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 SIEMENS 上海隆彥自動化科技有限公司

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應(yīng)用6ES7 312-1AE14-0AB0

CPU 312，zui小的 S7-300 CPU。滿足TIA簡單應(yīng)用的理想套件，實現(xiàn)諸如集成的通訊、數(shù)據(jù)管理和診斷等優(yōu)勢?？墒褂?/span>MPI或CP組網(wǎng)，但標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用是單機(jī)-非組網(wǎng)運行。I/O通常以一個集中式組態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。

設(shè)計

CPU 312 裝配有：

§   微處理器
處理器處理每個二進(jìn)制指令的時間達(dá)到 200 - 400 ns

§   擴(kuò)展存儲器
32 KB 高速 RAM (相當(dāng)于大約 10 K 的指令) 用于執(zhí)行相關(guān)的程序部分，為用戶程序提供充分的空間；
微存儲卡（zui大4 MB）作為程序的裝載存儲器，也允許在 CPU 中保存項目（包括完整符號和注解）。

§ 靈活的擴(kuò)展能力
多達(dá) 8 個模塊，（單排結(jié)構(gòu)）

§  多點接口 MPI
內(nèi)置 MPI 接口可以zui多同時建立 6 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立zui多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。

加關(guān)鍵詞
調(diào)查, 總結(jié), 概括, 綜述, 綜合評述, 工程效率, 性能, 全集成自動化, 自動化解決方案,  工程平臺1 解決方案 1.1 項目介紹 圖 1 PROFINET IO網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，用于SFC51/SFB52/SFB54的診斷。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交換機(jī)和ET200S, ET200Eco作為IO設(shè)備進(jìn)行連接。 ......

1 解決方案

1.1 項目介紹
圖 1 PROFINET IO網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，用于SFC51/SFB52/SFB54的診斷。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交換機(jī)和ET200S, ET200Eco作為IO設(shè)備進(jìn)行連接。

圖 1 PROFINET IO網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

本例中使用到的主要硬件和軟件如下：

1.2 硬件組態(tài)
按照1.1中的硬件在Step7中進(jìn)行組態(tài)。然后分配設(shè)備名，下載組態(tài)數(shù)據(jù)到CPU319中，具體設(shè)置設(shè)備名以及完成PROFINET通訊，請參考下載中心《S7-300 PROFINET IO 通訊快速入門》72325620

圖 2 Step7的硬件組態(tài)

其中，“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”總線的100表示PROFINET總線的序號。IO設(shè)備例如SCALACNE X和ET200上從1到5，表示PROFINET IO的設(shè)備號。

2 SFC51診斷

2.1 介紹
系統(tǒng)狀態(tài)列表(SSL)用于描述可編程邏輯控制器的當(dāng)前狀態(tài)。SSL的內(nèi)容只能通過系統(tǒng)功能進(jìn)行讀取，而不能修改。換言之，部分列表是虛擬列表，只是在有特殊請求時由CPU的操作系統(tǒng)所創(chuàng)建。
SFC 51 “RDSYSST” 系統(tǒng)功能用于讀取 “系統(tǒng)狀態(tài)列表” (簡寫為SSL)，部分列表或 CPU 的 SSL 列表摘錄。對于 PROFINET IO，這些 SSL包含了 I/O 模塊，PROFINET IO 主站系統(tǒng)或?qū)嶋H控制器的狀態(tài)信息。當(dāng)選擇所用的、特別是在一個中斷或啟動 OB 中使用的 SSL ID 時，必須注意的是 SFC 僅能同步執(zhí)行。如果執(zhí)行 SFC 之后，Busy 位激活表明幾個循環(huán)執(zhí)行一次 SFC，數(shù)據(jù)還沒有*讀出，因此數(shù)據(jù)是無效的。接收到的系統(tǒng)狀態(tài)列表數(shù)據(jù)記錄包括了診斷 PROFINET IO 設(shè)備上的信息概覽。
PN通信部分列表是虛擬列表，只是在有請求時由CPU的操作系統(tǒng)所創(chuàng)建。虛擬列表來自 CPU 內(nèi)部的PN IO控制器的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)由控制器的啟動和ALARM信息進(jìn)行維護(hù)和刷新。
可以使用在PROFINET IO診斷的SSL_ID:

通過SFC51只能獲取站或模塊的狀態(tài)信息，例如，丟站，或者該模塊有錯誤，并不能獲取模板的故障的詳細(xì)信息，例如哪一個模板的通道發(fā)生斷線，短路等。

2.2 編程
這里使用SFC51來讀取每一個站點的實際狀態(tài)，判斷該站是否發(fā)生丟站故障。在PLC中添加并下載空的OB86，防止測試丟站時，發(fā)生CPU停機(jī)現(xiàn)象。當(dāng)然也可以使用OB86來讀取每一個IO設(shè)備的實際狀態(tài)，但需要更多的編寫程序，關(guān)于使用OB86來獲取IO站點的狀態(tài)信息，請參考下載中心《使用OB8x診斷SIMATIC PLC(PN) 》87668286

按照上表在變量表中設(shè)置SSL_ID=0294 (MW2)和INDEX=16#64 (MW4)，其中16進(jìn)制64的十進(jìn)制為100，表示PROFINET總線的序號，請參考圖 2 Step7的硬件組態(tài)。添加要查看的變量，并使能M0.0為1。其中讀取到的數(shù)據(jù)記錄個數(shù)為1 (DB1.DBW2)，該數(shù)據(jù)記錄的長度為258bytes (DB1.DBW0)。DB1.DBW4表示PROFINET總線的序號，這里為100 (64H) 。對于DB1.DBB6為2#0011_1111，其中bit0表示組信息，如果為1，表示至少有一個IO設(shè)備與IO控制器進(jìn)行通訊，如果為0，表示IO站點全部丟失。Bit1~Bit5表示設(shè)備號1~5的IO設(shè)備的狀態(tài)，1表示IO設(shè)備存在，0表示IO設(shè)備丟站。至于其它Bit和高字節(jié)中的Bit依次類推，表示對應(yīng)IO設(shè)備的狀態(tài)。

圖 3 根據(jù)變量表查看設(shè)備狀態(tài)

根據(jù)這些位Bit1~5，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方與PLC通訊的HMI上進(jìn)行顯示，方便用快速發(fā)現(xiàn)和維護(hù)現(xiàn)場故障。

3 SFB52診斷

3.1 介紹
SIMATIC S7 診斷數(shù)據(jù)記錄提供了附加的詳細(xì)信息的診斷性能。系統(tǒng)功能塊SFB 52 “RDREC” 用于讀取這些數(shù)據(jù)記錄。
調(diào)用時，系統(tǒng)功能塊對要診斷的站ID進(jìn)行尋址，并以 INDEX 參數(shù)標(biāo)明要讀出的數(shù)據(jù)記錄。這可能是*機(jī)架或分布式組件(PROFIBUS DP或PROFINET IO)中的一個模塊。如果沒有診斷信息，則系統(tǒng)功能塊執(zhí)行后沒有輸出。由于 SFB 52 “RDREC” 是一個異步執(zhí)行的 SFB，即執(zhí)行過程橫跨幾個 SFB調(diào)用，因此該塊只能在循環(huán)操作中使用。不能在診斷 OB 或定時中斷 OB 中使用。除了出錯的精確位置外，SFB 52 診斷數(shù)據(jù)記錄還包含發(fā)生錯誤的類型信息。為了進(jìn)一步分析，可對該信息進(jìn)行評估。
在MLEN中要讀取的zui多字節(jié)數(shù)。目標(biāo)區(qū)域RECORD的選定長度至少應(yīng)等于
MLEN字節(jié)的長度。輸出參數(shù)VALID如為TRUE，則表明已將數(shù)據(jù)記錄成功傳送到目標(biāo)區(qū)域RECORD中。此時，輸出參數(shù)LEN包含所取得的數(shù)據(jù)的長度(以字節(jié)計)。輸出參數(shù)ERROR用以指示是否發(fā)生數(shù)據(jù)記錄傳送錯誤。如果發(fā)生錯誤，則輸出參數(shù)STATUS包含錯誤信息。
該功能塊屬于狀態(tài)驅(qū)動類型，可以在OB1或者其它循環(huán)OB塊中調(diào)用，用于讀取診斷記錄或者組態(tài)記錄等數(shù)據(jù)記錄。
PROFINET IO 設(shè)備模型說明了模塊化和緊湊型現(xiàn)場設(shè)備的結(jié)構(gòu)。 它根據(jù) PROFIBUS DP 的基本特性構(gòu)建。子模塊和 API 的定義已添加至設(shè)備模型，以增加 IO 設(shè)備的靈活性。
一個 PROFINET IO 設(shè)備包括一個或多個“邏輯設(shè)備”， 這些設(shè)備依次包含一個或多個 API（應(yīng)用程序進(jìn)程標(biāo)識符），至少包含 API 0。
設(shè)備的特性通過IO設(shè)備的基于XML的GSD(General Station Description)文件來描述?？梢酝ㄟ^PROFINET XML Viewer來讀取GSDXML文件。
涉及到分級的概念，AP，API，SLOT，SUBSLOT。每個尋址級別都有一組可用的診斷記錄和組態(tài)記錄。 通過記錄編號的首字母來區(qū)別各記錄組的診斷級別，如下圖 4 診斷級別。關(guān)于PROFINET IO設(shè)備模型和診斷的數(shù)據(jù)記錄結(jié)構(gòu)請參考 19289930

圖 4 診斷級別

3.2 編程
這里使用SFB52來讀取ET200S IM151-3PN FOC站點輸出模塊的狀態(tài)，例如斷線等，參考圖 5 ET200S FOC的硬件組態(tài)列表。在PLC中添加并下載空的OB82，防止測試斷線故障時，發(fā)生CPU停機(jī)現(xiàn)象。當(dāng)然也可以使用OB82來讀取IO設(shè)備的模塊狀態(tài)信息，但需要更多的編寫程序，關(guān)于使用OB82來獲取IO站點的模塊的狀態(tài)信息，請參考下載中心《使用OB8x診斷SIMATIC PLC(PN) 》87668286

圖 5 ET200S FOC的硬件組態(tài)列表

雙擊該站的2DO DC24V/0.5AHF模板，設(shè)置使能通道0相關(guān)的診斷“斷線”，參考圖 6 ET200S 2DO模塊的參數(shù)設(shè)置。

圖 6 ET200S 2DO模塊的參數(shù)設(shè)置

按照需要上表在變量表中設(shè)置ID=16#00008002 (MD8)和INDEX=16#800A (MW12)，其中8002表示該輸出模板的邏輯地址，請參考圖 4 ET200S FOC的硬件組態(tài)列表。添加要查看的變量，并使能Q2.0為1，此時激活斷線故障，DO模板、ET200S FOC接口模板以及CPU的SF燈亮。設(shè)置MLEN (MW14) 的數(shù)據(jù)長度為100，需要大于或等于實際讀取到的數(shù)據(jù)記錄的長度，否則無法讀到相關(guān)的診斷的信息。然后使能M0.2為1，讀取到的數(shù)據(jù)記錄如下圖 7 診斷數(shù)據(jù)記錄。其中zui后一個字DB2.DBW24為16#0006，表示在該站的2 (DB2.DBW10) 號槽，1 (DB2.DB12) 號子槽的通道0 (DB2.DBW20) 發(fā)生“斷路”故障，參考圖 8 ChannelErrorType編碼。更多詳細(xì)的通道故障類型信息，請參考 19289930
也可以更高一級的診斷級別，例如AR級，設(shè)置ID=16#00001FDF (MD8) 接口模板的診斷地址和INDEX=16#E00A (MW12) 也可以讀取到相同的診斷數(shù)據(jù)記錄，不過由于該級別zui高，那么可以獲得該站的各個模板和各個通道的詳細(xì)診斷信息。
根據(jù)故障類型的編碼，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方與PLC通訊的HMI上設(shè)置診斷信息并進(jìn)行顯示，方便用快速發(fā)現(xiàn)和維護(hù)現(xiàn)場故障。
需要注意在Step7中調(diào)用SFB52時，不要一直觸發(fā)REQ，也就是說REQ不要一直為1，在需要的時候調(diào)用該功能塊，因為一味的觸發(fā)會占用PLC更多的資源和占用更多的帶寬。

圖 7 診斷數(shù)據(jù)記錄

圖 8 

4 SFB54診斷

4.1 介紹
SFB "RALRM" 從外圍設(shè)備模塊(集中結(jié)構(gòu))或從DP從站或PROFINET IO設(shè)備組件
接收中斷及其所有相應(yīng)信息。然后將此信息提供給輸出參數(shù)。
帶有附加詳細(xì)輸出參數(shù)中的信息包含被調(diào)用OB的啟動信息以及中斷源的信息。由于要檢查外圍設(shè)備中斷，故只能在由CPU操作系統(tǒng)啟動的中斷OB中調(diào)用SFB 54。中斷 OB 外的 SFB 54“RALARM” 調(diào)用是不*的，因為此時不能獲取診斷狀態(tài)的重要信息。

在TINFO和AINFO數(shù)據(jù)緩存中，AINFO中的USI=16#8000 (WORD 26) 時快速獲得診斷的一些重要信息如下：
TINFO 的 WORD 20 站號.
AINFO 的 WORD 4 中斷類型
WORD 12 插槽號（SLOT）
WORD 28 通道號（CHANNEL）
WORD 32 出錯類型

4.2 編程
這里使用SFB54來捕獲ET200S IM151-3PN FOC站點輸出模塊的中斷狀態(tài)，例如斷線等，參考圖 5 ET200S FOC的硬件組態(tài)列表。在OB82中添加SFB54，用于捕獲斷線故障。當(dāng)然也可以使用OB82來讀取IO設(shè)備的模塊狀態(tài)信息，但需要更多的編寫程序，關(guān)于使用OB82來獲取IO站點的模塊的狀態(tài)信息，請參考下載中心《使用OB8x診斷SIMATIC PLC(PN) 》87668286

雙擊該站的2DO DC24V/0.5AHF模板，設(shè)置使能通道0相關(guān)的診斷“斷線”，參考圖 6 ET200S 2DO模塊的參數(shù)設(shè)置。

在OB82中加入SFB54 

在變量表中添加TINFO和AINFO的數(shù)據(jù)記錄。其中TINFO的WORD20為8005，表示PROFINET總線序號為100的系統(tǒng)中站號5發(fā)生故障。根據(jù)圖 9 AINFO變量表，可知AINFO中的DB4.DBW32為16#0006，表示在該站的2 (DB4.DBW12) 號槽，1 (DB4.DB14) 號子槽的通道0 (DB2.DBW28) 發(fā)生“斷路”故障，參考圖 8 ChannelErrorType編碼。更多詳細(xì)的通道故障類型信息，請參考 19289930

圖 9 AINFO變量表

根據(jù)故障類型的編碼，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方與PLC通訊的HMI上設(shè)置診斷信息并進(jìn)行顯示，方便用快速發(fā)現(xiàn)和維護(hù)現(xiàn)場故障。

關(guān)鍵詞
PROFINET IO, 診斷, 系統(tǒng)功能塊, SFC51/SFB52/SFB541 WinAC RTX的概念

WinAC RTX 是可實現(xiàn)S7控制器 (S7-300/400) 功能的軟PLC，即運行于帶 RTX 實時擴(kuò)展的Windows 上的一個應(yīng)用軟件。可以通過 Step 7 5.x 及TIA Portal 對其組態(tài)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C++等高級語言編程與 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(yīng)用
WinAC RTX 通過PC上安裝的PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)通信卡來擴(kuò)展分布式I/O或與其他S7 設(shè)備 (S7-200/300/400 PLC 、HMI、PG 等) 進(jìn)行通信。詳見圖 1 結(jié)構(gòu)圖。

圖 1 結(jié)構(gòu)圖

3 WinAC RTX 2010 的安裝

3.1 WinAC RTX 2010軟件包
WinAC RTX 2010 軟件包 (訂貨號為：6ES7671-0RC08-0YA0)包含如下組件：

• WinAC RTX 2010 DVD
– WinLC RTX V4.6 -- 軟PLC (以下章節(jié)對 WinAC RTX 與 WinLC RTX 不做區(qū)分)
– Automation License Manager V5.0 SP1 -- *管理器 V5.0 SP1
– IntervalZero RTX V9.1 SP2 (corresponds to IntervalZero RTX 2009) -- IntervalZero 實時擴(kuò)展
– WinAC Time Synchronization V4.2 -- WinAC 時間同步
– STEP 7 Hardware Update (HSP 211) for WinAC RTX 2010 on PC station, STEP 7 V5.5 or higher -- 硬件支持包
– STEP 7 Hardware Update (HSP 212, 135, 178) for WinAC RTX 2010 on S7 mEC, STEP 7 V5.5 or higher -- 硬件支持包
– SIMATIC NET CD 2008 (V7.1 SP2) and SIMATIC NET CD V8.0 including license for Softnet S7 Lean V8.0 2010 -- SIMATIC NET
– SIMATIC NET Manual Edition 06/2010 -- SIMATIC NET 手冊
• 其他
– -- 裝有*文件的U盤

提示！ WinAC RTX 的運行不依賴于 SIMATIC NET 。當(dāng)需要組態(tài)PC Station的通信接口或應(yīng)用組件，如OPC Server時需要安裝Simatic Net。

3.2 WinAC RTX 2010 安裝的硬件需求

• 單核或雙核處理器 900 MHz 或更高主頻，* 1 GHz 或更高主頻
• 至少 1 G 內(nèi)存

注意! WinAC RTX 只支持32位操作系統(tǒng)。

3.4 WinAC RTX 2010 安裝前的檢查

如果Windows 操作系統(tǒng)已安裝如下軟件，則先手動卸載，再重啟計算機(jī)。
• SIMATIC Windows Logic Controller (Basis，Basis Demo或 RTX)
• IntervalZero RTX 或 Ardence RTX
• SIMATIC WinAC CPU 41x-2 PCI
• SIMATIC NET CD Edition 2008之前版本的軟件

3.5 WinAC RTX 2010 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，全選圖 2 WinACRTX 安裝的軟件的內(nèi)容，然后按照安裝提示完成安裝過程。安裝過程中提示安裝*時可將 WinAC RTX 2010 套件所含U盤中的*文件安裝到硬盤?；蛳忍^，在完成安裝后通過*管理器安裝*。

圖 2 WinACRTX 安裝的軟件

提示！ RTX 2009 Runtime：Windows 的實時擴(kuò)展 Windows Logic Controller RTX V4.6： 軟PLC WinAC TimSync V4.2：WinAC 時間同步 Automation License Manager： *管理器

3.6 WinAC RTX 2010 安裝后系統(tǒng)的變化

• 桌面上增加了 Station Configuration Editor 圖標(biāo)， 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(shè)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 2010 的PC 配置的是多核 CPU，則在 Windows 啟動時會出現(xiàn)如下圖 3 啟動選擇畫面。

圖 3 啟動選擇畫面

選擇“ Microsoft Windows XP Professional – RTX MP Dedicated ”，意味著 WinLC RTX 與 Windows 各自獨享一個CPU內(nèi)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 共享與獨占工作模式所示。

圖 4 共享與獨占工作模式

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 ，詳見圖 5 操作界面。

圖 5 操作界面

圖 5 操作界面中區(qū)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(tài)。區(qū)域2中指示燈為WinLC RTX 運行狀態(tài)和運行時的故障指示。區(qū)域3中的按鈕RUN 和 STOP 作用與 S7-300/400 的模式選擇開關(guān)作用*，用鼠標(biāo)單擊來切換WinLC RTX 的運行模式。區(qū)域4中的按鈕MRES 用來復(fù)位存儲區(qū)，即清除Step 7 程序，復(fù)位內(nèi)存區(qū) (I、Q、M、T、C) ，加載默認(rèn)系統(tǒng)配置，刪除所有激活或打開的通信任務(wù)。
*次打開操作界面時，WinLC RTX 處于啟動狀態(tài)，STOP模式，即圖 5區(qū)域1中的ON指示燈點亮、區(qū)域2中的STOP指示燈點亮?？梢栽趫D 5的CPU菜單下選擇Shut Down Controller 用來關(guān)閉WinLC RTX ，作用相當(dāng)于S7-300/400 的斷電 (Power Off) 。而Start Controller 用來啟動WinLC RTX ，作用相當(dāng)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(qū)域3的RUN 和 STOP 按鈕切換WinLC RTX 的運行模式。如圖 6 運行界面所示。

圖 6 運行界面

提示！ 打開或關(guān)閉WinLC RTX 的操作界面不會影響WinLC RTX 的運行或狀態(tài)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(guān)于WinLC RTX 操作的詳細(xì)信息請參考 WinAC RTX 2010 用戶手冊的第五章。

5 WinAC RTX 的內(nèi)部架構(gòu)

圖 7 WinAC 內(nèi)部架構(gòu)所示的WinAC RTX 由兩部分組成，一部分運行于RTX 實時子系統(tǒng)中，用來執(zhí)行 Step 7 為 WinAC RTX 編制的控制程序，具有zui高優(yōu)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(fā)環(huán)境開發(fā)與WinAC RTX 交互的應(yīng)用程序。
PC 上并分配給 WinAC RTX 作為 SubModule 的 CP 卡可做為現(xiàn)場總線主站擴(kuò)展遠(yuǎn)程 I/O 。未分配給 WinAC RTX 的 CP 卡可與 SIMATIC NET 軟件一起做為 OPC Server 等應(yīng)用程序與外部 SIMATIC 控制器通信的接口，但不能連接遠(yuǎn)程 I/O 。

圖 7 WinAC 內(nèi)部架構(gòu)

關(guān)于RTX ： RTX 是 Windows 的一個實時擴(kuò)展，RTSS從概念上類似于其他Windows子系統(tǒng)（如Win32、DOS等），支持自己的運行環(huán)境和API。但是RTSS在一個方面有點重要區(qū)別：不使用Windows調(diào)度器，RTSS執(zhí)行它自己的實時線程調(diào)度。更進(jìn)一步，在一個單處理器環(huán)境中，所有的RTSS線程調(diào)度都發(fā)生在所有Windows調(diào)度之前，包括Windows管理的中斷和延遲過程調(diào)用Deferred Procedure Calls (DPCs)。RTX 具有128 個優(yōu)先級，每個優(yōu)先級均高于 Windows 及 Windows 驅(qū)動程序，且具有微秒級的響應(yīng)時間。RTX 提供了一個實時子系統(tǒng)，此子系統(tǒng)具有高速的、確定性的實時任務(wù)處理能力。執(zhí)行控制程序的 WinAC RTX 運行于此實時子系統(tǒng)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 2010 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 PC Station 編輯界面所示。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 V5.X或TIA Portal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(dāng)于將 S7-400的 CPU 安裝到無源底板的槽位中。

圖 8 PC Station 編輯界面

雙擊WinLC RTX 組件圖標(biāo)，打開WinLC RTX 組件屬性對話框，如圖 9 WinLC 屬性界面所示。

圖 9 WinLC 屬性界面

提示！ 如果在圖 8 PC Station 編輯界面中將 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(fù)此菜單項，需要在圖 8 PC Station 編輯界面中添加WinLC RTX 組件。

注意! 為 WinAC RTX 分配 SubModule 前應(yīng)先關(guān)閉 WinAC RTX，即在WinAC RTX 操作面板的 CPU 菜單項下選擇 Shutdown Controller。

圖 9 WinLC 屬性界面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(zui多四個)。選中下部可用的通信卡，按住鼠標(biāo)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。

可用作 WinAC RTX 的 SubModule 的通信卡：

• PROFIBUS 接口
– CP 5603
– CP 5613 V3 或 CP 5613 V6 或更高版本
– CP 5613 A2
– CP 5611 A2
– CP 5614 A2（主站）
– CP 5614 FO
– CP 5621
– CP 5623
– CP 5624（主站）
– SIEMENS PC 集成 CP 5611 PROFIBUS 接口: ASPC2 STEP E2 或 ASPC2 STEP R ASIC 芯片

• PROFINET 接口
– CP 1616, 硬件版本 8 或更高版本
– CP 1604, 硬件版本 7 或更高版本
– S7-mEC CP1616/ERTEC400_EC 集成接口
– SIMATIC PC 427B/477B 集成 CP 1616 接口
– SIMATIC PC 427C/477C 集成 CP 1616 接口
– SIMATIC PC 627B/677B 集成 CP 1616 接口
– SIMATIC PC 627C/677C 集成 CP 1616 接口
– SIMATIC Microbox PC 427B / Panel PC 477B 集成 In PRO/1000 PL 接口
– SIMATIC Box PC 627B / Panel PC 677B 集成 In PRO/1000 PL 接口
– SIMATIC Rack PC 847B 集成 In PRO/1000 PL 接口
– In PRO/1000 GT (PCI), In 82541PI 芯片組
– In PRO/1000 PL (集成), In 82573L 芯片組
– In PRO/1000 PT雙口服務(wù)器適配器（PCI-Express）
– In 9301 CT （PCI-Express）
– SIMATIC IPC427C/SIMATIC HMI IPC477C集成In 9301 CT
– SIMATIC IPC627C/SIMATIC HMI IPC677C, In 82574L 芯片組

注意! CP5611/21 通信卡zui多可插入1塊作為SubModule CP5613通信卡zui多可插入4塊作為SubModule CP1616/1604 或其它支持的以太網(wǎng)通信卡zui多可插入1塊作為SubModule 帶In 以太網(wǎng)控制芯片的以太網(wǎng)通信卡需要分配一個獨立的中斷號 .

WinAC RTX SubModule 支持的通信協(xié)議如下：
• PROFIBUS
– PG/OP communication
– S7 communication
– S7 routing
– PROFIBUS-DP I/O

• PROFINET
– PG/OP communication
– S7 communication
– S7 routing
– Open User Communication (TSEND/TRCV)
– PROFINET IO
– PROFINET CBA

作為 SubModule 的 PROFIBUS 通信卡CP5611/21 和 CP5613 具有診斷界面，可通過在 WinAC RTX 屬性對話框中選擇要診斷的通信卡，點擊 Diagnostic 按鈕來打開診斷界面，如圖 10 CP診斷界面。而作為 SubModule 的 PROFINET 通信卡沒有診斷界面。

圖 10 CP診斷界面

刪除SubModule 的操作剛好相反，即先在WinAC RTX 操作面板的 CPU 菜單項下選擇 Shutdown Controller 來關(guān)閉 WinAC RTX，然后在圖 9 WinLC 屬性界面中選中要刪除的 SubModule ，按住鼠標(biāo)左鍵將其拖動到下部的可用通信卡列表的空槽中，釋放鼠標(biāo)左鍵。重啟計算機(jī)后通信卡才能在其它地方使用(比如配置為PC Station 的通信卡) 。
在 Station Configuration Editor 里配置好 WinLC RTX 后，可根據(jù)實際情況在PC Station 里的其它虛擬插槽上插入WinCC Flexible RT(需安裝WinCC Flexible Runtime)、OPC Server、Application、IE General(需安裝 SIMATIC NET) 等組件。在 PC Station 的虛擬插槽中插入各組件就如同在 S7-400 背板上安裝 CPU、CP 等硬件模塊。硬件安裝完成后，需要在 Step 7 V5.X 或TIA Portal中進(jìn)行硬件組態(tài)，然后將硬件配置下載到 WinAC RTX 中。

7 WinAC RTX在 Step 7 V5.X中的組態(tài)
在Step 7 V5.X 中組態(tài)WinAC RTX請參考文檔：
WinAC RTX 2008 快速入門 第7章節(jié)。87669570

8 WinAC RTX 在TIA Portal中的組態(tài)

8.1 PC Station組態(tài)

序號	操作	圖示
1.	打開”Station Configuration Editor“選中 2 號插槽，并點擊”Add "按鈕。
2.	在彈出頁面中選擇”WinLC RTX”，并點擊”OK“按鈕。
3.	在彈出的頁面中點擊”Properties“按鈕。
4.	選中1號子插槽，并選擇需要的 Profibus 通信板卡，點擊”Add“按鈕。 同樣的操作，選擇2號子插槽，選擇需要的網(wǎng)卡，點擊”Add“按鈕。（本文檔以1號子插槽插入CP5611，2 號子插槽插入 In 82574L 網(wǎng)卡為例；用戶可根據(jù)實際需求選擇并設(shè)置通信接口）。
5.	完成子插槽的通信接口設(shè)置，點擊”OK“按鈕。
6.	同樣的操作，可根據(jù)實際需求，在 PC Station  的插槽中插入通信接口及應(yīng)用程序。本文檔以在1號槽中插入網(wǎng)卡，3號槽中插入”WinCC flexible RT“為例。 點擊”OK“按鈕，完成 PC Station 的組態(tài)。

8.2 WinAC RTX在TIA Portal中的組態(tài)

序號	操作	圖示
1.	點擊 ” Create new project“; 輸入項目名稱，設(shè)置項目文件存儲路徑； 點擊”Create“，完成項目創(chuàng)建。
2.	添加新硬件，本文檔以 IPC227D 為例。
3.	與 PC Station 的組態(tài)*，在2號插槽中插入”WinAC RTX“。
4.	設(shè)置 IPC227D 本體上的以太網(wǎng)接口。 選中左側(cè)以太網(wǎng)接口，設(shè)置其為SIMATIC WinAC 的通信接口。
5.	設(shè)置之后如圖所示，設(shè)置其 IP 地址。
6.	選中 IPC227D 右側(cè)以太網(wǎng)接口，將其設(shè)置為 SIMATIC PC STATION 的通信接口。
7.	設(shè)置完畢如圖所示。在 WinAC communication modules 中選擇CP5611 板卡，按住鼠標(biāo)左鍵將其拖拽至 WinAC RTX的1號子模塊插槽中。
8.	設(shè)置 Profibus 地址。
9.	在”SIMATIC HMI Application "中選擇 ”WinCC RT Advanced“，按住鼠標(biāo)左鍵，將其拖拽至 PC Station 的3號插槽。
10.	在 TIA Portal 中完成項目組態(tài)，此組態(tài)與 PC Station 的組態(tài)*。

 關(guān)鍵詞
WinAC， WinLC RTX 4.6，PC Station，TIA Portal，軟PLC1 WinAC RTX的概念

WinAC RTX 是可實現(xiàn)S7控制器 (S7-300/400) 功能的軟PLC，即運行于帶 RTX 實時擴(kuò)展的Windows 上的一個應(yīng)用軟件?？梢酝ㄟ^ Step 7 5.x 及TIA Portal 對其組態(tài)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C++等高級語言編程與 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(yīng)用
WinAC RTX 通過PC上安裝的PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)通信卡來擴(kuò)展分布式I/O或與其他S7 設(shè)備 (S7-200/300/400 PLC 、HMI、PG 等) 進(jìn)行通信。詳見圖 1 結(jié)構(gòu)圖。

圖 1 結(jié)構(gòu)圖

3 WinAC RTX 2010 的安裝

3.1 WinAC RTX 2010軟件包
WinAC RTX 2010 軟件包 (訂貨號為：6ES7671-0RC08-0YA0)包含如下組件：

• WinAC RTX 2010 DVD
– WinLC RTX V4.6 -- 軟PLC (以下章節(jié)對 WinAC RTX 與 WinLC RTX 不做區(qū)分)
– Automation License Manager V5.0 SP1 -- *管理器 V5.0 SP1
– IntervalZero RTX V9.1 SP2 (corresponds to IntervalZero RTX 2009) -- IntervalZero 實時擴(kuò)展
– WinAC Time Synchronization V4.2 -- WinAC 時間同步
– STEP 7 Hardware Update (HSP 211) for WinAC RTX 2010 on PC station, STEP 7 V5.5 or higher -- 硬件支持包
– STEP 7 Hardware Update (HSP 212, 135, 178) for WinAC RTX 2010 on S7 mEC, STEP 7 V5.5 or higher -- 硬件支持包
– SIMATIC NET CD 2008 (V7.1 SP2) and SIMATIC NET CD V8.0 including license for Softnet S7 Lean V8.0 2010 -- SIMATIC NET
– SIMATIC NET Manual Edition 06/2010 -- SIMATIC NET 手冊
• 其他
– Certificate of License (COL) --許可證書
– USB-Stick with License Keys -- 裝有*文件的U盤

提示！ WinAC RTX 的運行不依賴于 SIMATIC NET 。當(dāng)需要組態(tài)PC Station的通信接口或應(yīng)用組件，如OPC Server時需要安裝Simatic Net。

3.2 WinAC RTX 2010 安裝的硬件需求

• 單核或雙核處理器 900 MHz 或更高主頻，* 1 GHz 或更高主頻
• 至少 1 G 內(nèi)存

如下硬件已經(jīng)過測試并*使用：
• SIMATIC Microbox 427B, 427B PN
• SIMATIC IPC427C
• SIMATIC Panel PC 477B
• SIMATIC HMI IPC477C
• SIMATIC HMI IPC577C
• SIMATIC Box PC 627B
• SIMATIC IPC627C
• SIMATIC Panel PC 677B
• SIMATIC HMI IPC677C
• SIMATIC Box PC 827B, 827B PN
• SIMATIC IPC827C
• SIMATIC Rack PC 547B, 847B, 847B PN, 647B
• SIMATIC IPC547C, 647C, 847C
• SIMATIC Panel PC 577B
• SIMATIC S7-mEC, EC31

3.3 WinAC RTX 2010 安裝的軟件需求
WinAC RTX 2010支持下面所列出的操作系統(tǒng)：
• Microsoft Windows XP Professional, Service Pack 2
• Microsoft Windows XP Professional, Service Pack 3
• Microsoft Windows XP Embedded, Service Pack 2
• Microsoft Windows Embedded Standard 2009
• Microsoft Windows 7 Ultimate
• Microsoft Windows 7 Professional
• Microsoft Windows 7 Enterprise

注意! WinAC RTX 只支持32位操作系統(tǒng)。

3.4 WinAC RTX 2010 安裝前的檢查

如果Windows 操作系統(tǒng)已安裝如下軟件，則先手動卸載，再重啟計算機(jī)。
• SIMATIC Windows Logic Controller (Basis，Basis Demo或 RTX)
• IntervalZero RTX 或 Ardence RTX
• SIMATIC WinAC CPU 41x-2 PCI
• SIMATIC NET CD Edition 2008之前版本的軟件

3.5 WinAC RTX 2010 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，全選圖 2 WinACRTX 安裝的軟件的內(nèi)容，然后按照安裝提示完成安裝過程。安裝過程中提示安裝*時可將 WinAC RTX 2010 套件所含U盤中的*文件安裝到硬盤?；蛳忍^，在完成安裝后通過*管理器安裝*。

圖 2 WinACRTX 安裝的軟件

提示！ RTX 2009 Runtime：Windows 的實時擴(kuò)展 Windows Logic Controller RTX V4.6： 軟PLC WinAC TimSync V4.2：WinAC 時間同步 Automation License Manager： *管理器

3.6 WinAC RTX 2010 安裝后系統(tǒng)的變化

• 桌面上增加了 Station Configuration Editor 圖標(biāo)， 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(shè)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 2010 的PC 配置的是多核 CPU，則在 Windows 啟動時會出現(xiàn)如下圖 3 啟動選擇畫面。

圖 3 啟動選擇畫面

選擇“ Microsoft Windows XP Professional – RTX MP Dedicated ”，意味著 WinLC RTX 與 Windows 各自獨享一個CPU內(nèi)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 共享與獨占工作模式所示。

圖 4 共享與獨占工作模式

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 ，詳見圖 5 操作界面。

圖 5 操作界面

圖 5 操作界面中區(qū)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(tài)。區(qū)域2中指示燈為WinLC RTX 運行狀態(tài)和運行時的故障指示。區(qū)域3中的按鈕RUN 和 STOP 作用與 S7-300/400 的模式選擇開關(guān)作用*，用鼠標(biāo)單擊來切換WinLC RTX 的運行模式。區(qū)域4中的按鈕MRES 用來復(fù)位存儲區(qū)，即清除Step 7 程序，復(fù)位內(nèi)存區(qū) (I、Q、M、T、C) ，加載默認(rèn)系統(tǒng)配置，刪除所有激活或打開的通信任務(wù)。
*次打開操作界面時，WinLC RTX 處于啟動狀態(tài)，STOP模式，即圖 5區(qū)域1中的ON指示燈點亮、區(qū)域2中的STOP指示燈點亮?？梢栽趫D 5的CPU菜單下選擇Shut Down Controller 用來關(guān)閉WinLC RTX ，作用相當(dāng)于S7-300/400 的斷電 (Power Off) 。而Start Controller 用來啟動WinLC RTX ，作用相當(dāng)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(qū)域3的RUN 和 STOP 按鈕切換WinLC RTX 的運行模式。如圖 6 運行界面所示。

圖 6 運行界面

提示！ 打開或關(guān)閉WinLC RTX 的操作界面不會影響WinLC RTX 的運行或狀態(tài)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(guān)于WinLC RTX 操作的詳細(xì)信息請參考 WinAC RTX 2010 用戶手冊的第五章。

5 WinAC RTX 的內(nèi)部架構(gòu)

圖 7 WinAC 內(nèi)部架構(gòu)所示的WinAC RTX 由兩部分組成，一部分運行于RTX 實時子系統(tǒng)中，用來執(zhí)行 Step 7 為 WinAC RTX 編制的控制程序，具有zui高優(yōu)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(fā)環(huán)境開發(fā)與WinAC RTX 交互的應(yīng)用程序。
PC 上并分配給 WinAC RTX 作為 SubModule 的 CP 卡可做為現(xiàn)場總線主站擴(kuò)展遠(yuǎn)程 I/O 。未分配給 WinAC RTX 的 CP 卡可與 SIMATIC NET 軟件一起做為 OPC Server 等應(yīng)用程序與外部 SIMATIC 控制器通信的接口，但不能連接遠(yuǎn)程 I/O 。

圖 7 WinAC 內(nèi)部架構(gòu)

關(guān)于RTX ： RTX 是 Windows 的一個實時擴(kuò)展，RTSS從概念上類似于其他Windows子系統(tǒng)（如Win32、DOS等），支持自己的運行環(huán)境和API。但是RTSS在一個方面有點重要區(qū)別：不使用Windows調(diào)度器，RTSS執(zhí)行它自己的實時線程調(diào)度。更進(jìn)一步，在一個單處理器環(huán)境中，所有的RTSS線程調(diào)度都發(fā)生在所有Windows調(diào)度之前，包括Windows管理的中斷和延遲過程調(diào)用Deferred Procedure Calls (DPCs)。RTX 具有128 個優(yōu)先級，每個優(yōu)先級均高于 Windows 及 Windows 驅(qū)動程序，且具有微秒級的響應(yīng)時間。RTX 提供了一個實時子系統(tǒng)，此子系統(tǒng)具有高速的、確定性的實時任務(wù)處理能力。執(zhí)行控制程序的 WinAC RTX 運行于此實時子系統(tǒng)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 2010 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 PC Station 編輯界面所示。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 V5.X或TIA Portal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(dāng)于將 S7-400的 CPU 安裝到無源底板的槽位中。

圖 8 PC Station 編輯界面

雙擊WinLC RTX 組件圖標(biāo)，打開WinLC RTX 組件屬性對話框，如圖 9 WinLC 屬性界面所示。

圖 9 WinLC 屬性界面

提示！ 如果在圖 8 PC Station 編輯界面中將 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(fù)此菜單項，需要在圖 8 PC Station 編輯界面中添加WinLC RTX 組件。

注意! 為 WinAC RTX 分配 SubModule 前應(yīng)先關(guān)閉 WinAC RTX，即在WinAC RTX 操作面板的 CPU 菜單項下選擇 Shutdown Controller。

圖 9 WinLC 屬性界面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(zui多四個)。選中下部可用的通信卡，按住鼠標(biāo)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。