实例:通过 S7-300实现软冗余我们在这里已经创建好一个项目模板,方便您轻松入门。可以根据您的需求修改和执行项目模板。通过简化了的道路隧道监管系统模型,可以演示如何轻松创建所需的组态和程序。 该实例基于具有315-2DP CPU 的两个站。以下内容详细描述了软冗余的特定特殊任务及其设置。 应了解关于组态和编程 S7-300 或S7-400 的基本知识(例如创建项目或组态 CPU),这样才能更好地理解此实例。我们只在必要之处进行说明。支持的具有 DP主站功能的通讯模块标识 订货号通讯模块 CP 443-5 Extended(用于连接到 PROFIBUS网络)6GK7443-5DXxx-0XE0DP 主站接口模块 IM 467 或 IM 467-FO(只能用于V1.1)6ES74675GJxx-0AB06ES74675FJxx-0AB0
所支持的可链接站的通讯模块标识 订货号通讯模块CP 342-5 6ES7342-5DA00-0XE06GK7342-5DA02-0XE0通讯模块 CP 343-16GK7343-1BA00-0XE06GK7343-1EX11-0XE0通信模块 CP 343-1Lean(用于连接到工业以太网)6GK7343-1CX10-0XE0通讯模块 CP 443-5 Extended(用于连接到PROFIBUS 网络)6GK7443-5DXxx-0XE0通讯模块 CP 443-1ISO1(用于连接到工业以太网)6GK7443-1BXxx-0XE06GK7443-1EXxx-0XE06GK7443-1GXxx-0XE0
用于在 ET 200M 分布式 I/O设备上运行所支持的模块标识 订货号2 x DP 从站接口模块 IM 153-2 6ES7153-2AA02-0XB0,产品版本2或更高版本(总线模块 6ES7 7HD00-0XA0)6ES7153-2AB0x-0XB0,产品版本 2或更高版本(总线模块6ES7 7HD10-0XA0)可用于 ET 200M 的所有数字量模块和模拟量模块请参见产品目录 ST70计数器模块 FM 3506ES7350-1AH0x-0AE0CP 341 (20 mA TTY,RS232,RS422/485)6ES7341-1xH01-0AE0CP 341 (RS232)(点对点连接)6ES7341-1AH02-0AE0 说明ET200M 站只能装配有源总线模块(6ES7195-7HB00-0XA0 或 6ES7195-7HC00-0XA0),由于S7-300 CPU 的设计原理使得功能“CPU 处于运行模式时拆下和插入I/O 模块”不可用时也是如此。注意如果在冗余模式下操作两个DP 段,则必须将两个段都组态为运行在 DPV1 模式或兼容S5 的模式下。
与其它站之间的通讯显然,具有软冗余的系统也能够与其它站进行通讯。以下的章节介绍了各种可用的解决方案。由于不允许在 ET 200M 分布式 I/O 设备中运行通讯模块,必须通过安装在 CPU 中的CP 进行通讯。为了提供通讯能力,必须在 A 站的 CPU 中插入一个 CP,而在 B 站的 CPU 中插入第二个 CP。
与 S7-300/S7-400站的通讯组态到标准系统间的连接1. 组态从 A 站到 S7-300/400 目标站的一个连接2. 组态从 B 站到S7-300/400 目标站的第二个连接A 站和 B 站中的用户程序为了防止发生通讯故障,待机设备也必须处理通讯模块。为了避免其它原因所造成的故障,建议使用下列冗余用户程序结构:在 FC 1 中对通讯块的调用进行编程。 注意,A 站和 B 站上的作业号R_ID 必须不同。在所传送的数据区中应包含状态字,目标设备才能检测到正在进行的连接。仅在主机设备上对所接收到的数据进行的分析。当在 CFC 中编写用户程序时,将使用 LAD、FBD 或 STL 从编制 FC 1程序开始。块中不能包含任何过程变量或消息号。与具有软冗余的第二个系统间的通讯组态连接必须组态四个连接,以便两个系统可以相互独立地启动切换。1.组态 A 从站到冗余系统的两个组连接2. 组态 B 从站到冗余系统的两个组连接A 站和 B站中的用户程序为了防止发生通讯故障,待机设备也必须处理通讯模块。为了避免其它原因所造成的故障,建议使用下列冗余用户程序结构:在通讯伙伴 A 站的 FC 1 中对通讯块调用进行编程。 在通讯伙伴 B站的 FC 2 中对通讯块调用进行编程。 注意,A 站和 B 站上的作业号 R_ID必须不同。在所传送的数据区中应包含状态字,目标设备才能检测到正在进行的连接。 仅在主机设备上对所接收到的数据进行的分析。当在CFC 中编写用户程序时,将使用 LAD、FBD 或 STL 从编制 FC 1 程序开始。块中不能包含任何过程变量或消息号。软冗余的待机概念除了两个站构成主机/待机组态的标准情形外,还有另一种情况,我们将其称为待机概念。术语“待机概念”对您可能很比较陌生,但您肯定熟悉待机概念的原理。您一定非常熟悉汽车行业中的编制,在那里总有一个人作为任一缺席雇员的候补人员,这就是我们这里所提到的待机概念(候补)。软冗余待机概念的工作原理与此相同。如果一个或多个站发生故障(如图中的站 1 或站2),则备用设备(图中为站R)将接管发生了故障的设备上的任务。在软冗余的待机概念中必须遵守哪些规则?待机概念主要有三个要求:● 在站 1 和站 R之间必须有一个冗余链接(连接),站 2 和站 R 之间必须有第二条链接。● 必须在待机设备(站 R)中装载了站 1 和站 2的用户程序。● 待机设备(站 R)必须能够访问站 1 和站 2 的 ET 200M 分布式 I/O 设备(在站 R 上有两个 DP主站)使用错误处理 OB为了防止系统在发生故障/事件时转入 STOP 模式,应使用为指定响应优先级(组织块)的选项。为了防止系统在DP 从站发生故障时转入 STOP 模式,除了 OB 86(带FC 102‘SWR_DIAG’)之外,在 CPU 上还应有以下错误处理OB:● OB 80: 在主机到待机的失效转移期间会生成监视狗中断。● OB 82: 来自冗余 DP 从站接口模块(例如 IM153-2)上的模块的诊断中断● OB 83: 来自 DP 从站接口模块上的模块的拆除/插入中断● OB 85: 程序执行错误;在DP 从站接口模块故障之后发生。● OB 87: 通讯故障● OB 122: I/O 访问故障(IM 153-2故障,或站中的模块发生故障)。这些 OB 将在用户程序中对不同的故障进行相应的响应。 软冗余既不会评估这些OB,也不会启动任何的响应。可通过装载附加的中断 OB 来增强可用性。
定义任务和技术方案任务说明用两个风扇给隧道进行通风。每个风扇有两种转速(级别),根据所测量到空气中污染物的浓度不同,转速不同。可通过两个模拟量传感器检测污染物浓度。风扇是设备的主要组件,对其性能要求很高。在两个站上都需装载控制风扇的用户程序。需要记录隧道中的日常交通量,以便进行统计分析。隧道两端的道路传感器将检测隧道中车辆的驶入与驶出。 标准 S7 所提供的可用性级别即可满足此元件的需求,仅在 A站中装载。由四个二进制传感器来监测灯光。 这四部分中任何一部分发生灯光故障,都通过相应的二进制输出信号进行指示。 标准 S7所提供的可用性级别即可满足此元件的需求,仅在 B 站中装载。S7-300 实例中的硬件配置下图对所需的硬件配置进行了说明。包括两个 S7-300 站,每一个都带有一个 CPU 315-2DP 和一个 ET 200M DP 从站。 ET 200M 的 IM153-2 DP 接口有两个连接,即一个连接到 A 站的 CPU 上,而另一个连接到 B 站的 CPU 上。通过 CP 342-5经由 PROFIBUS 网络将 A 站和 B 站互连在一起。配置硬件如果要复制或修改项目模板中的硬件配置,请遵循如下操作:1.创建有两个站的项目,例如 A 站和 B 站,打开站 A。2. 从硬件目录选择机架。3. 打开 A 站的机架,插入电源模块、CPU315-2DP 和所需的中央 I/O。4. 打开第二个站,重复第 2 步和第 3 步。5. 将 IM 153-2 拖放到 DP主站系统(“轨道”)中。6. 插入 ET 200M 的 I/O 设备。7. 如果需要将多个 ET 200M DP 从站连接到 DP主站系统,则请重复第 5 步和第 6 步。8. 将整个 DP 段复制到第二个 DP 主站系统中。硬件配置规则两个站上的分布式 I/O设备组态必须一致。 为了防止不一致性,即便做了很微小的改动,也要将第一个站的整个 DP 主站系统中的所有从站复制到第二个站的 DP主站。 通过选择编辑 > 插入冗余副本来复制数据。执行编辑 > 插入冗余副本菜单命令,确保两个站上 DP 从站上的 I/O地址保持一致。A 站和 B 站上的硬件配置实例下图说明了在两个 DP 主站系统中保持相同硬件配置的实例。
组态网络如果要复制或修改项目模板中的网络组态,请遵循下列操作指令:软冗余系统应有什么样的网络?在具有软冗余的系统中,请注意区分两点:●互连两个站的网络,也称为冗余链接网络。两个站之间的数据可通过此网络进行交换。● DP 主站系统和 ET 200M 分布式 I/O设备都与 PROFIBUS DP 网络相连接。 该站使用这些网络与分布式 I/O 设备通讯。可在两个站之间进行数据交换的网络可以通过MPI、PROFIBUS 或工业以太网在主机设备和待机设备之间交换数据。在本实例中,使用通讯模块在 PROFIBUS网络上进行数据交换。1. 创建 PROFIBUS 网络。2. 组态 PROFIBUS 上 A 站的 CP 连接并选择节点地址,例如PROFIBUS 地址 3。3. 组态 PROFIBUS 上 B 站的 CP 连接并选择节点地址,例如 PROFIBUS 地址4。分布式 I/O 设备的 PROFIBUS DP 网络ET 200M 分布式 I/O 设备具有两个 DP 接口,其中一个连接到 A站的 DP 主站系统,而另一个连接到 B 站的 DP 主站系统。请按如下步骤进行操作:1. 创建两个 PROFIBUS DP网络(用于两个 DP 主站系统)。2. 选择 A 站上 CPU 的 DP 连接,并将它连接到第一个 PROFIBUS DP网络中。3. 选择 B 站上 CPU 的 DP 连接,并将它连接到第二个 PROFIBUS DP 网络中。4. 从硬件目录中选择 IM153-2。IM 153-2 位于 PROFIBUS DP 下的 ET 200M文件夹中。组态连接如果要复制或修改项目模板中的连接组态,应该遵守下列操作指令:在项目模板中,选择带有 FDL 连接的 PROFIBUS网络,以便在两个站之间进行数据交换。如下所示,创建所需的逻辑连接:1. 从 SIMATIC 管理器切换到网络视图2. 选择视图> DP 从站,这样将在网络视图中显示 DP 从站3. 在网络视图中,双击连接表结果: 打开了定义连接的对话框。4.选择两个站,指定 FDL 连接创建用户程序如果要复制或修改项目模板中的用户程序,请遵循下列操作指令。S7-300的实例项目的用户程序由以下部分组成:● 在时间控制的程序 OB 35 中执行的冗余程序,这一冗余程序在两个站中都相同。●在两个站中不同且通过循环程序 OB 1 执行的非冗余标准用户程序。