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1 概述

    根据通讯接口的不同，SINAMICS S120的控制单元分两类：

· 支持PROFINET IO的控制单元：CU310-2 PN，CU320-2 PN

· 支持PROFIBUS DP的控制单元：CU310-2 DP，CU320-2 DP

    对于支持PROFIBUS DP通讯的控制单元，可以使用Y-Link模板将CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余中。

    对于支持PROFINET IO通讯的控制单元，在固件版本V4.8之前，一直没有相应的解决方案。但从固件版本V4.8开始，SINAMICS S120加了一个新功能，开始支持与S7-400H冗余的PROFINET通讯。一个带有3个CU310-2 PN的S7-400H连接示意图，如图1-1所示。

 

图1-1  连接示意图：S7-400H与S120的PROFINET通讯

 

    S7-400H由两个相互冗余的控制器组成，两个CPU一用一备，双方通过光纤连接，保持数据同步。如果一个CPU故障停机，另一个CPU会立即投用，这大大了停机的风险，了可靠性。S120配合S7-400H使用时，同样具有以上优点，在一个CPU出现故障时S120无需停机，在切换CPU的中，上一个连接的设定值将被冻结并仍然有效。

    但是，目前这种配置不支持PROFINET IRT，不支持设备共享（Shared Device），而且只能使用控制单元的板载PN接口实现冗余。

 

2 通讯连接与配置

2.1 硬件需求

在SINAMICS S120配合S7-400H进行PN通讯时，需要以下硬件：

· SIMATIC S7-400H控制

带有PROFINET接口的H-CPU，型号为 41xH

· SINAMICS S120控制单元

带PROFINET接口的 控制单元，CU310-2 PN 或 CU320-2 PN

2.2 通讯拓扑

S120与S7-400H的PROFINET冗余通讯连接有两种拓扑结构。

2.2.1 不使用交换机的通讯拓扑

不使用交换机时，可以将S120控制单元上的两个PN接口分别与S7-400H的两个CPU相连接，如图2-1所示。

图2-1 不使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

 

2.2.2 使用交换机的通讯拓扑

可以使用交换机同时与S7-400H的两个CPU相连接，S120控制单元只使用一个PN接口与交换机相连接，如图2-2所示。

 

图2-2 使用交换机：S120与S7-400H的连接拓扑

2.3  硬件组态示例

使用SIMATIC PCS7可以完成项目硬件组态和后续调试。以2.2节中图2-1与图2-2的拓扑为例，其硬件组态如图2-3所示。

图2-3 硬件组态示例

说明

 SCALANCE XM400 交换机支持IGMP V3 和IGMP Snooping 来实现组播通讯。SCALANCE XM400 的组播通讯需要在主机和交换机之间实现 IGMP， 通过IGMP Snooping，侦听主机和交换机传送的不同类型 IGMP 报文来动态组播表，也就是建立组播MAC地址和端口号之间关系的组播表。

实现步骤

1. SCALANCE XM400 的可以通过 WEB 和CLI 等多种实现，这里以WEB页面为例。首先到 XM400页面，“Layer 2”-“Configuration” -“Dynamic Multicast”选择 “IGMP Snooping” 后，“Set Values”确认，如图1。

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图1

2. 步骤1也可以通过“Layer 2”-“Multicast”页面“IGMP Snooping” 实现，如图2。网络中如果有多台交换机设备，则至少一台 “IGMP Querier”来查询网络。至此，SCALANCE XM400 的组播功能已经。

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图2

3. 通过 “Information”-“Multicast” 查询当前的组播关系表，如图3

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图3

注意

1. SCALANCE XM400 交换机对组播IP地址是否有？

• 可用于组播的 IP 地址范围是：224.0.0.0-239.255.255.255，但是其中 224.0.0.0-224.0.0.255 被预留其他使用。

• SCALANCE XM400 交换机对组播IP地址会有判断，如果用户使用预留的 224.0.0.0-224.0.0.255的组播地址，该地址在交换机上不能写入组播表，或数据泛播。

• 224.0.1.0-238.255.255.255 为客户可用的组播地址范围。

2. 如果中包括其他类型交换机，需要注意什么？

• IGMP  协议分为三个版本：V1/V2/V3，SCALANCE XM400 交换机支持IGMP V3，V3可以兼容之前的版本，但是V1/V2不能兼容V3。

• 所 以如果网络中设备仅支持IGMP V1/V2 ，例如SCALANCE X 300/400，则需要选择IGMP V1/V2 的设备作为“IGMP Querier”，此时SCALANCE XM400 可以识别；但是如果SCALANCE XM400 V3 作为“IGMP Querier”，IGMP V1/V2不能识别，组播功能不能实现。

3. 怎样 SCALANCE XM400 交换机组播的更多信息？

• 通过CLI，可以或组态SCALANCE XM400 交换机组播的更多信息。

• 如图4，使用支持 Telnet 的小工具 PuTTY 访问SCALANCE XM400。

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图4

• 输入SCALANCE XM400的用户名/，到交换机的CLI 页面。

• 使用CLI 可以查询和设置交换机的信息，例如“show ip igmp snooping” 显示当前 IGMP 的信息，如图5。

• 注意1中的情况，也可以通过CLI 更改SCALANCE XM400 的IGMP 的版本到V1/2。可以通过SCALANCE XM400/X-500 命令行接口配置手册查询更多指令。

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图5

4. 为什么所有“IGMP Querier” 的 SCALANCE XM400 交换机查询报文使用相同的 IP 地址“10.0.0.1”？

• SCALANCE XM400 交换机并不使用交换机本身的 IP 地址进行IGMP 查询，如图6，输入命令 “show ip igmp snooping switch-ip” 显示当前IGMP 查询的源 IP地址，出厂默认都是：10.0.0.1。

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图6

• 如 果需要修改交换机参数，首先需要全局组态，输入“configure terminal” ；输入“ip igmp snooping switch-ip X.X.X.X ”，如图7，配置为192.168.0.200。注意，必须首先关闭交换机的 “IGMP Snooping” 功能，才可以修改。