Управляемые коммутаторы SCALANCE XR-300EEC Siemens

Область применения

Коммутаторы SCALANCE XR-300EEC являются идеальными изделиями для построения промышленных сетей предприятия и интеграции промышленных сетей в существующие корпоративные сети. Они позволяют выполнять обмен данными между приборами полевого уровня и более высокими уровнями управления, поддерживают широкий набор диагностических функций и высокую скорость обмена данными. Модульная конструкция позволяет выполнять оптимальную адаптацию коммутаторов к требованиям конкретных решаемых задач.

В основном коммутаторы SCALANCE XR-300EEC ориентированы на построение высокопроизводительных производственных сетей, имеющих интерфейс подключения к сети корпоративного уровня. Высокая стойкость к электромагнитным воздействиям позволяет использовать коммутаторы SCALANCE XR-300EEC на низковольтных и высоковольтных подстанциях.

Коммутаторы SCALANCE XR-300EEC позволяют использовать 16 встроенных электрических и до 8 опциональных электрических и/или оптических портов для построения линейных, звездообразных и кольцевых структур сети Industrial Ethernet. Дополнительно с их помощью могут создаваться резервированные соединения между различными сетями.

Звездообразная структура сети на основе коммутаторов SCALANCE XR324-4M EEC и X-300EEC

Наличие 4 слотов для установки 2-портовых конвертирующих модулей позволяет:

• увеличивать количество коммуникационных портов для подключения дополнительных сетевых узлов или подсетей;
• выбирать необходимое количество электрических и/или оптических портов.

Обзор

• Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE XR-300EEC (Enhanced Environmental Conditions) имеют частично модульную конструкцию, отличаются высокой производительностью, ориентированы на эксплуатацию в промышленных условиях и установку в 19" стойки управления. С их помощью могут формироваться электрические и/ или оптические сетевые структуры с линейной, звездообразной и кольцевой топологией и скоростью обмена данными 10/100/1000 Мбит/с.
• До 24 электрических и/ или оптических портов (10/100/1000 Мбит/с) на коммутатор, 16 из которых являются встроенными портами RJ45. Возможность установки до 4 электрических и/или оптических 2-портовых конвертирующих модулей в специальные слоты базового прибора.
• Широкий диапазон рабочих температур (-40 ... +70 °C, временно до +85 °C), 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.
• 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, Link Aggregation, Quality of Service), позволяющая выполнять простую интеграцию производственных сетей в существующие корпоративные сети.
• Дистанционная диагностика с использованием PROFINET диагностики, SNMP доступа, web браузера или CLI. 

Дизайн

Коммутаторы Industrial Ethernet серии SCALANCE XR-300EEC выпускаются в прочных металлических корпусах со степенью защиты IP20, ориентированных на установку в 19" стойки управления.

Коммутаторы оснащены:

• 4-полюсным терминальным блоком для подключения двух цепей =24 В в версии с питанием постоянным током.
• 3-полюсным терминальным блоком для подключения цепи ~230 в версии с питанием переменным током. 
• 2-полюсным терминальным блоком для подключения внешней цепи сигнального контакта.
• Набором светодиодов индикации состояний коммутатора (наличие питания, состояние соединений, обмен данными, состояние сигнального контакта).
• Кнопкой SELECT/SET для настройки сигнальной маски срабатывания сигнального контакта.
• Слотом для установки опционального модуля памяти C-PLUG, в котором могут быть сохранены параметры настройки прибора. Использование модуля C-PLUG позволяет выполнять замену коммутатора без повторного конфигурирования системы связи.

Типы коммуникационных портов:

• 16 встроенных портов RJ45 
  гнезда RJ45 промышленного исполнения с надежной фиксацией штекеров IE FC RJ45 Plug 180 с осевым отводом кабеля.
• 4 слота для установки 2-портовых конвертирующих модулей с электрическими и/или оптическими портами для подключения стеклянных оптических мультимодовых или одномодовых кабелей.
• Все электрические порты Ethernet обеспечивают поддержку скоростей обмена данными 10/100/1000 Мбит/с, 
  все оптические порты Ethernet обеспечивают поддержку скоростей обмена данными 100 или 1000 Мбит/с.
• Коммутаторы SCALANCE XR-300EEC обеспечивают поддержку гигабитного Ethernet (1000 Мбит/с) на уровне всех портов.
  24 порта коммутатора разбито на три группы по 8 портов в каждой (блокировка гигабитного Ethernet). Полная скорость обмена данными гигабитного Ethernet поддерживается в пределах каждой группы, но не между группами.

Версии приборов 

SCALANCE XR324-4MEEC (4 конвертирующих модуля)

Исполнения приборов: 

• Светодиоды, интерфейсы подключения кабелей питания и сетевых кабелей с фронтальной стороны корпуса.
• Светодиоды и интерфейсы подключения кабелей питания с фронтальной, интерфейсы подключения сетевых кабелей с тыльной стороны корпуса.

Все приборы имеют 4 слота для установки конвертирующих модулей, а также интерфейс подключения:

• одной цепи питания =24 В,
• двух цепей питания =24 В,
• одной цепи питания ~230 В или 
• двух цепей питания ~230 В.

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 XR-300EEC поддерживает те же функции для скорости обмена данными 100 Мбит/с. Время реконфигурирования сети не превышает 0.2 с.
• Резервированное подключение к корпоративным сетям
  Коммутаторы SCALANCE XR-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 XR-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..
• Быстрая замена вышедшего из строя прибора за счет сохранения параметров настройки в съемном модуле памяти C-PLUG.
• Группировка соединений (IEEE 802.1q) для защиты потоков данных.
• Обслуживание приоритетного обмена данными (IEEE 802.1p). 

Сетевые топологии и конфигурации 

Коммутаторы SCALANCE XR-300 позволяют адаптировать топологию сети Industrial Ethernet к структуре предприятия.

На их основе могут создаваться 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 объединяться в кольцевую структуру протяженностью до 150 км. При повреждении кольца время реконфигурирования маршрутов обмена данными не превышает 0.2 с.
• Несколько колец могут быть объединены в единую сетевую структуру через резервированные соединения.
• SCALANCE XR-300EEC обеспечивает поддержку протокола RSTP и позволяет выполнять резервированное подключение промышленных кольцевых сетей к сети корпоративного уровня.
• Звездообразная топология на базе SCALANCE XR-300EEC: 
  коммутатор SCALANCE XR-300EEC позволяет использовать до 24 коммуникационных портов для подключения сетевых узлов и подсетей и организации обмена данными между ними.

При построении сетевых структур необходимо учитывать следующие граничные условия:

• Максимальное расстояние между двумя соседними сетевыми узлами при использовании стеклянного оптического мультимодового кабеля может достигать:
  • 3000 м при 100 Мбит/с и 
  • 750 м при 1000 Мбит/с.
• Максимальное расстояние между двумя соседними сетевыми узлами при использовании стеклянного оптического одномодового кабеля может достигать:
  • 26000 м при 100 Мбит/с и 
  • 10000 м при 1000 Мбит/с.
• Максимальное расстояние между двумя соседними сетевыми узлами при использовании электрического TP кабеля может достигать:
  • 100 м при 100 Мбит/с c IE FC кабелем 2x2 и штекером IE FC RJ45 Plug 180,
  • 100 м при 1000 Мбит/с со стандартным IE FC кабелем 4x2 (90 м), модульной розеткой IE FC RJ45 и TP кордом (10 м),
  • 10 м при использовании TP корда.

Настройка и диагностика 

Настройки, выполняемые на приборе:

• Менеджер управления резервированием RM
  при включении в кольцо коммутатор SCALANCE XR-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.
• IP адреса
  IP адреса назначаются через DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Если DHCP сервер отсутствует или недоступен, то  IP адреса могут быть присвоены с помощью включенных в комплект поставки инструментальных средств.  

Диагностика:

• 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 XR-300 через сеть с компьютера, оснащенного Web браузером.
  • Дистанционный мониторинг через SNMP V1, V2c, V3: 
    защищенное подключение коммутаторов SCALANCE XR-300EEC через сеть к станции управления сетью.
  • Дистанционный мониторинг с использованием диагностики PROFINET IO:
    аварийный диагностические PROFINET сообщения от коммутаторов SCALANCE XR-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 RSTP.
• 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).
• 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 XR-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.
• Гибкие возможности расширения сети (например, для подключения дополнительных терминалов) и выбора необходимого набора дополнительных электрических и/ или оптических портов с помощью 2-портовых конвертирующих модулей. 
• Повышение надежности работы сети:
  • Использование резервированных цепей питания. 
  • 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

Дальнейшая информация

Для выбора коммутаторов Industrial Ethernet и конфигурирования их модульных вариантов можно воспользоваться инструментальными средствами Switch Selection Tool:

http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/39134641