西门子 SINAUT ST7
详细介绍
SINAUT ST7
通讯系统是SCADA系统最重要的组成部分之一，通讯解决方案的优劣将直接影响SCADA系统的性能和可靠性。SINAUT ST7为SCADA系统的广域网通讯问题提供强大而灵活的解决方案。
· SINAUT TIM 传输模块
TIM(Telecontrol Interface Module)是SINAUT ST7系统的核心硬件，其主要功能是通讯控制。TIM需要通过MD调制解调器模块、TC35 GSM调制解调器模块、RSM光纤连接模块或电台连接广域网。
TIM分为两个系列：
TIM 3x
· TIM 3x 不集成MPI接口.需要通过背板总线连接到S7-300,作为通讯处理器.
· TIM 3x 提供一个广域网接口,该接口可以是集成在模块内部的调节解调器，或者通过串口（RS232或RS485）连接外置或第三方的调制解调器..
· TIM 3xD 模块可以连接 DCF77 或 GPS无线时钟接收装置（选件）为系统提供准确时钟
TIM 4x
· TIM 4x 集成MPI接口. 可以通过背板总线连接S7-300,也可作为一个独立的设备通过MPI网连接S7-400或者上位机控制中心系统,比如ST7cc或者SINAUT CS7
· TIM 4x 一般集成 2个 广域网接口
· 一个是集成在内部的调制解调器
· 另一个是通过串口连接外置或第三方调制解调器.
· 两个广域网可以是相同或不同的,比如,一个专线网络加一个电话网络.
· TIM 4xD 模块可以连接 DCF77 或 GPS无线时钟接收装置（选件）为系统提供准确时钟.
· DCF77无线时钟
所有集成DCF77时钟功能的TIM模块（如TIM 3VD或TIM 44D）都可以通过天线接收DCF77时钟信号，TIM使用该时钟数据对整个网络中的过程站进行时钟同步。将TIM集成的DCF77无线时钟与室内或室外天线连接时，需要一根适配电缆，这根电缆的特点是带有一个能与一般天线相连接的BNC接头。
该适配电缆随每个带有集成DCF77无线时钟的TIM模块一起提供。备件可参看下面列出的订货号。除适配电缆外，还需选择天线。 在没有DCF77信号干扰源的建筑物内，可以安装室内天线。室内天线不要靠近电视机、监视器、电源线、日光灯等。 一个专业的无线时钟系统通常需要安装室外天线。对于室外天线，我们强烈建议使用防雷击装置。
· SINAUT MD调制解调器
与TIM模块相同，外置式SINAUT MD调制解调器模块也采用S7-300模块化封装，三种外置式SINAUT MD调制解调器模块：
MD2
用于多点连接的专线Modem，可作为一个中继使用，最高支持19,200bps。其中TF 频带用于 1200 和 2400 bps，而 3-35 kHz 频带用于 9600 和 19200 bps。
MD3
模拟电话网调制解调器，使用AT 或 V.25bis 指令操作，适用于使用拨号协议的终端对终端连接，适合的频率在 TF 频带中的 1200 和 33600 bps 之间。
同时可作为点对点或星型连接的专线网络，使用语音频段，最高支持33,600bps
MD4
数字ISDN网络调制解调器，使用AT 或 V.25bis 指令操作，最高支持64,000bps，提供密码保护功能。
上述Modem需连接到TIM的串口使用（TIM 3V/3VD以及所有TIM 4）
· GSM网络组件
通过GSM网络的数据传输可以通过TC35 GSM Kit来实现。
与SINAUT MD模块相同，TC35可以通过RS232串口与TIM模块进行连接，可选用的TIM模块包括TIM 3V/3VD以及所有TIM 4模块。
· RSM 光纤连接
如果选用光缆进行数据传输，而在该光缆上又未采用专用系统以发挥光纤的宽频带能力（例如PCM系统），则SINAUT RSM可提供廉价的光纤连接解决方案。
根据所使用的玻璃纤维及RSM模块类型的不同，连接距离最大可达20km而不必使用中继器。共有 3 个不同距离的光纤传输模块：
· RSM-S 可用于距离长达 50 m/164英尺 的网络段
· RSM-S 可用于距离长达 2.8 公里/1.75 英里的网络段
· RSM-E 可用于距离长达 20 公里/12.5 英里的网络段
根据距离和应用，可以使用各种类型的光缆：
· 塑料光纤 S980/1000（距离长达 50m/164ft）
· 玻璃渐变型或多模光纤（G50/125 或 G62.5/125；距离长达 2km 或 2.8km/1.25 或 1.75 英里）
· 玻璃单模光纤（E9/125；距离长达 20 公里/ 12.5 英里）
与SINAUT MD模块相同，SINAUT RSM可以通过RS485串口与TIM模块进行连接，可选用的TIM模块包括TIM 3V/3VD以及所有TIM 4模块。
· 过电压保护
目前网络中正在越来越多地集成进自动化站，在这些自动化站中，联网仍然在很大程度上是使用专用线路上的调制解调器来完成。然而，铜缆专线对外部电位的耦合和分布非常敏感。与外部电位的耦合可以是感性的，也可以是容性的，例如受到雷电的影响。绝缘性能差还可能引起直接电流耦合。
LTOP过压保护模块将干扰电压和过电压限制在允许范围内。另外，浮空变压器提供电气隔离，从而防止电压转移到线路的其他部分。
LTOP可保护人员及投资，是专线网络不可缺少的安全保护部件。
SINAUT ST7系统提供两种LTOP过压保护模块：
LTOP 1
带有一个线路变压器的过压保护模块，用于两线制电缆的起点或终点。
LTOP 2
带有两个线路变压器的过压保护模块，用于四线制电缆的起点或终点，或作为两线制电缆的中间节点。四线制电缆的中间节点需要一对LTOP 2
两种LTOP模块都带有一个RJ12接口，随MD2一起提供的WAN连接电缆可直接与该接口连接。
主要特性：
· LTOP 可在过电压到达敏感电子电路之前将其降低到能够容忍的数值。
· LTOP 可将线路网络按电的形式进行分段，这样就防止了寄生电压的形成。
· 当出现过电压时，LTOP 将会限制对受影响的网段的损坏。
· 保护装置包含于一个插入式过电压保护模块 (OPM) 中。可以在一个外部测 试装置中对该 OPM 进行测试，并且如有必要可对其更换而不会将传输线中
断。
· LTOP 可通过 RJ12 插头直接连接至 MD2 调制解调器。
LTOP部件：
· 用于一般保护的充有惰性气体的浪涌分流器
· 限制电压上升的电感
· 用于特定保护金属氧化物可变电阻（依赖于电压的电阻）
· 用于电隔离的变压器
· 用于限制变压器次级电压的抑制二极管
· 连接电缆
SINAUT提供一系列标准连接电缆，用于不同SINAUT组件之间的连接以及各种WAN连接。其中有一部分电缆随硬件模块一起提供，另外一些需要单独订货
· ST7 软件
SINAUT ST7标准软件包以CD-ROM提供，标准软件包分为三部分：
1. SINAUT TD7程序库，包含S7程序需要调用的各种功能块
2. 用于编程设备的SINAUT ST7组态软件
3. 用于TIM模块的软件
SINAUT TD7程序库
SINAUT TD7程序库是一个包含了CPU需要调用的各种功能块的软件包。绝大多数功能块设计运行于S7-300及S7-400，只有少数功能块是专门用于S7-300或S7-400的。
SINAUT ST7软件提供在CPU与CPU之间或CPU与ST7cc控制中心之间以事件驱动方式进行数据传输。连接失败、CPU或控制中心故障均可被显示。当故障排除后，数据将自动更新。如果需要，数据报文还可以被赋予时间标签。
除用于WAN数据传输外，SINAUT ST7软件还可用于CPU与CPU之间的本地通讯，这要求这些CPU与TIM通过MPI网连接在一起。同样，通讯连接及CPU状态均可被监视。当故障排除后，数据自动更新。
ST7cc控制中心
基于SIMATIC WinCC的SINAUT ST7cc是用于SINAUT ST7和SINAUT ST1的理想控制中心系统。
· ST7cc特性
SINAUT ST7cc需要与 WinCC一起运行在Windows NT/2000环境下。下图分别列出了ST7cc单系统及冗余系统的配置要求。
· 硬件及软件要求
带诊断功能的通讯主站
－SINAUT ST7cc通过MPI网络直接连接TIM作为通讯主站，不需要S7-CPU作为前置通讯主机
－通过专用的控件将网络上各节点的状态信息以图形的方式显示在WinCC画面上，并可通过这些控件直接对各节点进行控制
－当某个节点的通讯连接发生故障时，所有来自该节点的变量以灰色显示
－在通讯故障排除后，自动向所有受影响的节点发出一次连接请求以更新数据。
－对于测试目的，可以记录所有或选定节点的报文通讯量
· 过程数据的预处理
可以对二进制信息、模拟量、计数器值组态预处理，同时考虑到这些数据的时间标签，使最终的归档使用合理的时间标签。
二进制信息
－可以将二进制信息解释成单个开关量，也可以将几个连续的二进制位组合，用来表示一个对象的多种状态
－二进制数值作为WinCC变量
－二进制位触发WinCC事件及报警，并采用SINAUT时间标签归档
模拟量（瞬时值或平均值）
－模拟量线性标定（非标定值到物理值）
－经过线性标定的模拟量作为WinCC变量
－经过线性标定的模拟量作为WinCC归档数据源，并采用SINAUT时间标签
计数器值
－绝对计数器的溢出处理
－通过因子标定计数值
－自动计算规定时间间隔内的计数值
－当前时间间隔内的累计计数值作为WinCC变量
－规定时间间隔内的计数值作为WinCC归档数据源，并采用SINAUT时间标签
设定点
通讯系统是SCADA系统最重要的组成部分之一，通讯解决方案的优劣将直接影响SCADA系统的性能和可靠性。SINAUT ST7为SCADA系统的广域网通讯问题提供强大而灵活的解决方案。
· SINAUT TIM 传输模块
TIM(Telecontrol Interface Module)是SINAUT ST7系统的核心硬件，其主要功能是通讯控制。TIM需要通过MD调制解调器模块、TC35 GSM调制解调器模块、RSM光纤连接模块或电台连接广域网。
TIM分为两个系列：
TIM 3x
· TIM 3x 不集成MPI接口.需要通过背板总线连接到S7-300,作为通讯处理器.
· TIM 3x 提供一个广域网接口,该接口可以是集成在模块内部的调节解调器，或者通过串口（RS232或RS485）连接外置或第三方的调制解调器..
· TIM 3xD 模块可以连接 DCF77 或 GPS无线时钟接收装置（选件）为系统提供准确时钟
TIM 4x
· TIM 4x 集成MPI接口. 可以通过背板总线连接S7-300,也可作为一个独立的设备通过MPI网连接S7-400或者上位机控制中心系统,比如ST7cc或者SINAUT CS7
· TIM 4x 一般集成 2个 广域网接口
· 一个是集成在内部的调制解调器
· 另一个是通过串口连接外置或第三方调制解调器.
· 两个广域网可以是相同或不同的,比如,一个专线网络加一个电话网络.
· TIM 4xD 模块可以连接 DCF77 或 GPS无线时钟接收装置（选件）为系统提供准确时钟.
· DCF77无线时钟
所有集成DCF77时钟功能的TIM模块（如TIM 3VD或TIM 44D）都可以通过天线接收DCF77时钟信号，TIM使用该时钟数据对整个网络中的过程站进行时钟同步。将TIM集成的DCF77无线时钟与室内或室外天线连接时，需要一根适配电缆，这根电缆的特点是带有一个能与一般天线相连接的BNC接头。
该适配电缆随每个带有集成DCF77无线时钟的TIM模块一起提供。备件可参看下面列出的订货号。除适配电缆外，还需选择天线。 在没有DCF77信号干扰源的建筑物内，可以安装室内天线。室内天线不要靠近电视机、监视器、电源线、日光灯等。 一个专业的无线时钟系统通常需要安装室外天线。对于室外天线，我们强烈建议使用防雷击装置。
· SINAUT MD调制解调器
与TIM模块相同，外置式SINAUT MD调制解调器模块也采用S7-300模块化封装，三种外置式SINAUT MD调制解调器模块：
MD2
用于多点连接的专线Modem，可作为一个中继使用，最高支持19,200bps。其中TF 频带用于 1200 和 2400 bps，而 3-35 kHz 频带用于 9600 和 19200 bps。
MD3
模拟电话网调制解调器，使用AT 或 V.25bis 指令操作，适用于使用拨号协议的终端对终端连接，适合的频率在 TF 频带中的 1200 和 33600 bps 之间。
同时可作为点对点或星型连接的专线网络，使用语音频段，最高支持33,600bps
MD4
数字ISDN网络调制解调器，使用AT 或 V.25bis 指令操作，最高支持64,000bps，提供密码保护功能。
上述Modem需连接到TIM的串口使用（TIM 3V/3VD以及所有TIM 4）
· GSM网络组件
通过GSM网络的数据传输可以通过TC35 GSM Kit来实现。
与SINAUT MD模块相同，TC35可以通过RS232串口与TIM模块进行连接，可选用的TIM模块包括TIM 3V/3VD以及所有TIM 4模块。
· RSM 光纤连接
如果选用光缆进行数据传输，而在该光缆上又未采用专用系统以发挥光纤的宽频带能力（例如PCM系统），则SINAUT RSM可提供廉价的光纤连接解决方案。
根据所使用的玻璃纤维及RSM模块类型的不同，连接距离最大可达20km而不必使用中继器。共有 3 个不同距离的光纤传输模块：
· RSM-S 可用于距离长达 50 m/164英尺 的网络段
· RSM-S 可用于距离长达 2.8 公里/1.75 英里的网络段
· RSM-E 可用于距离长达 20 公里/12.5 英里的网络段
根据距离和应用，可以使用各种类型的光缆：
· 塑料光纤 S980/1000（距离长达 50m/164ft）
· 玻璃渐变型或多模光纤（G50/125 或 G62.5/125；距离长达 2km 或 2.8km/1.25 或 1.75 英里）
· 玻璃单模光纤（E9/125；距离长达 20 公里/ 12.5 英里）
与SINAUT MD模块相同，SINAUT RSM可以通过RS485串口与TIM模块进行连接，可选用的TIM模块包括TIM 3V/3VD以及所有TIM 4模块。
· 过电压保护
目前网络中正在越来越多地集成进自动化站，在这些自动化站中，联网仍然在很大程度上是使用专用线路上的调制解调器来完成。然而，铜缆专线对外部电位的耦合和分布非常敏感。与外部电位的耦合可以是感性的，也可以是容性的，例如受到雷电的影响。绝缘性能差还可能引起直接电流耦合。
LTOP过压保护模块将干扰电压和过电压限制在允许范围内。另外，浮空变压器提供电气隔离，从而防止电压转移到线路的其他部分。
LTOP可保护人员及投资，是专线网络不可缺少的安全保护部件。
SINAUT ST7系统提供两种LTOP过压保护模块：
LTOP 1
带有一个线路变压器的过压保护模块，用于两线制电缆的起点或终点。
LTOP 2
带有两个线路变压器的过压保护模块，用于四线制电缆的起点或终点，或作为两线制电缆的中间节点。四线制电缆的中间节点需要一对LTOP 2
两种LTOP模块都带有一个RJ12接口，随MD2一起提供的WAN连接电缆可直接与该接口连接。
主要特性：
· LTOP 可在过电压到达敏感电子电路之前将其降低到能够容忍的数值。
· LTOP 可将线路网络按电的形式进行分段，这样就防止了寄生电压的形成。
· 当出现过电压时，LTOP 将会限制对受影响的网段的损坏。
· 保护装置包含于一个插入式过电压保护模块 (OPM) 中。可以在一个外部测 试装置中对该 OPM 进行测试，并且如有必要可对其更换而不会将传输线中
断。
· LTOP 可通过 RJ12 插头直接连接至 MD2 调制解调器。
LTOP部件：
· 用于一般保护的充有惰性气体的浪涌分流器
· 限制电压上升的电感
· 用于特定保护金属氧化物可变电阻（依赖于电压的电阻）
· 用于电隔离的变压器
· 用于限制变压器次级电压的抑制二极管
· 连接电缆
SINAUT提供一系列标准连接电缆，用于不同SINAUT组件之间的连接以及各种WAN连接。其中有一部分电缆随硬件模块一起提供，另外一些需要单独订货
· ST7 软件
SINAUT ST7标准软件包以CD-ROM提供，标准软件包分为三部分：
1. SINAUT TD7程序库，包含S7程序需要调用的各种功能块
2. 用于编程设备的SINAUT ST7组态软件
3. 用于TIM模块的软件
SINAUT TD7程序库
SINAUT TD7程序库是一个包含了CPU需要调用的各种功能块的软件包。绝大多数功能块设计运行于S7-300及S7-400，只有少数功能块是专门用于S7-300或S7-400的。
SINAUT ST7软件提供在CPU与CPU之间或CPU与ST7cc控制中心之间以事件驱动方式进行数据传输。连接失败、CPU或控制中心故障均可被显示。当故障排除后，数据将自动更新。如果需要，数据报文还可以被赋予时间标签。
除用于WAN数据传输外，SINAUT ST7软件还可用于CPU与CPU之间的本地通讯，这要求这些CPU与TIM通过MPI网连接在一起。同样，通讯连接及CPU状态均可被监视。当故障排除后，数据自动更新。
ST7cc控制中心
基于SIMATIC WinCC的SINAUT ST7cc是用于SINAUT ST7和SINAUT ST1的理想控制中心系统。
· ST7cc特性
SINAUT ST7cc需要与 WinCC一起运行在Windows NT/2000环境下。下图分别列出了ST7cc单系统及冗余系统的配置要求。
· 硬件及软件要求
带诊断功能的通讯主站
－SINAUT ST7cc通过MPI网络直接连接TIM作为通讯主站，不需要S7-CPU作为前置通讯主机
－通过专用的控件将网络上各节点的状态信息以图形的方式显示在WinCC画面上，并可通过这些控件直接对各节点进行控制
－当某个节点的通讯连接发生故障时，所有来自该节点的变量以灰色显示
－在通讯故障排除后，自动向所有受影响的节点发出一次连接请求以更新数据。
－对于测试目的，可以记录所有或选定节点的报文通讯量
· 过程数据的预处理
可以对二进制信息、模拟量、计数器值组态预处理，同时考虑到这些数据的时间标签，使最终的归档使用合理的时间标签。
二进制信息
－可以将二进制信息解释成单个开关量，也可以将几个连续的二进制位组合，用来表示一个对象的多种状态
－二进制数值作为WinCC变量
－二进制位触发WinCC事件及报警，并采用SINAUT时间标签归档
模拟量（瞬时值或平均值）
－模拟量线性标定（非标定值到物理值）
－经过线性标定的模拟量作为WinCC变量
－经过线性标定的模拟量作为WinCC归档数据源，并采用SINAUT时间标签
计数器值
－绝对计数器的溢出处理
－通过因子标定计数值
－自动计算规定时间间隔内的计数值
－当前时间间隔内的累计计数值作为WinCC变量
－规定时间间隔内的计数值作为WinCC归档数据源，并采用SINAUT时间标签
设定点
