Zbuduj i sprawdź działanie różnych topologii sieci Ethernet/IP. Poznaj nowe funkcje przemysłowego przełącznika Stratix 5700.

Transkrypt

1 Zbuduj i sprawdź działanie różnych topologii sieci Ethernet/IP. Poznaj nowe funkcje przemysłowego przełącznika Stratix 5700.

2

3 Spis treści SPIS TREŚCI 3 ZAPOZNAJ SIĘ Z ŁATWOŚCIĄ IMPLEMENTACJI SIECI ETHERNET/IP W SYSTEMACH STEROWANIA MASZYN W OPARCIU O NOWE FUNKCJE SWITCHA STRATIX 5700 (100 MINUT). 5 O ĆWICZENIU 5 CO ZOSTANIE WYKONANE W ĆWICZENIU 5 ZANIM ZACZNIESZ 6 MATERIAŁY DO ĆWICZENIA 7 KONWENCJA OZNACZEŃ 8 ĆWICZENIE 1: WSTĘP DO STRATIX 5700 SERCA TWOJEJ SIECI ETHERNET/IP (5 MINUT) 9 O ĆWICZENIU 9 ĆWICZENIE 2: SIECI VIRTUAL LOCAL AREA NETWORKS (15 MINUT) 11 O ĆWICZENIU 11 WCZYTYWANIE KONFIGURACJI STRATIX TWORZENIE VLAN 14 WYKORZYSTANIE VLAN DO SEGMENTACJI SIECI 17 TESTOWANIE SEGMENTACJI SIECI Z WYKORZYSTANIEM VLAN 18 ĆWICZENIE 3: NETWORK ADDRESS TRANSLATION (30 MINUT) 21 O ĆWICZENIU 21 WCZYTYWANIE KONFIGURACJI POCZĄTKOWEJ STRATIX TWORZENIE INSTANCJI NAT 27 WGRYWANIE PROGRAMU LOGIX DO STEROWNIKA MASZYNY 32 ĆWICZENIE 4: TOPOLOGIA LINIOWA ZMNIEJSZ KOSZTY INFRASTRUKTURY ETHERNET/IP. (20 MINUT) 36 O ĆWICZENIU 36 DLACZEGO TOPOLOGIA LINIOWA? 36 ZBUDUJ I SKONFIGURUJ SWOJĄ PIERWSZĄ SIEĆ ETHERNET/IP O TOPOLOGII LINIOWEJ 37 PODSUMOWANIE ĆWICZENIA 42 ĆWICZENIE 5: DEVICE LEVEL RING ZWIĘKSZ DOSTĘPNOŚĆ SIECI Z TECHNOLOGIĄ EMBEDDED SWITCH TECHNOLOGY (30 MINUT) 43 O ĆWICZENIU 43 KONFIGURACJA DLR W STUDIO MONITOROWANIE I DIAGNOZOWANIE SIECI DLR 49 WYKORZYSTANIE RSLINX CLASSIC DO KONFIGURACJI DLR 53 PODSUMOWANIE ĆWICZENIA 54

4

5 Zapoznaj się z łatwością implementacji sieci EtherNet/IP w systemach sterowania maszyn w oparciu o nowe funkcje switcha Stratix 5700 (100 minut). O ćwiczeniu Bez wątpienia EtherNet/IP to sieć, która w ostatnich latach rozwinęła się najbardziej. Dzięki adaptacji najnowszych standardów IEEE i Common Industrial Protocol (CIP), wiele realizowanych za jej pośrednictwem zadań takich jak sterowanie serwonapędami czy bezpieczeństwem, pokazuje jak wszechstronna i jak duży potencjał ma sieć zapoczątkowana dekady temu Przekaz jest prosty: EtherNet/IP to jedna sieć dla wszystkich rodzajów komunikacji! Celem ćwiczenia jest zademonstrowanie dostępnych możliwości, podczas realizacji infrastruktury Ethernet, która będzie najlepsza dla Twojej aplikacji. Ponadto chcemy pokazać jak łatwo każdy może skonfigurować sieć EtherNet/IP - zarówno początkujący jak i zaawansowany użytkownik. W ćwiczeniu pokazane zostanie również jak wiele narzędzi diagnostycznych dla użytkowników EtherNet/IP zostało dostarczonych przez Rockwell Automation. Przedstawimy jak realizować zadania łatwiej, oszczędzając czas przy projektowaniu, utrzymaniu ruchu oraz rozwiązywaniu problemów. Co zostanie wykonane w ćwiczeniu W ćwiczeniu zapoznasz się z następującymi koncepcjami: Segmentacja sieci przy wykorzystaniu Virtual Local Area Networks (VLANs) Network Address Translation (NAT) dla łatwiejszej integracji sieci. Korzyści płynące z wykorzystania topologii Liniowej i Pierścienia. oraz dowiesz się jak z nich korzystać. Przedstawione zostanie w jaki sposób można konfigurować switche Stratix i inne urządzenia Ethernet/IP za pomocą Studio O Studio 5000 Co nowego? Studio 5000 to pierwsza ewolucja naszego środowiska Integrated Engineering Enviroment, stanowiąca fundament dla przyszłych narzędzi Automation Engineering Design i związanych z nimi możliwości. Umożliwia inżynierom projektowanie wszystkich elementów systemu sterowania w jednym miejscu. Jest to intuicyjne narzędzie typu wszystko w jednym i środowisko, które zwiększa efektywność, skracając czas projektowania i uruchomienia aplikacji. Logix Designer Studio 5000 to modułowy framework do zastosowań inżynieryjnych z zestawem wtyczek programowych pozwalających realizować wyspecjalizowane zadania. Na przykład, wtyczka główna Logix Designer, będzie odpowiedzialna za tworzenie projektów dla kontrolerów Logix. Pozwala ona przenieść interfejs użytkownika RSLogix 5000 do środowiska Studio 5000, udostępniającego nowe, wspólne komponenty. Komponenty te zapewniają większą AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 5 of 54

6 wydajność, skalowalność oraz usprawniają organizację środowiska projektowego Logix. Studio5000 jest wymagany dla wszystkich sterowników Logix o wersji firmware 21 lub wyższej. Przyszłość - View Designer Przyszłe wersje wyposażą Studio5000 w nowe wtyczki programowe, w tym View Designer. Jest to środowisko projektowania graficznego dla paneli dotykowych View Umożliwi ona projektowanie aplikacji PAC i HMI w obrębie jednego środowiska. Udostępnianie usług pomiędzy wtyczkami programowymi Studio 5000 umożliwi dzielenie przez aplikacje głównych komponentów, np. bazy zmiennych pomiędzy aplikacjami PAC i HMI. Zanim zaczniesz Zanim zaczniesz wykonywanie ćwiczenia, upewnij się że zostały zamknięte pozostałe aplikacje, które były włączone. Podczas ćwiczenia wykorzystany zostanie poniższy schemat adresowania IP: Tabela A: Adresowanie komponentów IP Urządzenie Adres IP 1783-ETAP AENTR E-IB8M8SOER E-OB8M8SR L36ERM BMS10CGN PanelView Plus PC

7 Materiały do ćwiczenia Na potrzeby ćwiczenia, zapewnione zostały poniższe materiały, umożliwiające jego wykonanie: Sprzęt W ćwiczeniu zostanie wykorzystany następujący sprzęt: Demonstrator CompactLogix 1769-L36ERM (11P024A) Demonstrator Kinetix osiowy (09P096D) z panelem PanelView Plus 1000 Demonstrator Stratix 5700 Kabel Ethernet 1585D-M4TBJM-1(nie jako część demonstratora) Oprogramowanie W ćwiczeniu zostanie wykorzystane następujące oprogramowanie: Studio5000 (v21.00) RSLinx Classic Gateway (v ) Pliki W ćwiczeniu zostaną wykorzystane następujące pliki. Wszystkie z nich są dostępne za pośrednictwem skrótu do katalogu Lab Files znajdującego się na Pulpicie. Lab_VLANs_start.ACD Lab_NAT_Lab3_Machine1.ACD Lab_NAT_Lab3_Line_Controller.ACD Lab_Topologies_Linear.ACD Lab_Topologies_DLR.ACD AUL33_Ethernet_Topologies.mer AUL33 Placard.pdf (przegląd przypisanych adresów IP na potrzeby ćwiczenia) AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 7 of 54

8 Konwencja oznaczeń W instrukcji zastosowano następującą konwencję oznaczeń, aby ułatwić korzystanie z materiałów ćwiczeniowych. Styl lub symbol: Wyrazy pogrubione (np., RSLogix 5000 lub OK) Wyrazy napisane pogrubioną kursywą, zawarty w cudzysłowach (np., 'Controller1') Oznacza: Element, na który należy kliknąć, lub nazwa menu, z którego należy wybrać opcję lub komendę. Będzie to aktualna nazwa elementu, który widzisz na ekranie lub w przykładzie. Element, na który musi zostać wprowadzony w odpowiednie pole. Jest to informacja, którą należy dostarczyć w oparciu o własną aplikację (np. zmienna). Uwaga: Kiedy wprowadzisz tekst w odpowiednie pole, pamiętaj, że nie należy wpisywać cudzysłowów; wystarczy wpisać słowa, które są zawarte między nimi (np. Controller1). Tekst zawarty w szarym polu to dodatkowe informacje dotyczące materiałów ćwiczeniowych, nie są one wymagane do ukończenia ćwiczenia. Może on dostarczyć pomocnych wskazówek, które ułatwią korzystanie z produktu. Autorzy najczęściej wykorzystują ten styl Tip Text do przekazania istotnych informacji, które powinny być przeczytane przez wykonujących ćwiczenie. Uwaga: Jeżeli nie określono, który przycisk myszy należy kliknąć, domyślnie chodzi o lewy przycisk myszy.

9 Ćwiczenie 1: Wstęp do Stratix 5700 Serca Twojej sieci Ethernet/IP (5 minut) O ćwiczeniu W ćwiczeniu dokonany zostanie przegląd wybranych funkcji switcha Stratix 5700 oraz przedstawione wprowadzenie do nomenklatury wykorzystywanej w ćwiczeniach z wykorzystaniem tego switcha. Poznajmy podstawowe charakterystyki switcha Stratix 5700 na podstawie zdjęcia: Wszystkie porty komunikacyjne są zlokalizowane po lewej stronie switcha. Górna grupa portów zawiera porty Fast 10/100 Base-TX. Dolna grupa portów zawiera porty Gigabit Ethernet. Są dwa złącza pomiędzy każdym z portów Gigabit; RJ-45 i SFP. Złącze RJ-45 umożliwia podłączenie kabla o standardzie Kategorii 5e lub wyższym. Port SFP jest wykorzystywany do podłączania kabli światłowodowych. SFP umożliwia wybór odpowiedniego światłowodowego urządzenia nadawczo-odbiorczego dla Twojej aplikacji. SFP (Small Form factor Pluggable) to małe moduły podłączane do switcha. Umożliwiają one wybór spośród różnych światłowodowych urządzeń nadawczo-odbiorczych. W zależności od szybkości i przewodu jaki ma zostać użyty, należy wybrać odpowiedni SFP. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 9 of 54

10 Pracując ze switchem zarządzalnym, istotne jest poznanie nazewnictwa portów oraz konwencji numeracji. Stratix 5700 wykorzystuje standard nazewnictwa Cisco: o o o Porty 10Mbps są oznaczone jako Ethernet (E) Porty 100Mbps są oznaczone jako FastEthernet (Fa) Porty 1Gbps są oznaczone jako Gigabit (Gi) Urządzenia Cisco są zwykle modułowe, wdrożenie takiej technologii wymagało określenia konwencji oznaczeń portów zawierającej: typ portu oraz numer modułu i portu. Na przykład, Fa2/5 odnosi się do portu o numerze 5 typu FastEthernet umieszczonym w module 2. W odróżnieniu od Stratix 8000, 5700 nie ma budowy modułowej zatem nazwa portu będzie zawsze odnosić się do modułu 1 będącego typu FastEthernet lub Gigabit. Są dostępne 2 porty typu Console zlokalizowane po prawej stronie switcha. Możliwe jest nawiązanie szeregowego połączenia (złącze RJ-45) lub USB z urządzeniem, dotyczy to całego sprzętu Cisco. Port typu console umożliwia dostęp do switcha za pośrednictwem interfejsu Command Line Interface (CLI) firmy Cisco. Po prawej stronie dostępne są dwa złącza zasilania. Switch można podłączyć do dwóch źródeł zasilania dla zapewnienia redundancji. Złącze Alarm Relays jest zlokalizowane w prawym dolnym rogu urządzenia. Dla zaszytego systemu alarmowania wykorzystywane są dwa konfigurowalne wejścia 24V DC i jedno wyjście. Stan przekaźników jest wskazywany przez zestaw diod LED. Slot na kartę Secure Digital (SD) jest zlokalizowany obok złącz Alarm Relays. Na karcie można wykonać kopię zapasową zarówno konfiguracji switcha, jak i Cisco IOS (systemu operacyjnego) oraz przywrócić ją na innych switchach bez konieczności podejmowania dodatkowych działań. Przycisk Express Setup znajduje się nad portami typu console. Express Setup umożliwia łatwą konfigurację switcha w sieci Ethernet/IP. Zestaw systemowych diod LED przedstawia stan switcha: LED EIP Mod EIP Net Setup Opis Wskazuje status switch Wskazuje status połączenia wej/wyj do switcha Wskazuje, że switch jest w trybie Express Setup Mode

11 Ćwiczenie 2: Sieci Virtual Local Area Networks (15 minut) O ćwiczeniu Od momentu powstania Ethernet, można obserwować ciągły rozwój sieci Local Area Networks wykorzystujących ten protokół. Rozrastające się i coraz bardziej złożone sieci, zaczęły wymagać odpowiedniego zarządzania ruchem w sieci, dla zapewnienia najlepszej wydajności. Segmentacja sieci jest jedną z metod wykorzystywanych do optymalizacji ruchu w sieci Ethernet. Łatwo zrozumieć, że przy zapewnieniu, aby każdy pakiet danych docierał tylko do urządzenia docelowego, można zredukować obciążenie switchy i routerów Ethernet, w efekcie zwiększając dostępność pasma. Dzielenie sieci LAN na mniejsze logiczne sieci, w formie podsieci IP jest znane większości użytkowników sieci Ethernet. Zasadniczo urządzenia mogą komunikować się tylko przy wykorzystaniu zestawu adresów IP zdefiniowanego w podsieci. Do nawiązania komunikacji z innymi urządzeniami spoza podsieci wymagane jest użycie routera. Mimo że, podsieci to wydajna metoda segmentacji, nie zapewnia ona kontroli całego ruchu wewnątrz segmentu. Dlaczego? Nie ma ona wpływu na transmisję typu broadcast. Transmisja typu broadcast jest obsługiwana w warstwie łącza danych ( Warstwa 2 modelu OSI Ethernet), a dla protokołów warstwy sieciowej (Warstwa 3) jest transparentna. Sieci Virtual Local Area Networks działają w Warstwie 2 i są w stanie obsługiwać wszystkie rodzaje transmisji (unicast, multicast i broadcast) wewnątrz segmentu. W ćwiczeniu zaprezentowane zostanie w jaki sposób VLAN jest zaimplementowany w switchach Stratix. Skonfigurujesz VLAN i zobaczysz w jaki sposób następuje separacja ruchu w sieci Ethernet. Wczytywanie konfiguracji Stratix 5700 Postępuj według poniższych kroków, aby wykonać tą sekcję ćwiczenia: 1. Upewnij się, że sprzęt wymagany na potrzeby tego ćwiczenia jest podłączony do switcha w następujący sposób: Urządzenie 1734-AENTR 1769-L36ERM PC Porty Fa1/2 Fa1/1 Gi1/1 2. Rozpocznijmy od wczytania odpowiedniej konfiguracji switcha Stratix Aby to wykonać, uruchom aplikację Studio 5000 Logix Designer z menu Start lub za pomocą skrótu na Pulpicie. 3. Z ekranu startowego wybierz Open Existing Project i odszukaj projekt o nazwie Lab_VLANs_start.ACD za pomocą skrótu Lab Files znajdującego się na pulpicie i katalogu AUL33. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 11 of 54

12 4. Wgraj teraz projekt CompactLogix zawierający konfigurację switcha klikając na ikonę Who active, wybierając sterownik 1769-L36ERM z poziomu sterownika AB_ETHIP-192 i klikając na Download.

13 5. Kliknij ponownie na Download po pojawieniu się okna dialogowego. 6. Przejdź do trybu Remote Run po zakończeniu wgrywania. 7. Kliknij dwukrotnie na switch Stratix (1783-BMS10CGN) znajdujący się w katalogu I/O Configuration. Uruchomi się okno konfiguracyjne Add-On Profile. 8. Za pomocą strzałek odszukaj zakładkę Save/Restore. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 13 of 54

14 9. W sekcji Exchange Configuration with Switch kliknij na Download i potwierdź przyciskiem Yes. 10. Wprowadź hasło: Rockwell i kliknij OK. 11. Zwróć uwagę, że diody LED EIP Net i EIP Mod na Stratix 5700 wyłączą się i włączą w sekwencji wskazującej na to, że odbywa się ponowne uruchomienie switcha. Może to zająć do 90 sekund. W tym czasie komunikacja Ethernet pomiędzy Studio5000, a sterownikiem CMX zostanie utracona. 12. Gdy switch uruchomi się ponownie, na co wskażą diody LED podłączonych portów świecące na zielono, zweryfikuj za pomocą RSLinx Classic czy widoczne są wszystkie urządzenia będące w sieci (oprócz PC). Tworzenie VLAN Postępuj według poniższych kroków, aby wykonać tą sekcję ćwiczenia: 13. Uruchom przeglądarkę Internet Explorer za pomocą skrótu znajdującego się na Pulpicie / Pasku szybkiego uruchamiania. 14. Wpisz adres i wciśnij Enter.

15 15. W oknie logowania, pozostaw puste pole User name i wprowadź hasło Rockwell. Kliknij OK. 16. Kliknij Continue w Startup Report. 17. Dashboard view to główny ekran Device Manager. a. Device Manager to sieciowe środowisko konfiguracyjne dla wszystkich zarządzalnych switchy Stratix z technologią Cisco. b. Widok ten wyświetla zestaw podstawowych informacji o urządzeniu i dane diagnostyczne. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 15 of 54

16 18. Z menu Contents znajdującego się po lewej stronie z folderu Configure wybierz VLANs. 19. Zauważysz, że jest już wprowadzona sieć VLAN o identyfikatorze (ID) 1 o nazwie default. Jest ona nazywana Management VLAN, co domyślnie oznacza interfejs zarządzania switchem i wszystkimi urządzeniami podłączonymi do niego. Wykorzystanie tylko domyślnego VLAN w switch zarządzalnym nie zapewnia segmentacji sieci. Najważniejszym aspektem tego ustawienia jest to, że transmisja będzie rozgłaszana do wszystkich podłączonych portów, w niektórych przypadkach mając niekorzystny wpływ na przepustowość sieci. 20. Utwórzmy nowy VLAN, który będzie wykorzystywany później do zaprezentowania w jaki sposób działa separacja ruchu w sieci. Kliknij na przycisk Create i uzupełnij dane w następujący sposób: VLAN Name: Machine_Control, VLAN ID: 2.

17 21. Kliknij Done, a następnie Submit aby zapisać zmiany w konfiguracji switcha. Ekran VLAN powinien wyglądać następująco: 22. Mimo, że w switchu zostały skonfigurowane 2 sieci VLAN, ich główna funkcjonalność separacja ruchu jeszcze nie działa. W kolejnej sekcji ćwiczenia zaprezentowane zostanie jak wykorzystać VLAN. Wykorzystanie VLAN do segmentacji sieci Jak zostało wcześniej wspomniane VLAN działa w Warstwie 2 modelu sieci OSI, zwanej warstwą łącza danych. Główną rolą VLAN jest separacja transmisji typu broadcast. Implementacja VLAN w sieci Ethernet pozwoliła na utworzenie wielu domen typu broadcast segmentów sieciowych, które maskują odpowiednią transmisję broadcast. W tej sekcji zostanie pokazane jak wykorzystać VLANs do segmentacji sieci Ethernet. 23. Drugim krokiem segmentacji sieci z wykorzystaniem VLAN jest określenie jaki rodzaj ruchu podlega danemu VLAN. Chcemy przypisać VLAN ID do każdego z portów dostępu switcha. Porty dostępu to takie, do których są podłączone urządzenia typu host (nie switche, routery, itp.). Kliknij na łącze Smartports znajdujące się w folderze Configuration. 24. Zauważ, że w początkowej konfiguracji switcha zdefiniowanych zostało kilka ról smartport na potrzeby ćwiczenia. Kliknij na Customize. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 17 of 54

18 25. Zauważ, że wszystkie porty zostały przypisane do tego samego Access VLAN: default - 1. Ustawienie to wynika z początkowej konfiguracji switcha z jednym VLAN. Teraz po utworzeniu dodatkowego VLAN, można zmienić ustawienia. 26. Zmień Access VLAN dla portów Fa1/3, Fa1/4, Fa1/5 na Machine_Control 2 za pomocą menu rozwijalnych. 27. Kliknij Done, a następnie Submit, aby zapisać zmiany w konfiguracji switcha. W tym punkcie udało nam się skonfigurować 2 sieci VLAN i przypisać porty do obu z nich. W kolejnej sekcji przetestujemy tą konfigurację i uzyskamy więcej informacji dotyczących segmentacji przy wykorzystaniu VLAN. Testowanie segmentacji sieci z wykorzystaniem VLAN W tej sekcji ćwiczenia dowiesz się jak działa segmentacja sieci z wykorzystaniem VLAN. Poprzez łączenie urządzeń z VLAN w różnych konfiguracjach, zaobserwujemy czy następuje pomiędzy nimi komunikacja. 28. Przejdź do Studio 5000 i do trybu Online sterownika. Zwróć uwagę na zawartość folderu I/O Configuration. Sterownik L36ERM posiada zdefiniowane połączenie wej/wyj z wyspą POINT I/O. Pozwoli ono na monitorowanie połączeń w obrębie VLAN.

19 29. Zwróć uwagę, że połączenie jest nawiązane. Teraz, przełącz adapter POINT I/O z portu Fa1/2 do Fa1/ Co się stało? Sterownik nie może nawiązać połączenia ze zdalnymi wej/wyj. Dlaczego? 31. Adapter 1734-AENTR znajduje się teraz w obrębie sieci VLAN 2 podczas, gdy sterownik i PC znajdują się w VLAN Aby zweryfikować tą sytuację, spróbujmy wysłać ping do urządzenia AENTR. Aby to wykonać, otwórz menu Start i wpisz cmd w polu wyszukiwania, aby odszukać plik cmd.exe. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 19 of 54

20 33. Przejdź w tryb offline z kontrolerem. W oknie poleceń, wprowadź ping i obserwuj wynik. 34. Teraz podłącz kabel CMX z portu Fa1/1 do Fa1/3 i obserwuj zachowanie adaptera AENTR POINT I/O. Po kilku sekundach wszystkie diody LED powinny ponownie zaświecić się na zielono, a 2 wyjścia cyfrowe powinny zmieniać swój stan co sekundę. 35. Podłącz kabel PC z Gi1/1 do Fa1/5. Przejdź do trybu online sterownika lub wykonaj ping do jednego z urządzeń, aby sprawdzić łączność. Zwróć uwagę, pomimo że wszystkie urządzenia są w sieci VLAN2, sterownik nie może nawiązać połączenia ze switchem Stratix Dzieje się tak, ponieważ interfejs CIP switcha może być przyporządkowany do dowolnego VLAN, a domyślnie pozostał jako VLAN 1. W obecnej konfiguracji nie uda się połączyć z przeglądarką internetową. Dlaczego? Management VLAN również jest w VLAN 1. Zawsze pamiętaj o powyższych aspektach podczas korzystania z VLAN w Twojej sieci. 36. Zakończmy tą część ćwiczenia poprzez ponowne połączenie urządzeń do początkowej topologii. Podłącz urządzenia następująco: Urządzenie 1734-AENTR 1769-L36ERM PC 37. Zamknij projekt Studio Port Fa1/2 Fa1/1 Gi1/1

21 Ćwiczenie 3: Network Address Translation (30 minut) O ćwiczeniu NAT to technologia zapewniająca producentom maszyn oraz automatykom elastyczność, aby budować maszyny wykorzystując te same adresy IP. Funkcja ta umożliwia maszynom komunikację w obrębie większego środowiska produkcyjnego, wymagającego unikalnych adresów IP. NAT zapewnia również odpowiedni poziom zabezpieczeń, udostępniając urządzenia końcowe większym środowiskom tylko wtedy, kiedy jest to konieczne. Implementacja NAT w Stratix 5700 jest jedną z najszybszych i najprostszych metod. Stratix 5700 zapewnia większą elastyczność układu sterowania i posiada wbudowane protokoły odporności sieci i redundancji. Wyobraź sobie fabrykę, której znajduje się 16 wtryskarek. Każda z nich jest zbudowana w oparciu o system CompactLogix z POINT I/O. Każda z 16 maszyn jest identyczna, pochodząca od tego samego producenta. Każda z maszyn musi być podłączona do sieci fabrycznej/korporacyjnej dla umożliwienia nadzoru oraz wykonywania funkcji HMI i Historian. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 21 of 54

22 Bez NAT: Z NAT: OEM musiałby nadać 16 różnych zestawów adresów IP OEM musiałby obsługiwać 16 różnych plików ACD Zmiana na maszynie wymagałaby wykonania 16 zmian w fabryce lub u producenta maszyn. Każda maszyna może zostać skonfigurowana z tym samym zestawem adresów IP Liczba obsługiwanych projektów zostaje ograniczona do jednego. Opis problemu: Na potrzeby ćwiczenia, wyobraź sobie, że posiadasz linię produkcyjną napełniającą butelki z napojami. Posiadasz wiele maszyn stworzonych przez tego samego OEM i skonfigurowaną z tymi samymi adresami IP. Butelki są napełniane i przenoszone do segmentu kapslującego linii. Należy zapewnić odpowiedni nadzór koordynujący pracę segmentu napełniającego i kapslującego. Każda stacja zostanie połączona do nadzorującego Sterownika Linii za pomocą sterownika Maszyny reprezentującego każdą z maszyn napełniających. Oznacza to, że będzie kilka identycznych maszyn napełniających komunikujących się ze Sterownikiem Linii. Chcemy: obsługiwać 1 program Logix dla wszystkich maszyn napełniających. aby nie było konieczności konfigurowania nowego adresu IP dla każdego z urządzeń maszyny napełniającej

23 połączyć się ze Sterownikiem Linii, aby zapewnić nadzór. Problem polega na tym, że każda z maszyn jest identyczna, zatem jeżeli podłączymy je w obecnym stanie, otrzymamy błędy zduplikowanych adresów IP w sieci. W tym ćwiczeniu zostanie przedstawiony proces konfiguracji NAT dla switcha Stratix 5700, który umożliwi przypisanie urządzeniom ze skonfigurowanym prywatnym adresem IP, adresu publicznego, pozwalającego na komunikację z urządzeniami po stronie prywatnej i publicznej jak pokazano na poniższym diagramie. Switch warstwy 3 nie jest wykorzystywany w tym ćwiczeniu i wszystkie urządzenia są przypisane do tego samego VLAN. Skonfigurujemy NAT, aby umożliwić komunikację (produkcję/konsumpcję) pomiędzy dwoma sterownikami (Linii i Maszyny), które będą powodowały uruchamianie wejść/wyjść (1734- OB8 OUT0) zaświecą na zielono. Adres IP Sterownika Linii jest już przypisany do sieci publicznej. Jak pokazano na poniższym diagramie, sieć publiczna to /24, a prywatna to /24. Kiedy nie odbywa się routing w urządzeniu w warstwie 3: Urządzenia w prywatnej podsieci będą komunikować się z urządzeniami publicznej sieci przy wykorzystaniu translacji adresów publicznej do prywatnej Urządzenia publiczne zawsze będą wykorzystywały translację prywatną do publicznej urządzeń do komunikacji z urządzeniem w sieci prywatnej Innymi słowy, urządzenia prywatne zawsze będą wykorzystywały docelowy prywatny adres IP, a publiczne będą wykorzystywały docelowy publiczny adres IP. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 23 of 54

24 W tej chwili przedstawione warunki mogą wydawać się skomplikowane, jednak w dalszej części ćwiczenia zostaną one wyjaśnione poprzez zastosowanie ich w praktyce. Okablowanie na potrzeby Ćwiczenia 3 Konfiguracja ćwiczenia zostanie zrealizowana na podstawie poniższego schemata połączeniowego. Upewnij się, że kabel łączący Centralny Stratix 5700 jest odłączony od portu Gi 1/2. Urządzenie Port CompactLogix 5370 L36ERM - Machine 1 Fa 1/1 POINT I/O AENTR Fa 1/2 PC Gi 1/1 Przypisanie adresów IP Aby przypomnieć sobie adresowanie IP na potrzeby tego ćwiczenia, przejdź ponownie do Tabeli A: Adresowanie komponentów IP W tym ćwiczeniu nie jest wykorzystywane urządzenie warstwy 3, jak może to być realizowane w niektórych sieciach przemysłowych, mimo to aby skonfigurować NAT musimy zdefiniować poniższe translacje: Translacja prywatna-do-publicznej dla każdego urządzenia prywatnej podsieci, które wymaga komunikacji z publiczną podsiecią (tak samo jak gdyby wykorzystywane było urządzenie warstwy 3) Translacja publiczna-do-prywatnej dla każdego z urządzeń publicznej podsieci wymagającego komunikacji w podsieci prywatnej.

25 Wczytywanie konfiguracji początkowej Stratix 5700 Wykonaj poniższe kroki, aby wczytać odpowiednią konfigurację Stratix 5700: 1. Uruchom aplikację Studio 5000 Logix Designer z folderu Logix znajdującego się w Menu Start lub pasku narzędzi Quick Lauch. 2. Z ekranu startowego wybierz Open Existing Project i odszukaj projekt o nazwie Lab_NAT_Lab3_Machine1.ACD za pomocą skrótu Lab Files znajdującego się na pulpicie i z folderu AUL Wgrajmy projekt CompactLogix zawierający konfiguracje switcha, klikając na ikonę Who active, wybierając sterownik 1769-L36ERM z poziomu drivera AB_ETHIP-192 i klikając Download. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 25 of 54

26 4. Kliknij ponownie Download po pojawieniu się okna dialogowego z ostrzeżeniem. 5. Po wgraniu projektu, przejdź do trybu Remote Run sterownika. 6. Nie przejmuj się jeżeli w projekcie znajdują się urządzenia wej/wyj, które nie odpowiadają. Odpowiednia konfiguracja switcha jeszcze nie została wczytana. Zrealizujmy to teraz. 7. Kliknij dwukrotnie na switch Stratix (1783-BMS10CGN) znajdujący się w folderze I/O Configuration. Uruchomi się okno konfiguracyjne Add-On Profile. 8. Za pomocą przycisków ze strzałkami przewijaj zakładki, aż odnajdziesz zakładkę o nazwie Save/Restore.

27 9. W sekcji Exchange Configuration with Switch kliknij przycisk Download i potwierdź klikając na Yes. 10. Wprowadź hasło: Rockwell i kliknij OK. 11. Zwróć uwagę, że po kilku sekundach diody LED EIP Net i EIP Mod na Stratix 5700 sekwencyjnie wyłączą się i włączą, co wskazuje na to że switch jest uruchamiany ponownie. Może to zająć do 90 sekund. W tym czasie komunikacja Ethernet pomiędzy Studio5000 i CMX jest utracona. Gdy switch uruchomi się ponownie, na co wskażą diody LED podłączonych portów świecące na zielono, zweryfikuj za pomocą RSLinx Classic czy widoczne są wszystkie urządzenia podłączone do switcha. Tworzenie instancji NAT Wykonaj poniższe kroki aby skonfigurować Network Address Translation. 1. Jeżeli nie jest jeszcze otwarty, uruchom Internet Explorer i połącz się ze switchem Stratix 5700 wpisując adres IP Pole z nazwą użytkownika pozostaw puste, a jako hasło wpisz Rockwell. 2. Kliknij Continue w oknie Startup Report. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 27 of 54

28 3. W kolumnie Contents, rozwiń folder Configure i kliknij na NAT. 4. Na stronie NAT kliknij Create. 5. Wpisz Lab_3 jako nazwę instancji.

29 6. Wybierz VLAN i Interfejs, dla których konfigurujemy NAT. W tym przypadku są to Gi1/2 i VLAN 10 (Pozostaw zaznaczone VLAN 10 i odznacz wszystkie pozostałe VLAN, także dla portu Gi1/1) 7. Przejdźmy dalej i utwórzmy wejście prywatne do publicznego dla PC i sterownika Maszyny klikając na Create Entry/Range. Uwaga: Użyj plakietki znajdującej się na stole, aby odnaleźć listę publicznych adresów IP przypisanych do Twojej stacji roboczej. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 29 of 54

30 8. Użyj publicznych adresów IP z plakietki, aby utworzyć wejścia dla PC i sterownika Maszyny. Prywatne adresy IP dla CMX i PC to kolejno i Kiedy nie występuje urządzenie Warstwy 3 (lub nie jest wykorzystywane), każde urządzenie w sieci publicznej, które wymaga komunikacji z urządzeniami z sieci prywatnej, będzie potrzebowało wejścia (wpisu) publicznego do prywatnego w tabeli Public to Private. 9. Kliknij na zakładkę Public to Private.

31 10. Kliknij na przycisk Create Entry/Range. 11. W tym wejściu przypisany zostanie unikalny prywatny adres IP do urządzenia publicznego. Sterownikowi Linii CMX znajdującemu się w publicznej sieci nadamy prywatny adres IP (jak pokazano poniżej). 12. Kliknij Done. 13. Kliknij Done. 14. Kliknij Submit. 15. Podłącz kabel łączący Twoją stację roboczą do portu Gi 1/2 Centralnego switcha. 16. Zapytaj instruktora, aby zweryfikował konfigurację NAT, aby upewnić się, że w sieci publicznej nie nastąpią konflikty. Podłączy on drugi koniec kabla Ethernet do Centralnego switcha Stratix AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 31 of 54

32 Wgrywanie programu Logix do Sterownika Maszyny Po implementacji NAT w Twojej sieci, bardzo ważne jest zrozumienie w jaki sposób korzystać z adresów IP skonfigurowanych w urządzeniu oraz z ich translacji. Pozwoli to na określenie czy komunikacja może nastąpić. 1. Teraz należy edytować program Studio 5000 maszyny, aby skomunikować się ze Sterownikiem Linii. W programie, należy przypisać adres IP dla Sterownika Linii. Spójrzmy na diagram i zobaczmy czy możemy określić, który adres IP należy wykorzystać. Maszyna napełniająca znajduje się w prywatnej podsieci i odkąd nie mamy urządzenia Warstwy 3 w naszej sieci, oznacza to że może ona komunikować się jedynie z urządzeniami, które są w podsieci Zatem, aby maszyna napełniająca komunikowała się ze Sterownikiem Linii, musimy wykorzystać translację prywatnego adresu Sterownika Linii Podobnie, jeżeli Sterownik Linii wymaga komunikacji z maszyną napełniającą, będzie wykorzystywać translację adresu publicznego maszyny (bazując na numerze stacji, np dla Stacji 1).

33 2. Przejdź z powrotem do Studio 5000 i projektu Lab_NAT_Lab3_Machine1.ACD, który powinien być już otwarty. 3. Kliknij dwukrotnie na 1769-L36ERM Line Controller. 4. W zakładce General w sekcji Ethernet Address wprowadzony jest adres publiczny. Należy to zmienić. 5. Wiedząc, że prywatny adres sterownika linii znajduje się w podsieci /24, kliknij na pole wyboru Private Network i wpisz w ostatnim oktecie 222 jak pokazano poniżej: 6. Kliknij OK. 7. Teraz wgramy program do maszyny. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 33 of 54

34 8. Aby wgrać program do sterownika przejdź do menu Communications i wybierz Download jak pokazano poniżej. 9. Kliknij Download. 10. Kliknij Yes aby sterownik przeszedł ponownie do trybu Remote Run. Jeżeli nie wyskoczy poniższe powiadomienie, przejdź do Communications i wybierz Run Mode. 11. Zwróć uwagę czy dioda OUT0 na 1734-OB8 mruga?? Jeżeli tak, to udało Ci sie ukończyć tę sekcję ćwiczenia. Jeżeli nie, zweryfikuj czy kolejne kroki zostały wykonane poprawnie lub skonsultuj się z instruktorem.

35 12. Zamknij projekt Studio Podsumowanie Ćwiczenia 3 W tym ćwiczeniu zostało pokazane, w jaki sposób Stratix 5700 umożliwia komunikację pomiędzy dwoma sieciami ( prywatną i publiczną ) przy wykorzystaniu NAT bez routingu (urządzenia warstwy 3) pomiędzy dwoma podsieciami. Nastąpiła translacja prywatnego adresu IP maszyny napełniającej z VLAN 10 do unikalnego, niewykorzystywanego publicznego adresu IP VLAN10. Wykonana została również translacja publicznego adresu IP Sterownika Linii do niewykorzystywanego, unikalnego prywatnego adresu w VLAN10. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 35 of 54

36 Ćwiczenie 4: Topologia Liniowa zmniejsz koszty infrastruktury EtherNet/IP. (20 minut) O ćwiczeniu Wykorzystanie switchy w architekturze EtheNet zwykle oznacza zastosowanie topologii Gwiazdy. Jednak wielu użytkowników w sieciach przemysłowych w przeszłości stosowało topologię liniową. Rockwell Automation przewidziało, że wraz z rosnącą popularnością EtherNet/IP, wielu klientów, w szczególności producentów maszyn, będzie bardzo zainteresowanych możliwością zaprojektowania sieci w sposób, do jakiego przywykli. W ostatnich latach Rockwell Automation stosuje technologie Embedded Switch Technology (EST - wbudowanego switcha) i Ethernet w swoim sprzęcie dla wsparcia aplikacji o wysokiej wydajności. Nasze produkty z podwójnymi portami z wbudowaną funkcjonalnością switcha, umożliwiają podłączenie urządzeń bezpośrednio do sieci, bez konieczności wykorzystywania oddzielnych switchy Ethernet, co pozwala na redukcję kosztów oraz upraszcza konfigurację systemu. Nie wszystkie urządzenia Ethernet/IP znajdujące się w portfolio Allen-Bradley posiadają technologię Embedded Switch Technology. Dotyczy to jednak najczęściej produktów starszych lub prostych komponentów. Praktycznie wszystkie nowo wprowadzone urządzenia Zintegrowanej Architektury są zaprojektowane, aby wspierać EST. Umożliwia to większą elastyczność podczas tworzenia sieci Ethernet/IP w Twoich aplikacjach. W przypadku gdy aplikacja wymaga zastosowania urządzenia, które nie wspiera EST, mamy dla takiej sytuacji rozwiązanie ETAP. Jest to urządzenie, które umożliwia wykorzystanie urządzeń z pojedynczym portem w topologii liniowej. Dlaczego topologia liniowa? Przy możliwości zastosowania topologii liniowej sieci Ethernet/IP, kilka kluczowych pytań to: Kiedy rozważać zastosowanie topologii liniowej? Jakie są korzyści wykorzystania topologii liniowej? Jakie są słabe strony takiego rozwiązania? Jednymi z najważniejszych aspektów dla producentów maszyn to najczęściej koszt projektowania, montażu oraz części. Projektowanie Z punktu widzenia projektowania liniowej topologii sieci EtherNet/IP, praktycznie jest to sieć typu plug & play wystarczy skonfigurować adresy IP wszystkich urządzeń, podłączyć kable i sieć jest gotowa do działania! Każde urządzenie automatyki Rockwell Automation z dwoma

37 portami zawiera 3-portowy switch (1 port jest dedykowany dla urządzenia oprócz ETAP, gdzie jest on fizycznie eksponowany). Redukcja czasu projektowania jest jeszcze bardziej oczywista z wykorzystaniem faktu, że cały projekt może być zrealizowany w jednym oprogramowaniu Studio5000 pomocnym narzędziu dla wszystkich inżynierów automatyków, które ponadto eliminuje konieczność zatrudniania wysoko wykwalifikowanych ekspertów do spraw sieci. Części Podczas projektowania topologii liniowej sieci EtherNet/IP nie ma konieczności kupowania switchy! Wystarczy zamówić jedynie urządzenia automatyki, które są potrzebne. Cały system zajmuje dzięki temu mniej miejsca, a także zmniejsza się liczba części zamiennych, które użytkownik musi przechowywać oraz redukuje się okablowanie Ethernet wymaganego do realizacji systemu. Wyobraź sobie długi system linii transportowej. Jeżeli zastosowana zostanie standardowa topologia gwiazdy, wtedy należy doprowadzić kable ze switcha do każdego z urządzeń. W najgorszym przypadku całkowita długość okablowania może być kilkukrotnie większa od długości maszyny. Przy wykorzystaniu topologii liniowej, długość okablowania jest współmierna do długości maszyny. Montaż Zredukowana ilość switchy i okablowania ma bezpośredni wpływ na koszt montażu sieci, skracając czas konieczny do przygotowania przewodów oraz kładzenia dodatkowych kabli. Słabe strony Nie ma wielu wad topologii liniowej, zależą one głównie od punktu widzenia. Jedną z nich może być sytuacja w której następuje uszkodzenie jednego z urządzeń, dzieli ono wtedy sieć na dwa segmenty po obu stronach tego urządzenia. Mimo to, większość aplikacji nie będzie funkcjonować poprawnie niezależnie od tego czy uszkodzeniu uległo jedno z urządzeń topologii liniowej czy switch w konfiguracji gwiazdy, który unieruchamia większą część sieci. Uwaga: Po zastosowaniu topologii liniowej, jesteś już tylko o krok od utworzenia topologii Device Level Ring (patrz Ćwiczenie 3). Zbuduj i skonfiguruj swoją pierwszą sieć Ethernet/IP o topologii liniowej Sieć o topologii liniowej, którą teraz zbudujesz, będzie zawierać następujące urządzenia (połączone od lewej do prawej): 1732E- wejścia CIP Sync (górny moduł) 1732E- wyjścia CIP Sync (dolny moduł) 1734-AENTR POINT I/O Sterownik 1769-L36ERM CompactLogix PanelView Plus 1000 i PC połączony przez 1783-ETAP i switch Stratix 5700 Urządzenie #1 Urządzenie #2 Port Urz. #1 Port Urz. #2 1732E- wejścia CIP Sync 1732E- wyjścia CIP Sync E- wyjścia CIP Sync 1734-AENTR 2 1 AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 37 of 54

38 1734-AENTR 1769-L36ERM L36ERM 1783-ETAP 2 1 Jak widać na tym przykładzie, możliwe jest łączenie topologii gwiazdy i liniowej. Ze względu na brak dodatkowego ETAP nie możemy uzyskać całkowitej topologii liniowej. Pamiętaj, aby zapoznać się z dostępnymi materiałami znajdującymi się na stronie Rockwell Automation Literature Library (literature.rockwellautomation.com). Na początku warto wybrać publikację The Embedded Switch Technology Reference Architectures (ENET-RM003A-EN-P). 1. Otwórz projekt o nazwie Lab_Topologies_Linear.ACD za pomocą skrótu Lab Files znajdującego się na pulpicie i folderu AUL33. Wgraj projekt do sterownika i przejdź do trybu Run. 2. Wczytaj konfigurację switcha za pomocą technik poznanych w ćwiczeniach 2 i 3. Uwaga: Najpierw wgraj nową konfigurację switcha zanim podłączysz wszystkie urządzenia do topologii liniowej.

39 3. Podłącz wszystkie urządzenia jak wymieniono powyżej w kierunku od lewej do prawej zgodnie z powyższym diagramem. Upewnij się, że wszystkie diody LED portów świecą się na zielono. Połączenia Stratix 5700: Urządzenie PC PanelView Plus 1000 Port urządzenia 1783-ETAP (przedni) Numer Portu Gi1/1 Fa1/4 Fa1/8 4. Przejdź do trybu Online sterownika. 5. Zwróć uwagę na konfigurację wej/wyj. Dodane zostały wszystkie urządzenia znajdujące się w sieci (oprócz PVP 1000 i PC) odpowiednie z punktu widzenia sterownika. Umożliwia to na monitorowanie stanu sieci. 6. Część urządzeń sieciowych umożliwia ustawienia, takie jak stan portów Ethernet, za pośrednictwem ich profili Add-On Studio5000 Logix Designer. Łatwo można znaleźć te informacje przeglądając zmienne wejściowe. Posłużymy się Stratix 5700 jako przykładem: 7. Przejdź do Controller Tags i rozwiń zmienną o nazwie Stratix:I. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 39 of 54

40 8. Znajdź składniki zmiennej o nazwie PortFa1_xConnected. W ten sposób możesz nadzorować sieć z poziomu sterownika. Upewnij się, że jesteś w zakładce Monitor Tags i sprawdź czy porty Fa1_4, Fa1_8 i Gi1_1 są aktywne. 9. Urządzenia, które nie dostarczają danych o stanie portów za pośrednictwem zmiennych również mogą być ważnym źródłem informacji. Otwórz program Network_status z poziomu zadania Network_status z folderu Tasks. 10. Uzyskiwanie informacji o stanie portów urządzeń z technologią Embedded Switch Technology jest tak proste jak uruchamianie instrukcji Message. Linia 0 zawiera kilka instrukcji MSG każda z nich odczytuje informacje o 1 porcie 1 urządzenia. 11. Kliknij prawym przyciskiem na XIC Update i wybierz Toggle Bit. Uruchomi się periodyczny proces odpytywania portów o informacje o stanie urządzeń w obrębie sieci.

41 12. Teraz zwróćmy uwagę na panel operatoriski PanelView Plus HMI. Do ćwiczenia została dostarczona dedykowana aplikacja, wizualizująca stan sieci EtherNet/IP. Na ekranie głównym wciśnij przycisk Linear. 13. Zwróć uwagę, że diagram odzwierciedla sieć, która została zbudowana na początku ćwiczenia. Kolor zielony oznacza aktywne połączenie, a kolor czerwony nieaktywne. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 41 of 54

42 14. Odłącz jeden z kabli, aby zauważyć jak odpowiadające łącze na diagramie zmienia kolor na czerwony (może to zająć kilka sekund, ze względu na to, że instrukcja MSGT musi przekroczyć czas oczekiwania). Pamiętaj, że gdy przerwiesz połączenie w środku sieci, wskaźniki stanu urządzeń niepołączonych do sterownika nie są miarodajne. 15. Po wykonaniu poprzednich kroków, przejdź do trybu Offline sterownika i zamknij projekt Studio Podsumowanie ćwiczenia W ćwiczeniu zaprezentowano jak łatwo można skonfigurować i uruchomić sieć EtherNet/IP o topologii liniowej. Mimo, że topologia liniowa sieci nie jest zaprojektowana do dostarczania wielu informacji diagnostycznych, można łatwo utworzyć własną diagnostykę za pośrednictwem małego programu sterownika.

43 Ćwiczenie 5: Device Level Ring Zwiększ dostępność sieci z technologią Embedded Switch Technology (30 minut) O ćwiczeniu Jak pokazano w poprzednim ćwiczeni, Embedded Switch Technology umożliwia tworzenie sieci EtherNet/IP o topologii liniowej. Jednak to nie wszystko! Czy znane jest Ci pojęcie Device Level Ring(DLR)? Nie? To oznacza, że to ćwiczenie jest dla Ciebie. Topologia Device Level Ring jest tworzona na podstawie topologii liniowej poprzez połączenie ze sobą urządzeń z dwoma portami. Kiedy kabel Ethernet jest podłączony z ostatniego urządzenia topologii DLR do pierwszego, konfiguracja stanowiąca do tej pory topologię liniową, staje się topologią pierścieniową. Zaletą wykorzystania topologii Device Level Ring zamiast topologii liniowej/gwiazdy jest to, że zapewnia ona odporność sieci poprzez dostarczenie dwóch ścieżek dla przepływu danych w sieci Ethernet. Konfiguracja węzła DLR Ring Supervisor, zapewnia informacje o tym czy uszkodzenie wystąpiło i między którymi dwoma urządzeniami DLR. Technologia DLR monitoruje przepływ danych w sieci. W przypadku zatrzymania komunikacji, usunie ona tymczasowe przerwanie pierścienia, aby ponownie ustanowić połączenie. Zatem jeżeli nastąpi błąd w którymkolwiek z elementów pierścienia, pakiety Ethernet zaczną być przesyłane w przeciwnym kierunku. Jedną z głównych zalet DLR jest jej wydajność. W przypadku wystąpienia błędu komunikacji, ruch jest przekierowywany w ciągu 1-3 milisekund. Zostało to przetestowane i zagwarantowane aż dla sieci o 50 węzłach. Ten poziom wydajności jest odpowiedni dla szerokiego zakresu aplikacji, w tym realizującym pozycjonowanie i bezpieczeństwo. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 43 of 54

44 Konfiguracja DLR w Studio5000 Z punktu widzenia okablowania, sieć o topologii pierścienia niewiele różni się od liniowej. W pierwszym kroku należy zawsze wykonać topologię liniową. Nie należy zamykać pierścienia za pomocą ostatniego z kabli zanim nie zostanie skonfigurowany Ring Supervisor! Bez systemu zarządzającego pętlą, pakiety mogłyby krążyć nieskończenie długo w sieci całkowicie ją przeciążając. Wykonaj poniższe kroki, aby skonfigurować sieć DLR: 1. Upewnij się, że system jest połączony w topologii liniowej zgodnie z konfiguracją Ćwiczenia 2. Jeżeli nie zostało wykonane Ćwiczenie 2, powróć do tego ćwiczenia i podłącz wymienione urządzenia zgodnie z zawartą tam instrukcją. Sieć powinna wyglądać następująco (nie należy łączyć jej jeszcze w pierścień): Jak zostało pokazane w poprzednim ćwiczeniu możliwe jest połączenie konfiguracji sieci Device Level Ring z klasyczną topologią gwiazdy. Rozwiązanie to ogranicza odporność sieci jako że uszkodzenie ETAP lub Stratix 5700 spowoduje utratę połączenia z 2 urządzeniami. Połączenie ich za pomocą dwóch różnych ETAP zwiększyłoby ich dostępność. Aby dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z materiałami dostępnymi na stronie Rockwell Automation Literature Library (literature.rockwellautomation.com). Pierwszym wyborem powinna być publikacja Embedded Switch Technology Reference Architectures (ENET-RM003A-EN-P).

45 2. Otwórz plik z projektem o nazwie Lab_Topologies_DLR.ACD przy wykorzystaniu skrótu Lab Files znajdującego się na pulpicie i folderu AUL Zwróć uwagę na zawartość folderu I/O Configuration. Wszystkie urządzenia, które będą tworzyły topologię pierścieniową zostały już skonfigurowane. Na potrzeby ćwiczenia w konfiguracji wej/wyj znalazło się urządzenie 1783-ETAP. 4. Wgraj program do sterownika i przejdź do trybu Remote Run. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 45 of 54

46 5. Kliknij na ikonę Controller Properties i przejdź do zakładki Network. 6. Możesz tu uzyskać podstawowe informacje dostarczane przez protokół DLR. Zwróć uwagę, że zanim pierścień nie został zamknięty, w praktyce mamy jeszcze do czynienia z topologią liniową, ale to jeszcze nie wszystko 7. Aby umożliwić działanie DLR, w sieci musi być skonfigurowany co najmniej jeden węzeł jako Ring Supervisor. Umożliwia on na monitorowanie i przekierowywanie danych w przypadku awarii. Zaznacz pole Enable Supervisor Mode i wciśnij przycisk Apply, aby umożliwić sterownikowi nadzorowanie siecią. Ring supervisor to istotny element sieci Device Level Ring. Posiada on dwie główne funkcje: Zarządza ruchem danych w topologii pierścieniowej i wysyła impulsy do monitorowania aktywności sieci. Zbiera informacje diagnostyczne sieci i udostępnia je użytkownikom (np. stan aktywności sieci, lokalizacja przerwania sieci) Nie wszystkie urządzenia DLR mogą pełnić funkcję Ring Supervisor. W tej chwili taka funkcjonalność posiadają urządzenia: - Adaptery Ethernet ControlLogix: 1756-EN2TR i EN3TR - Sterowniki CompactLogix ETAP

47 8. Po skonfigurowaniu węzła Ring Supervisor, rodzaj topologii sieci został zmieniony na Ring (pierścień). Jednak w sieci wystąpił błąd. Jest on spowodowany faktem, że brakuje jednego z połączeń. 9. Podłącz ostatni kabel Ethernet, który łączy ETAP i moduł wejść ArmorBlock, aby uzyskać kompletną sieć Device Level Ring. Jeżeli w sekcji Ring Fault wciąż wyświetlane są adresy IP urządzeń pomiędzy którymi nastąpiło przerwanie sieci, kliknij przycisk Verify Fault Location, aby odświeżyć informacje. 10. Odporność sieci DLR nie jest organiczona do posiadania tylko jednego węzła Ring Supervisor. Posiadanie skonfigurowanego więcej niż 1 urządzenia tego typu, pozwala na niezakłóconą komunikację wewnątrz sieci DLR. Skonfigurujmy drugie urządzenie nadzorujące mające taką możliwość i znajdujące się w demonstratorze ETAP. Kliknij dwukrotnie na 1783-ETAP w folderze I/O Configuration lub kliknij na nie prawym przyciskiem i wybierz Properties. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 47 of 54

48 11. Przejdź do zakładki Network. Zwróć uwagę, że zawartość tej zakładki jest taka sama jak dla sterownika. 12. Oznaczmy to urządzenie jako Ring Supervisor poprzez zaznaczenie pola Enable Supervisor Mode. 13. Taka sytuacja może wystąpić na dwa sposoby. Urządzenie ETAP może być nazdorujące w trybie Active lub Backup. Główny parametr decydujący o tym czy urządzenie będzie oznaczone jako Active Supervisor nazywa się Precedence. Jego domyślna wartość to 0, przy najniższym priorytecie. W przypadku wystąpienia dwóch takich samych wartości parametrów Precedence, liczy się wartość adresów MAC urządzeń. 14. Aby sprawdzić jak to działa w praktyce, przejdź do ustawień urządzenia, które jest oznaczone jako Backup Ring Supervisor sterownika lub ETAP. a. Kliknij na przycisk Advanced i sprawdź wartość Active Supervisor Precedence. b. Zmień wartość Supervisor Precedence na wartość Active Supervisor Precedence powiększoną o jeden (+1). c. Kliknij przycisk Apply lub Set w zależności od tego które urządzenie jest konfigurowane.

49 15. Zwróć uwagę, że urządzenie stało się Active Ring Supervisor. Zanim zamkniesz okno Advanced properties, zmień wartość Precedence z powrotem na 0. W ćwiczeniu nie jest istotne, które urządzenie będzie jako Active Supervisor. 16. Zamknij okna Properties dla każdego z urządzeń. Monitorowanie i diagnozowanie sieci DLR Jak zostało pokazane w poprzedniej sekcji można skonfigurować oraz monitorować sieć Device Level Ring za pośrednictwem oprogramowania Studio5000 Logix Designer. Jest to informacja istotna zarówno dla inżynierów odpowiedzialnych za projektowanie i rozwój systemu, jak i dla osób odpowiedzialnych za utrzymanie ruchu. Mogą oni korzystać z łatwiejszego dostępu do informacji dotyczących sieci. W tej sekcji poznasz metody monitorowania sieci DLR. 1. Pierwszą opcją zdalnego monitorowania sieci EtherNet/IP jest wykorzystanie interfejsu przeglądarki internetowej, którą wspierają wszystkie urządzenia EIP. Za pomocą skrótu na pulpicie uruchom Internet Explorer i wprowadź adres ETAP: Kliknij na folder Diagnostics. 3. Zwróć uwagę, że masz teraz dostęp do tych samych informacji co z poziomu Studio5000 i więcej. Jest to najprostsze rozwiązanie monitorowania sieci DLR. 4. Bardziej zaawansowane rozwiązanie jest oparte na dobrze znanej koncepcji kontrolek i bloków Add-on. Rockwell Automation stworzył kontrolkę dedykowaną dla diagnostyki DLR. Tradycyjnie składa się ona z instukcji Add-On i aplikacji FactoryTalk View. Można pobrać te składniki ze strony Sample Code Library ( 5. W Studio 5000 Logix Designer otwórz program MainRoutine z MainProgram w Main Task klikając na niego dwukrotnie. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 49 of 54

50 6. W linii 0 zwróć uwagę na instrukcję AB_DLR. Ta instrukcja Add-ON (AOI) jest częścią kontrolki Faceplate DLR. Na potrzeby ćwiczenia została ona zaimportowana i skonfigurowana. Możesz zapoznać się z poszczególnymi instrukcjami MSG. 7. Kolejnym składnikiem kontrolki faceplate jest aplikacja HMI stworzona do współpracy z AOI. Procedura startowa jest zawsze zawarta w pakiecie z faceplate, aby pomóc Ci odpowiednio skonfigurować aplikację. 8. Na głównym ekranie wciśnij przycisk DLR. 9. Zwróć uwagę na standardowy widok stanu sieci, który jest bardzo podobny do wykorzystywanego w ćwiczeniu z topologią liniową. Stan każdego z łączy jest pozyskiwany z każdego z urządzeń za pomocą kodu użytkownika.

51 10. Wciśnij przycisk Device Level Ring Diagnostic Faceplate aby otworzyć okno dialogowe. 11. Strona główna kontrolki zawiera podstawowe informacje o sieci. Wyświetlone zostaną informacje o stanie sieci i informacje o obecnym węźle Ring Supervisor. Informacja Port Status wyświetlana dla węzła Ring Supervisor dostarcza podstawowych informacji o porcie, takich jak Link Status, Speed i Duplex. W przypadku, kiedy chcesz dowiedzieć się, który z portów jest zablokowany i jest wprowadzony w stan oczekiwania, aby zapobiec zapętlaniu się pakietów, zwróć uwagę na diody LED portów urządzenia Supervisor. Zablokowany port może być rozpoznany poprzez zlokalizowanie diody LED świecącej na zielono, podczas gdy diody pozostałych portów będą mrugać na zielono, sygnalizując trwający ruch w sieci. Domyślnie Port 2 jest portem zablokowanym. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 51 of 54

52 12. Odłącz jeden z kabli w sieci DLR. Zwróć uwagę, że po kilku sekundach Network Status zmieni się na Ring Faulted, a wskaźnik alarmu po lewej stronie ekranu zostanie włączony. 13. Kliknij na ikonę dzwonka alarmowego, aby wyświetlić więcej informacji. Jedną z nich będzie informacja o tym, między którymi węzłami nastąpiło przerwanie komunikacji. 14. Podłącz z powrotem kabel. Odczekaj chwilę zanim kontrolka wyświetli Network Status jako Normal i kliknij na przycisk Ring Pariticipants na górze ekranu. Ekran ten pokazuje wszystkie węzły będące w topologii Device Level Ring.

53 Wykorzystanie RSLinx Classic do konfiguracji DLR W tej sekcji dowiesz się, że wszystkie konfiguracje dotyczące DLR mogą być także wykonane za pomocą oprogramowania RSLinx Classic w takim samym stopniu jak za pośrednictwem Studio Otwórz RSLinx Classic poprzez kliknięcie ikony na pasku zadań, za pomocą skrótu na pulpicie lub z lokalizacji Start Menu -> All Programs -> Rockwell Software -> RSLinx -> RSLinx Classic. 2. Kliknij na przycisk RS Who i rozwiń driver AB_ETHIP-192, Ethernet. Odszukaj ETAP kliknij na niego prawym przyciskiem i wybierz Module Configuration. 3. Przejdź do zakładki Network, odznacz pole Enable Ring Supervisor i kliknij Yes, aby potwierdzić. Jest to alternatywny sposób dokonywania konfiguracji DLR taki sam jeśli chodzi o wygląd i postępowanie jak w przypadku Studio Zakończmy ćwiczenie poprzez wyłączenie Device Level Ring. Odłącz jeden z kabli, aby przerwać topologię pierścienia. 5. Za pomocą RSLinx wyłącz funkcjonalność Ring Supervisor w sterowniku CompactLogix L36ERM w taki sam sposób jak dla ETAP. AUL33_PL.docx 5/20/2014 Page 53 of 54