模块化嵌入式控制器EC31-RTX 快速入门

1. 预备知识

阅读本文档前应熟知如下知识：

• ® SIMATIC S7-300安装规范
• ® PC相关知识
• ® Windows XP/Windows XP Embedded 操作系统知识
• ® 使用STEP 7 编程
• ® SIEMENS基于PC的控制 WinAC RTX

2. 认识EC31-RTX

2.1 EC31-RTX简介

EC31-RTX 是按照S7-300规格设计的模块化嵌入式控制器，出厂前已预装了Windows XP Embedded SP2 Feature Pack 2007, WinAC RTX 2008 SP1 和 SIMATIC NET 2008（SIMATIC NET IE Softnet S7 -Lean Edition 2008）, 并作了配置，用户接上电源后即可开始使用。EC31-RTX在功能上相当于一台S7-300 PLC 加上一台已安装SIMATIC NET 2008的PC机。

2.2 EC31-RTX的订货号及所含组件
EC31-RTX 的订货号为6ES7677-1DD00-0BB0。EC31-RTX 的供货包装内有如下组件：
1.出厂前已预装了Windows XP Embedded, WinAC RTX 2008 和 SIMATIC NET 2008的EC31-RTX 控制器，如图1所示。
2. EC31-RTX 01/2009恢复出厂设置的DVD恢复光盘。
3. EC31、EC31-RTX、EC31-HMI/RTX软件和文档DVD光盘。
4. Windows 正版授权证书。
5. 最终用户授权协议书 (EULA).
6. 产品信息。
7. 包含WinAC RTX 和Simatic Net 授权的U盘。
8. WinAC RTX 和Simatic Net 授权证书。
注：除注明是光盘或U盘外，其它均为纸质介质。

图1 EC31-RTX

说明：
无论EC31 是什么细分型号，在图1所示控制器左上角的标识都是“EC31”，左下角的订货号都是“677-1DD00-0BA0”。不同点在于EC31的预装软件不同及各订货号包含的组件不同。EC31-RTX的尺寸如图2所示。

图2 EC31-RTX的尺寸（单位：mm）

2.3 EC31-RTX 的接口

图3 EC31-RTX的接口

1. EC31 的 LED 指示灯
2. MMC 插槽 （此处只能插入普通PC所用MMC卡，不能插入S7-300所用MMC程序卡）
3. 模式选择开关 （切换WinLC RTX EC 的模式）
4. 标准以太网控制器的MAC地址（标示8所对应以太网口X2 IE LAN）
5. 2个USB 2.0 接口 (同普通PC用途，可插键盘、鼠标，另外可接USB转DVI外接显示卡来连接显示器)
6. 外部24V DC供电电源端子
7. PROFINET IO 扩展端口 （作为WinLC RTX EC的子模块, P1和P2是一个使用PROFINET芯片“ERTEC 400”的双口交换机的两个端口）
8. 标准以太网接口 （可通过此接口对EC-31 RTX 编程，远程访问EC-31 RTX的Windows XPe 等）

2.4 EC31-RTX 的安装及扩展

图4所示为EC31-RTX 的底部视图，图中红色矩形框部分为与S7-300标准CPU相同的P总线接口，可通过它在EC31-RTX右端扩展S7-300的标准I/O模块（如图6）。

图4 EC31-RTX的底面视图

EC31-RTX 的安装同S7-300基本一致，但有以下区别：

• ® EC31-RTX 只能水平安装。
• ® EC31-RTX 与周边的元器件的距离要100mm以上。
• ® EC31-RTX 对环境温度的要求为 0 -- +50 °C。

图5 EC31-RTX左侧PCI-104扩展总线

在EC31-RTX 控制器的左侧面下方，有PCI-104扩展总线(将小挡板移除后如图5所示)，可扩展EM PC模块（如6图左1，详见图7）或 EM PCI-104模块(如图6左2，详见图8。每个EM PCI-104 模块内最多可堆叠3个PCI-104接口的模块，如CP5603) 。扩展模块EM PCI-104 和 EM PC 都是可选模块，安装在EC31-RTX的左侧，其中EM PC模块需要安装在最左侧。EC31-RTX的左侧最多可扩展1个EM PC模块和1个EM PCI-104模块或者2个EM PCI-104模块，如图9所示。

图6 EC31-RTX的扩展示意图

图7 EM PC模块接口

1. LED指示灯 2. RS232串口 (V.24)
3. SD/MMC 插槽 4. CF 卡插槽
5. 2个高速USB 2.0接口 6. 千兆以太网接口
7. DVI-I接口

图8 EM PCI-104模块

图9 EC31-RTX的两种PCI-104扩展

注：有关PCI-104总线的更多信息请参考www.pc104.org. PCI-104接口的通信卡CP5603和CP1604分别与PCI接口的通信卡CP5613和CP1616使用相同的驱动程序。

EC31-RTX可如同S7-300 CPU一样扩展本地I/O，最大本地I/O扩展结构如图10：

图10 EC31-RTX的最大本地I/O扩展

3. EC31-RTX的启动和操作

3.1 EC31-RTX 的初次启动和初步调试：
EC31-RTX 是安装有Windows XP嵌入版操作系统的嵌入式PC，那如何同普通PC机一样显示Windows界面并进行操作呢？方法有二：

1. 通过EC31-RTX的集成USB接口连接外置USB显示卡（有关外置USB显示卡的更多信息请参考网站www.displaylink.com）和USB键盘、鼠标，如图11：

图11 EC31-RTX的本地操作

另外，也可购买EM PC扩展模块安装在EC31-RTX的左侧，EM PC 模块集成的DVI显示接口X70可连接显示器，集成的2个USB接口X60/X61可接键盘和鼠标，如图12所示：

图12 EC31-RTX通过EM PC扩展模块实现本地操作

2. 使用RDP（Remote Desktop Protocol微软的远程桌面协议）通过EC31-RTX集成的以太网接口X2来实现远程登录和远程桌面，如图13。

图13 通过RDP远程访问方式操作EC31-RTX

在将EC31-RTX和其扩展模块安装好并将本地或远程访问的外设连接好后，给EC31-RTX供应上24V DC电源（除掉USB接口上设备的电流消耗，EC31-RTX的电流消耗为0.8A），EC31-RTX 即开始启动（EC31-RTX上无电源开关）。EC31-RTX上的指示灯状态如图14所示：首先，所有LED指示灯点亮并持续近1分钟后熄灭，之后仅U1、U2亮红灯并持续3秒左右后熄灭，然后U4绿灯闪烁，一段时间后DC5V绿灯亮，再过一段时间STOP黄灯一亮即灭，然后U4绿灯常亮，RUN绿灯常亮。
注意：在U4绿灯闪烁后，不要连接额外的USB设备，不要操作键盘，不要在此期间断电。初次启动过程大约耗时15分钟。请确保供电并耐心等待。U4绿灯常亮后可以操作。

图14 EC31-RTX启动过程中LED指示灯状态

在EC31-RTX初次启动完成后，图2中标识8所指的以太网接口X2默认启用DHCP自动获取IP地址，如果该以太网接口连接的网络中没有DHCP服务器，则该接口启用默认IP地址：192.168.2.1，如图15所示。建议不要将EC31-RTX的以太网接口X2接入带DHCP服务器（如能自动分配IP地址的路由器等）的网络。第一次使用RDP连接上EC31-RTX后，应立即在EC31-RTX的以太网接口X2的TCP/IP 属性的General选项卡中选择手动设定IP地址，而不是默认的自动分配IP地址。

图15 EC31-RTX的X2以太网口IP地址的默认设置

使用PC机通过RDP登录EC31-RTX（在EC31-RTX的U4绿灯常亮后开始连接）：
1.用一根以太网线（普通网线或交叉网线均可）将PC机与EC31-RTX的以太网端口X2相连，或将EC31-RTX与PC机连接到同一交换机或HUB上。
2.在PC机以太网接口的TCP/IP 属性的General选项卡中手动设定IP地址为192.168.2.11, 子网掩码为255.255.255.0。只要PC机的IP地址与EC31-RTX在同一网段，能PING通即可。
3.在PC机的安装目录C:\Windows\system32\下找到mstsc.exe文件，双击运行，出现如图16所示界面。

图16 RDP连接对话框

4.在上图对话框中点击“Options>>”按钮，按图17所示设置用户名和密码，即用户名为“Administrator”，密码为“admin”。

图17 RDP连接的登录参数设置

5.点击“Connect”按钮。随即会出现EC31-RTX的桌面。在此远程桌面环境中操作EC31-RTX就如同操作PC机本机一样。

注意：如果先使用PC机通过RDP远程登录EC31-RTX，再断开RDP连接，则通过外置USB显示卡连接的显示器会没有显示。要恢复正常显示需要断电后再上电重新启动EC31-RTX。连接到扩展模块EC PC的集成DVI接口上的显示则不受此影响。

3.2 EC31-RTX 的预先配置情况
初次登录EC31-RTX时，EC31-RTX的Windows XP 嵌入版桌面显示如图18所示：

图18 EC31-RTX初次启动后的桌面

查看“我的电脑”的属性，如图18可见EC31-RTX已预先设置为允许远程登录。

图19 EC31-RTX默认设置为允许用户远程连接到此计算机

用鼠标双击图17桌面上的“Station Configuration Editor”小电脑图标打开EC31-RTX的组态界面，如图20所示：

图20 EC31-RTX的初始组态

PC站的第1个槽位已组态为“OPC Server”，第2个槽位已组态为实时软PLC“WinLC RTX EC”，第3个槽位已组态为“IE General”（对应的以太网接口为EC31-RTX集成以太网接口X2）。双击“WinLC RTX EC”可看到其属性对话框，点击”Properties…”按钮，出现图21所示界面，可以看到EC31-RTX集成的PROFINET接口X1（实为只使用了两个PROFINET接口的PROFINET芯片模块“ERTEC 400” ）已组态为WinLC RTX EC实时软PLC的子模块，如同S7-300 PLC的集成PROFINET接口可作为PROFINET IO控制器来扩展PROFINET接口ET200远程站或其它PROFINET接口设备。

图21 WinLC RTX EC的初始组态

在图19所示界面中点击“Station Name...”按钮，可查看并更改组态的PC站名称，默认设置为“PCStation”， 如图22所示：

图22 查看或更改组态PC站名称

用鼠标双击图17桌面上的“WinLC RTX EC”图标打开EC31-RTX的实时软PLC的操作界面如图23所示左边的控制面板。“WinLC RTX EC”与“WinLC RTX”控制面板的最大区别在于没有了模式切换按钮，“WinLC RTX EC”模式切换只能由EC31-RTX的硬件模式选择开关实现。由于EC31-RTX的LED指示灯U3和U4只在启动过程中及备份/恢复过程中有用，所以没有在“WinLC RTX EC”控制面板上显示。关于面板上LED指示灯的详细信息请参考用户手册第2章。
注意：WinAC RTX 中的备份文件（*.wld）与 WinLC RTX EC 不兼容。

图23 WinLC RTX EC和WinLC RTX的操作界面对比

3.3 EC31-RTX的操作

EC31-RTX通电后即开始运行。
可通过双击EC31-RTX 的桌面按钮 或关闭Windows XPe的方式来关闭EC31-RTX。
可通过双击EC31-RTX 的桌面按钮 或重启Windows XPe的方式来重启EC31-RTX。
实时软PLC“WinLC RTX EC”的启动和关闭通过“WinLC RTX EC”的控制面板的“CPU”菜单项下的“Start Controller”和“Shut Down Controller”实现。
切换实时软PLC“WinLC RTX EC”的运行模式(RUN/STOP)需要通过EC31-RTX的硬件模式选择开关来实现。

3.4 EC31-RTX的授权安装
EC31-RTX授权的安装有如下两种方式：
其一：将装有授权的U盘插入EC31-RTX的USB接口，运行EC31-RTX的授权管理软件“Automation License Manager”将授权装入EC31-RTX。
其二：
1.将一台装有的授权管理软件“Automation License Manager” 的PC机或PG与EC31-RTX的X2以太网接口连接。
2. 将装有授权的U盘插入PC或PG。
3.运行PC或PG上的授权管理软件，在“Edit”菜单下选择“Connect Computer…”，在弹出对话框中的“Computer Name”下输入EC31-RTX的X2口地址“192.168.2.1”，点击“OK”开始连接到EC31-RTX。
4.授权管理软件连接到EC31-RTX后，选择U盘中的授权文件并拖放到EC31-RTX的C盘或D盘。
提示：在备份EC31-RTX前，请将授权移出，并在恢复备份后将授权重新装入。

4. 在STEP 7中组态EC31-RTX
要求：STEP 7软件的版本为V5.4 SP4或更高，并查看EC31是否出现在STEP 7硬件目录树中，如图24所示。如果没有，请在线升级硬件支持包或下载硬件支持包并安装。EC31的补丁号为HSP135。

图24 EC31在STEP7硬件目录树中

1. 在Simatic Manager中新建一个项目。
2. 在新建的项目中插入一个PC站，更改站名称与图22中所示一致，默认为“PCStation”。
3. 打开PC站的硬件组态窗口，如图25所示，将EC31-RTX插入到PC站的第2个槽位。

图25 EC31-RTX的硬件组态窗口

在弹出的网络配置对话框中选择“Cancel”（稍后再配置PROFINET网络）。出现如图25所示界面。

图26 在PC站中插入EC31-RTX后的组态界面

再按图20所示的EC31-RTX在SCE中的组态情况，在第1槽中插入“OPC Server”，在第3槽中插入“IE General” (对应EC31-RTX以太网端口X2，默认地址为192.168.2.1)。在下面的UR窗口中组态经EC31-RTX的P总线扩展的本地扩展I/O模块。如图完成后如图27所示。

图27 完成PC站和本地I/O组态的EC31-RTX

以上即是EC31-RTX在STEP 7中组态与WinAC RTX及S7-300 CPU的不同之处，其它如EC31-RTX的PROFINET及PROFIBUS网络组态(需要使用扩展模块EM PCI-104及CP5603)及编程与S7-300 CPU完全一致。详情请参考相应手册。
STEP 7下载EC31-RTX的组态和程序时可连接EC31-RTX的X2以太网接口或PROFINET接口X1。

注意：
分配PROFINET IO设备名或使用PROFINET CBA时必须使用PROFINET接口X1.

关键词
EC31 ，EC31-RTX ， 模块化嵌入式控制器 ， 软PLC

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