X307-2EEC

5 x 10/100 Мбит/с электрических портов RJ45.
2 x 10/100/1000 Мбит/с электрических портов RJ45.
2 x 100 Мбит/с оптических LC порта для подключения стеклянного оптического мультимодового кабеля длиной до 3 км.

SCALANCE X302-7EEC

2 x 10/100/1000 Мбит/с электрических порта RJ45.
7 x 100 Мбит/с оптических LC порта для подключения стеклянного оптического мультимодового кабеля длиной до 3 км.

Функции

Встроенный менеджер управления резервированием для реконфигурирования гигабитных сетевых кольцевых структур с коммутаторами SCALANCE X-300 и X-400. В кольцевых структурах с коммутаторами SCALANCE X-200 или OSM/ESM коммутатор SCALANCE X-300EEC поддерживает те же функции для скорости обмена данными 100 Мбит/с.
Резервированное подключение к корпоративным сетям
Коммутаторы SCALANCE X-300EEC обеспечивают поддержку стандартных механизмов резервирования в офисных сетях STP (Spanning Tree Protocol) и RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol). Это позволяет выполнять резервированное подключение различных подсетей к сети корпоративного уровня и выполнять автоматическое реконфигурирование такой структуры в течение нескольких секунд.
Поддержка виртуальных сетей (VLAN)
для формирования сетевых структур Industrial Ethernet с быстро растущим количеством пользователей одна физически существующая сеть может быть разбита на несколько виртуальных сетей.
Ограничение нагрузки при использовании широковещательных протоколов (например, Querier, передача видео изображений)
за счет изучения источников и приемников широковещательных сообщений (IGMP Snooping, IGMP Querier) коммутаторы SCALANCE X-300EEC способны фильтровать широковещательные сообщения, снижая нагрузку на сеть.
Синхронизация времени
диагностические сообщения (данные регистрационной таблицы, e-mail сообщения) снабжаются отметками даты и времени. Локальные времена различных приборов и систем синхронизируются через сеть с использованием передатчиков точного времени SICLOCK или SNTP. Обеспечивается поддержка синхронизации через сеть в соответствии с требованиями стандарта IEEE 1588 V2 (поддержка на аппаратном уровне, 2-шаговая процедура, точность 1 мкс).
Быстрая замена вышедшего из строя прибора за счет сохранения параметров настройки в съемном модуле памяти C-PLUG.

Сетевые топологии и конфигурации

Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE X-300EEC со степенью защиты IP30 позволяют формировать линейные, звездообразные и кольцевые сетевые структуры предприятия.

На их основе могут быть реализованы перечисленные ниже сетевые структуры или их комбинации:

Кольцевые структуры Fast Ethernet с быстрым реконфигурированием сети
для повышения надежности обмена данными до 50 коммутаторов X-200, X-300 или X-400 могут быть включены в кольцо протяженностью до 150 км. При повреждении каналов связи в кольце с коммутаторами SCALANCE X выполняется скоростное автоматическое реконфигурирование маршрутов обмена данными за время, не превышающее 0.3 с (0.2 с для MRP).
Несколько сетевых колец можно объединить в единую резервированную сетевую структуру.
Соединение различных сетевых структур с поддержкой протокола RSTP (rapid spanning tree protocol).
Подключение промышленных кольцевых сетей к сети корпоративного уровня с поддержкой протокола RSTP.
Звездообразная топология на базе SCALANCE X-300EEC
SCALANCE X-300EEC позволяет подключать до 9 сетевых узлов и подсетей и выполнять обмен данными между ними.

При построении сетей необходимо учитывать следующие граничные условия:

Максимальная длина между двумя соседними узлами при использовании стеклянного мультимодового оптического кабеля:
- 3000 м при 100 Мбит/с
Максимальная длина TP кабеля между двумя соседними узлами:
- 100 м.

Настройка и диагностика

Настройки, выполняемые непосредственно на приборе:

Менеджер управления резервированием RM
при включении в кольцо коммутатор SCALANCE X-300EEC переводится в режим RM. Не кольцевые порты в режиме RM могут свободно использоваться для подключения терминалов данных и сетей. При использовании процедур резервирования MRP, стандартизованных для PROFINET, режим RM включается автоматически.
Сигнальная маска
с помощью встроенной в прибор кнопки может быть выполнена настройка сигнальной маски, определяющей условия срабатывания сигнального контакта. Сигнальная маска позволяет определить набор коммуникационных портов и напряжений питания, подвергаемых непрерывному мониторингу. Появление отклонений от состояний, заданных сигнальной маской, приводит к срабатыванию сигнального контакта.

Диагностика на уровне прибора:

Светодиоды индикации:
- Состояний коммуникационных портов.
- Режимов работы коммуникационных портов (10/100 Мбит/с, дуплексный/ полудуплексный режим работы).
- Наличия напряжений на двух входах прибора.
- Состояния сигнального контакта.
- Сигнальной маски.
- Режима RM.
- Режима резервированного соединения колец.
Сигнальный контакт может быть подключен, например, к входу программируемого контроллера. Это позволяет выполнять обработку ошибки в программе контроллера.
Мониторинг через Industrial Ethernet позволяет выполнять:
- Дистанционный мониторинг с помощью стандартного web браузера (Web-управление):
  выбор коммутатора SCALANCE X-300 через сеть с компьютера, оснащенного Web браузером.
- Дистанционный мониторинг через SNMP V1, V2c, V3:
  защищенное подключение коммутаторов SCALANCE X-300EEC через сеть к станции управления сетью.
- Дистанционный мониторинг с использованием диагностики PROFINET IO:
  аварийный диагностические PROFINET сообщения от коммутаторов SCALANCE X-300EEC могут отображаться соответствующими инструментальными средствами SIMATIC и обрабатываться в программе контроллера. Существенное снижение затрат на разработку программ контроллеров и проектов станций человеко-машинного интерфейса за счет полной поддержки концепции обслуживания аварийных сообщений SIMATIC.

Управление сетью

Функции управления сетью позволяют обеспечивать:

Двухуровневую парольную защиту доступа для администратора (чтение и запись) и пользователя (только чтение).
Считывание информации о версии прибора и статусной информации.
Установку сигналов, маски резервирования, а также адресов.
Настройку функций web управления.
Настройку параметров протокола RST.
Фиксированную настройку портов (скорость обмена данными, дуплексный/ полудуплексный режим работы).
Защиту доступа к данным
- Порты могут подключаться и отключаться.
- Идентификация по требованиям IEEE 802.1x (в подготовке).
- Список контроля доступа ACL (Access Control List) (в подготовке).
Настройку параметров управления доступом пользователей через SNMP V1, V2c, V3.
Вывод статистической информации.
Диагностику трафика данных с помощью настраиваемого "зеркального" порта и коммерческого сетевого анализатора.
Поддержу операций загрузки новых версий встроенного программного обеспечения и параметров настройки через сеть с TFTP сервера или непосредственно через одно или несколько HTTP соединений с использованием Internet или Web браузера.
Сохранение параметров конфигурации или регистрационной таблицы в TFTP сервере с передачей данных через сеть.

При появлении ошибок в работе сети коммутатор SCALANCE X-300EEC способен выполнять немедленную отправку сообщений об ошибках (traps) в систему управления сетью или отправлять заранее подготовленные сообщения по каналам электронной почты.

Дистанционный мониторинг (RMON):
Коммутатор SCALANCE X-300EEC способен накапливать статистическую информацию, отвечающую требованиям RMON, группы 1 ... 4. Эта информация включает, например, статистические данные об ошибках в работе каждого коммуникационного порта. Через систему Web управления эти данные могут считываться и передаваться в системы статистической обработки.

Особенности

Программная и аппаратная поддержка специальных требований, предъявляемых к оборудованию электростанций и экстремальным условиям эксплуатации.
Повышение надежности работы сети:
- Использование резервированных цепей питания.
- Опциональное использование резервированных сетевых компонентов.
- Использование резервированных оптических или электрических сетей (встроенный менеджер управления резервированием, поддержка функций резервирования и реконфигурирования сети, MRP и RSTP)
- Простая замена прибора при сохранении параметров настройки в съемном модуле памяти C-PLUG.
- Очень быстрое реконфигурирование сети в случае появления отказов.
Надежная фиксация штекеров FC RJ45 в гнездах RJ45 коммутатора.
Защита инвестиций, обеспечиваемая интеграцией в существующую систему управления сетью на основе SNMP доступа.
Сокращение сроков проектирования и выполнения пуско-наладочных работ, а также поиска неисправностей на этапе эксплуатации за счет выполнения всех операций из среды STEP 7 без использования дополнительного программного обеспечения.
Отсутствие подвижных частей, низкие затраты на эксплуатацию.

Технические данные

Order number	6GK5302-7GD00-1EA3	6GK5302-7GD00-1GA3	6GK5302-7GD00-2EA3	6GK5302-7GD00-2GA3
Product type designation	SCALANCE X302-7EEC	SCALANCE X302-7EEC	SCALANCE X302-7EEC	SCALANCE X302-7EEC
Transmission rate
Transfer rate	10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1 000 Mbit/s	10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1 000 Mbit/s	10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1 000 Mbit/s	10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1 000 Mbit/s
Interfaces
Number of electrical/optical connections
● for network components or terminal equipment maximum	9	9	9	9
Number of electrical connections
● for network components or terminal equipment	2	2	2	2
Type of electrical connection
● for network components or terminal equipment	RJ45 port	RJ45 port	RJ45 port	RJ45 port
Number of optical interfaces
● for fiber optic cable at 100 Mbit/s	7	7	7	7
Design of the optical interface
● for fiber optic cable at 100 Mbit/s	LC port (multimode up to 5 km)	LC port (multimode up to 5 km)	LC port (multimode up to 5 km)	LC port (multimode up to 5 km)
Connectable optical power relative to 1 mW
● of the transmitter output	-19 ... -14	-19 ... -14	-19 ... -14	-19 ... -14
● of the receiver input maximum	-14 dB	-14 dB	-14 dB	-14 dB
Optical sensitivity relating to 1 mW of the receiver input minimum	-32 dB	-32 dB	-32 dB	-32 dB
Damping ratio of the FOC transmission link minimum necessary	0 dB	0 dB	0 dB	0 dB
Range at the optical interface depending on the optical fiber used	0 ... 5 km	0 ... 5 km	0 ... 5 km	0 ... 5 km
Interfaces for communication integrated
Number of 100 Mbit/s SC ports
● for multimode	0	0	0	0
Number of 1000 Mbit/s LC ports
● for multimode	0	0	0	0
Interfaces others
Number of electrical connections
● for signaling contact	1	1	2	2
● for power supply	1	1	2	2
● for redundant voltage supply	1	1	2	2
Type of electrical connection
● for signaling contact	2-pole terminal block	2-pole terminal block	2-pole terminal block	2-pole terminal block
● for power supply	4-pole terminal block	4-pole terminal block	2 x 4-pole terminal block	2 x 4-pole terminal block
design of the removable storage
● C-PLUG	Yes	Yes	Yes	Yes
Signal-Inputs/outputs
Operating voltage of the signaling contacts
● for DC Rated value	24 V	24 V	24 V	24 V
Operating current of the signaling contacts
● for DC maximum	0.1 A	0.1 A	0.1 A	0.1 A
Supply voltage, current consumption, power loss
Type of voltage supply redundant power supply unit	No	No	Yes	Yes
Type of voltage of the supply voltage	DC	DC	DC	DC
Supply voltage
● external	24 V	24 V	24 V	24 V
● external	19.2 ... 57.6 V	19.2 ... 57.6 V	19.2 ... 57.6 V	19.2 ... 57.6 V
Supply voltage 2 Rated value
● Type of voltage 2 of the supply voltage	DC	DC	DC	DC
Supply voltage
● for DC	24 V	24 V	24 V	24 V
● for DC Rated value minimum	19.2 V	19.2 V	19.2 V	19.2 V
● for DC Rated value maximum	57.6 V	57.6 V	57.6 V	57.6 V
Product component fusing at power supply input	Yes	Yes	Yes	Yes
Fuse protection type at input for supply voltage	T 4 A / 125 V	T 4 A / 125 V	T 4 A / 125 V	T 4 A / 125 V
Consumed current maximum	0.75 A	0.75 A	0.75 A	0.75 A
Active power loss
● for DC at 24 V	17 W	17 W	17 W	17 W