300软冗余
PLC冗余
PLC冗余在工业自动化系统中大量选用可编程逻辑控制器(PLC)作为控制器,随着技术的发展又组建冗余系统进一步提高系统的可靠性,在高风险(包括金融风险、行政风险、管理风险以及危及生命安全的风险)行业应用比较广泛,如:金融领域、核安全领域、航空领域、煤矿等领域。
目前冗余的分类方式很多,而采用PLC冗余方式的有两种,即软冗余和硬亢余。
西门子公司在软、硬冗余两方面均给出了解决方案。
而基于硬冗余的可靠性高,但构建系统成本也较高。
而基于S7300或S7400的软冗余是一种成本低又能提高可靠性的方案。
目前,软冗余系统已经在冶金、交通、电力、化工、污水处理等工业控制工程中得到了较广泛的应用。
但是对于软冗余的性能仍没有进行系统的研究。
硬冗余系统的冗余结构确保了任何时候的系统可靠性,例如所有的重要部件都是冗余配置。
这包括了冗余的CPU、供电模件和用于冗余CPU通信的同步模块。
根据特定的自动化控制过程需要,还可以配置冗余客户服务器、冗余通讯介质、冗余接口模件IM153-2等。
S7-300只能实现软冗余(软件冗余),而不能实现像400那样实现硬件冗余。
软冗余的特点:1、软冗余需要专门的软件包;2、对于实现冗余功能的PLC,可以是300,也可以是400,或者300与400之间。
3、软冗余需要对两台PLC都需要编程,调用专门的功能块;4、软冗余的切换时间为秒级,即当一台PLC发生故障,要让备用的PLC来担当前一台PLC的任务这么一个过渡过程需要1S以上的时间。
因此软冗余不适用于对安全要求极高的场合。
5、软冗余的最大好处就是便宜;最大坏处就是实现麻烦。
软冗余和硬冗余的异同:共同点1、冗余功能相同,做到冗余的部分包括:电源模板、CPU、PROFIBUS-DP 网络2、结构差不多,都是利用PROFIBUS-DP网络,使用IM153-2实现信号模板的公用功能。
(利用IM153-2做网络切换)IM153-2是远程I/O接口模板,是ET200M系列产品,后面只能挂S7-300信号模板,这不影响使用,只要挂在DP网络下,无论是S7-300还是S7-400都能直接编程使用。
软冗余和硬冗余的区别
从字面上讲,也就是实现的方式上:1)软冗余是通过软件实现,也就是是西门子的SWR软件包;硬冗余,则是使用CPU417H;414H;412H来实现,对于PLC 本身的操作系统及硬件设置上均不同,硬冗余的同步机理为事件同步。
2)硬冗余的两个热备系统必须使用相同的PLC;软冗余的两个暖被系统可以使用不同的PLC。
3)硬冗余的同步链路采用同步模块和光纤,有长距,短距两种;软冗余则使用MPI,DP(CP343-5,CP443-5)和IE(CP343-1,CP443-1),程序内部调用的是xsend/xrcv;AGsend/rcv以及Bsend/rcv(仅对400),这也就是为什么S7-300 PN CPU 无法使用集成PN口来实现同步的原因。
从性能上来:1)冗余的层级:软冗余无法进行IO冗余;IO冗余仅能在硬冗余里实现。
此外,Y-link仅能在硬冗余中实现。
2)系统切换的时间:硬冗余:PLC无切换时间,因为程序同时在两个CPU里运行,硬冗余里成为主动切换;被动切换,也就是从站切换的时间<100ms;对于软冗余,冗余程序仅在主CPU内执行,备用CPU仅执行非冗余段程序,切换时为整个系统的切换。
切换时间取决于同步链路的类型,速率和同步数据量的大小,DP从站的多少,多为秒级。
对于切换,软冗余系统中,DP从站的接口模板或DP链路故障均会造成主备CPU的切换,而引起整个系统的切换;而在硬冗余中,从站的故障不会造成主备CPU的切换。
3)信息的丢失:2)提到了切换,很自然的,CPU间的切换可能导致部分信息,如报警的丢失,因为报警在当前激活的主CPU 中进行处理。
所以,软冗余系统中会存在信息的丢失;而硬冗余系统中,由于CPU间为事件同步的方式,且切换无时间,保证了信息不会丢失,也就是硬冗余中所说的平滑切换。
4)通信架构:400H系统与上位机间的通信有多种架构,需要使用CP1613和redconnect实现,网络构成方式:双通道,四通道,单环,双环等;400H间建立的是容错S7连接。
S7-300软冗余调试总结--WINCC组态(最新整理)
这 里 Main Connection 是 主 连 接 , 也 就 是 主 PLC 站 的 连 接 , 下 边 的 Reserve Connection 需要自己根据具体情况修改,默认的是和主站一样的。。。要改为自己备用 PLC 站的地址,比如 IP192.168.0.2,,0,2,02。继续下一步“next”,然后结束。冗余连接就生 成了,按正常说,现在就可以实现下边 PLC 故障切换的时候,自动将上位机 WINCC 中变 量转到备用 PLC 连接上。但是实际上现在不能完全实现自动切换,和手动切换。尤其是下 边主备站都没问题的时候,手动切换过来会发现 WINCC 跟 PLC 失去联系。。。传上来的数 据多是错的。要实现完整的切换,需要在全集脚本里加上几句话,来强制连接切换,这样 才能完全实现容易的切换。
当我们上边冗余连接建立以后,在变量组里会自动生成一个@sw 变量组(其中 SW 是 前边建立的连接的名称),这个变量组里的变量在后边要用到。打开全局脚本编辑器 Global Scrip C 在左边项目浏览栏里边找:ActionsActions:XXX,其中 XXX 为你的计算机名。 在这个SW 就是刚刚在 TCP/IP 协议项下建立的那 个连接的名字。打开这个文件,将编辑窗口拉到最下边,将紫色部分代码复制添加到上下 文相对应的位置。
参考文献:S7300S7400SIMITIC S7 的软冗余 wincc 实现软冗余手册(英文)
{ SetTagDWord( "@sw@ForceConnectionState", 0 ); } } return 1; 这其中的几个变量"@sw@ConnectionState", "@sw@ForceConnectionState"这两个变量 在前边说到的@SW 变量组里边有。其中的 SW 是连接的名字,需要对应上自己前边建的连 接的名字。"SWR_wincc.Standby"这个变量就是 FB101 冗余程序块的背景数据块中的变量 DB***.DBX9.1, ***是在 PLC 冗余程序中调用冗余程序时自己设定的背景数据块号,我用 的是 DB101,所以我这里变量就连接 DB101.DBX9.1 这个数据位。 好啦,这样就可以实现手动自动切换啦。。。当然手动切换可以自己按照 DB101 的定义去手 动生成变量做,也可在网上搜索《S7300S7400SIMITIC S7 的软冗余》这个文档,里边有 介绍一个系统自带的手动切换冗余的模板,很方便。。。
S7-300 PLC软冗余系统性能实验研究
i n d i c a t o r s ,wh i c h p r o v i d e s a r e l i a b l e b a s i s f o r t h e u s e r .
Ke y wo r d s:S7 — 3 0 0 PLC ; s o f t r e du nda n t s ys t e m ;s wi t c h i n g t i me
r e s ul t s s ho w t h a t t he s wi t c hi ng t i me of t h e r e du nd an t s y s t e m i s i n l i ne w i t h t he t he or e t i c a l p er f o r ma n c e
随着 现 代 工 业 规 模 的 不 断 扩 大 , 许 多 应 用 场 合 对 控制 可 靠 性 提 出了 更 高 的要 求 。冗 余 技 术 是 提 高 控 制 系 统 可 靠 性 的 有 效 措 施 。 可 编 程 序 控 制 器
( P L C ) 被 广 泛 用 于各 行 各 业 , 目前 大 多数 的冗 余 方 案
I SS N 1002
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4 95 6
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实
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技
术
与
管
理
第 3 O卷
第 6期
2 0 1 3年 6月
C NI 1 ~2 0 3 4 / T
S7-300 400 PLC 系统软件冗余调试的常见问题
S7-300 400 PLC 系统软件冗余调试的常见问题问题1:硬件组态需要注意什么?回答:软冗余系统的冗余控制只能通过ET 200M实现,按照图1进行组态。
A、B站的组态必须确保一致,可以拷贝ET200M的组态,在另一站点组态中使用图2所示菜单操作。
图1图2问题2:哪些模块可以支持软冗余?回答:可以通过软冗余手册查询,或参考以下链接的FAQ。
问题3:FC100“SWR_START”中定义的数据区,哪些是冗余数据区?哪些是非冗余数据区?有什么区别?回答:如图3红色区域,冗余同步数据区包括:过程映像输出区/DB/IEC/M;如图3绿色区域,非冗余数据区包括:DB。
冗余数据区,主站的数据会通过冗余链路覆盖到备用站,保证主备之间数据同步;非冗余DB区,无论主备,数据按照定义的A-B B-A方向传递。
注意!无论冗余数据区还是非冗余数据区,A、B站点的长度必须一致。
如果不需要使用,长度定义为0。
图3问题4:软冗余中DB块的影响。
回答:软冗余系统中会使用一些特殊功能的DB块,在FC100“SWR_START”中定义,如图4:图4A:软冗余工作DB,程序会自动生成,不要在项目中手动添加;“DB_SEND_NO”、“DB_RCV_NO”定义的DB,在冗余站两侧一致。
B: FB101“SWR_ZYK”的背景数据块,注意生成DB5的长度。
如果创建出错,CPU能够正常运行但是SF灯报错,诊断缓冲区如图5:图5查看DB5的长度如图6,只有100字节,此时双击打开DB5看不到内部参数,如图7。
可以删除DB5,重新生成FB101“SWR_ZYK”背景数据块。
正常MPI同步-194字节;以太网/PROFIBUS同步-358字节。
图6图7C:冗余DB区,主站的数据随时同步备用站。
需要手动创建,IEC定时器的背景数据块也需要生成,A、B站点长度一致;生成的DB块的长度需要大于2个字(新生成的DB块,内部只有一个INT变量,长度2字节)。
300软冗余总结
ORTHO XUCHAO1.IEC_NO//IEC_LEN,DB_NO//DB_NO_LEN,比如IEC实际只用2个DB10-DB11,但能不能先预留好位置,IEC_LEN填4?以后有再加2个的余地?----可以预留,但是不能留空。
比如说DB_NO从1开始,实际使用的DB1、DB2,DB_NO_LEN填4,那么DB3、DB4必须要存在,而DB3、DB4里面随便建立一行内容就行。
IEC同理。
2.MB_NO//MB_LEN理解1)如只用M0.0,M0.5,M1.0,M1.3,M2.0,那MB_NO=0,MB_LEN=3?即M0.0/0.5就算一个B?----一个容量为8个人的房间,住了一个人是占用这个房间,住2个人、8个人都同样是占用了这个房间。
这里的最低单位是MB,如*间的最低的单位是房间而不是床铺。
2)必须使用连续地址吗,这样用MW20//MW24//MW30可否?如可以,那MB_NO=20,MB_LEN=12?,或MB_LEN就填30,以后也可增加MD,M的使用?-----必须连续,你可以只使用MW20/MW30,但是从MW20到MW30这段区域的数据都会被同步。
预留是可以的,但是预留的多了,浪费资源。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////作为一名S7PLC热线工程师,面对众多类型的问题,软冗余无疑最“漫长”或者说最“困难”的问题之一。
究其原因,主要出自两个:1.配置过程和实现过程“复杂”,很多初次接触的工程师较难入手。
2.有很多“隐蔽”的知识点,如果在实现软冗余过程中没有注意到,会出现形形色色的奇怪问题。
为了能给正在使用或者将来要使用软冗余的工程师一点帮助,现在结合热线上出现的常见问题和难点,与大家分享一下:1.什么是软冗余?需要什么呢?软冗余:顾名思义用软件编程的方式实现PLC的冗余,PLC之间需要通过MPI接口(CPU上有)或者通过以太网、PROFIBUS同步当前数据。
西门子软冗余指南
PLC系统软件冗余的说明与实现朱震忠SIEMENS A&D CS2004-04-06首先我们建议您访问siemens A&D公司的技术支持网站:www4.ad.siemens.de在检索窗口中键入相关产品或问题的 关键字,获取关于产品或问题的详细信息和手册。
图1软件冗余基本信息介绍软件冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。
A.系统结构Siemens软件冗余系统的软件、硬件包括:1套STEP7编程软件(V5.x)加软冗余软件包(V1.x);2套PLC控制器及I/O模块,可以是S7-300或S7-400系统;3条通讯链路,主系统与从站通讯链路(PROFIBUS 1)、备用系统与从站通讯链路(PROFIBUS 2)、主系统与备用系统的数据同步通讯链路(MPI 或 PROFIBUS 或 Ethernet);若干个ET200M从站,每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块;除此之外,还需要一些相关的附件,用于编程和上位机监控的PC-Adapter(连接在计算机串口)或CP5611(插在主板上的PCI槽上)或CP5511(插在笔记本的PCMIA槽里)、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等;下图说明了软冗余系统的基本结构:图2可以看出,系统是由两套独立的S7-300或S7-400 PLC系统组成,软冗余能够实现:I. 主机架电源、背板总线等冗余;II. PLC处理器冗余;III. PROFIBUS现场总线网络冗余(包括通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余);IV. ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。
软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。
开始时,A系统为主,B系统为备用,当主系统A中的任何一个组件出错,控制任务会自动切换到备用系统B当中执行,这时,B系统为主,A系统为备用,这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。
S7 300 软冗余的原理和配置
M P I/P R O FIB U S or E thernet
S 7 -3 0 0 /S 7 -4 0 0 S tation A
S 7 -3 0 0 /S 7 -4 0 0 S tation B
PR O FIBU S-D P PR O FIBU S-D P
E T 200M distributed I/O device w ith IM 153-2
7.1.2 系统工作原理 在软冗余系统进行工作时,A、B 控制系统(处理器,通讯、I/O)独立运行,由主系统 的 PLC 掌握对 ET200 从站中的 I/O 控制权。A、B 系统中的 PLC 程序由非冗余(nonduplicated)用户程序段和冗余(redundant backup)用户程序段组成,主系统 PLC 执 行全部的用户程序,备用系统 PLC 只执行非冗余用户程序段,而跳过冗余用户程序段。 软冗余系统内部的运行过程参考图 7-2。
CPU 31x-2DP
6ES7 315-2AFxx-0AB0 无硬件冗余的功能。
6ES7 315-2AG10-0AB0
6ES7 316-2AGxx-0AB0
6ES7 318-2AJxx-0AB0
CPU 412-1
6ES7 412-1XFxx-0AB0 S7-400 全系列的 CPU 都可以应用于
CPU 412-2
S7-400 H 系列的 CPU 属于硬件冗余 方式,相对于软冗余,硬件冗余系统 切换速度快,主备 CPU 中的数据和 事件保证完全一致,适于高可靠性应 用场合,成本较高
CPU 416-1
6ES7 416-1XJxx-0AB0
CPU 416-2DP
6ES7 416-2XKxx-0AB0
西门子300PLC 软冗余的实现,详细步骤截图
西门子300PLC 软冗余的实现,详细步骤截图主要硬件:(注意冗余要采用有源背板、有源导轨)315-2DPSM321PLC主CPU6ES7 315-2AH14-0AB0PLC输入模块6ES7 321-1BL00-0AA0PLC输出模块6ES7 322-1BL00-0AA0PLC模拟量输入模块6ES7 331-7KF02-0AB0网络模块6GK7 343-1EX30-0XE02432DI32DOAI 8ET200M冗余包(6ES7153-2AR03-0XA0)包括两个IM153-2HF(-2BA02)和一块im/im 6es7 195-7hd10-0xa0ET200M冗余包6ES7 153-2AR03-0XA0)1背板,PROFIBUS DP 90º电缆出线(6ES7 9720BA120XA0),集成终端电阻,9针Sub-D插座,不支持快速连接,没有编程端口。
SM322SM 331CP343-1322本控制柜采用2个315-2DPCPU通过CP343-1连接到以太网交换机实现冗余链路,用DP通讯的IM153-2冗余套件实现ET200M的冗余通讯。
硬件配置:添加两个300站点:a和b,然后分别配置两个站的硬件:1.打开a站。
2.从硬件目录选择机架3.打开a站机架,插上电源,插上cpu315-2dp,新建一个dp网络,dp地址为8,如下图所示:4。
插入dp地址为3的et200从站。
5.插入CP343-1,新建Ethernet(1)网络6et200从站增加i/o模块,硬件配置完成。
冗余的输出地址为0-11,后面设置FC100要用到。
7两个站的硬件组态要一致。
8.添加网络连接右键点击a站的cpu(b)(哔哩哔哩就可以)菜单就会出现。
选择“插入新连接”和“连接类型”。
我会用以太网iso-tcp协议实现冗余。
单击确定。
出现如下画面,在后面用id: 7和laddr十六进制100,即十进制256来设置fc100。
S7-300软冗余系统调试心得
S7-300软冗余系统调试心得S7-300软冗余系统调试心得集成工程部张宏伟1 基本结构及工作原理1.1 基本结构硬件结构包括一对S7-300控制器及I/O、ET200从站(每个从站必须包括2个IM153-2和对应的I/O模块,必须采用有源端子板)及3个通讯(A站对分布式IO PROFIBUS-A、B站对分布式IO PROFIBUS-B、A站对B站数据同步(MPI\PROFIBUS\Ethernet))。
软件需要STEP7 V5.x 及软冗余软件包V1.x基本结构如下图所示:图1.1 S7-300软冗余基本结构由上图可以看出,软冗余可以实现的冗余有主机架电源及总线冗余控制器冗余现场总线冗余1.2 工作原理在软冗余系统进行工作时,A、B控制系统(CPU、通讯、I/O)独立运行,有主系统的PLC 掌握对ET200从站的I/O控制权。
A、B 系统中的PLC程序有非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成,CPU 在执行冗余程序段之前会读取系统的冗余状况,若为主系统则PLC执行全部程序,若为备用系统则跳过冗余程序段只执行非冗余用户程序。
图1.2 软冗余工作流程1.3 程序结构对于硬件组态,可采用西门子提供的冗余模板,修改CPU信号并添加ET200从站,比较简单,没有什么特别的地方,这里就不再赘述。
S7-300软冗余系统的用户程序包括非冗余程序段、用户程序段、系统诊断功能块、站间冗余数据备份等组成,一般建议将非冗余程序段写到OB1中,而冗余程序段写在OB35中。
非冗余程序段和冗余程序段与普通系统的写法一样,区别只是放置的位置不同。
在编制冗余程序的时候需要先调用FB 101 功能块,用来判断整个系统的冗余状况,在FB101 的背景DB块中可以读取到冗余连接状况和标志位。
利用冗余标志位来选择执行或者不执行冗余程序段。
因此编制冗余程序可分为4部分,如下图所示:图 1.3 软冗余程序结构首先启动系统冗余数据同步功能,根据状态字判断是否为主控制器,是否需要执行冗余程序段,若为主控制器执行冗余程序段,否则停止系统冗余程序段。
冗余
软冗余又称软件冗余,是西门子实现冗余功能的一种解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。
软冗余能够实现:主机架电源、背板总线等冗余;PLC处理器冗余;PROFIBUS网络冗余(包括通信接口、总线接头、总线电缆等冗余);接口模块IM153-2冗余。
在软冗余系统进行工作时,主、备控制系统(处理器,通讯、I/O)独立运行,由主系统的PLC掌握对冗余部分ET200M从站中的I/O控制权,主、备系统通过软冗余专用程序进行数据同步。
PLC程序由非冗余(non-duplicated)用户程序段和冗余(redundant backup)用户程序段组成,主系统PLC执行全部的用户程序,备用系统PLC通过判断冗余状态跳过冗余程序,只执行非冗余用户程序。
当主系统中的组件发生故障,备用系统会自动切换为主系统,执行冗余程序,控制任务不会出现中断。
能够实现软冗余功能的CPU有具体的要求,在S7-300中,315-2DP型(包括313C-2DP、314C-2DP)以上的CPU才能支持,所有的S7-400 CPU都支持软冗余。
主、备系统的CPU型号可以不同,如其中一套系统采用S7-400系列,另一套系统采用S7-300系列。
数据同步可以通过MPI、PROFIBUS、Ethernet 三种不同的网络方式。
需要两套系统共同控制的I/O信号需要采用ET200M从站采集,由于要接入两套CPU中,因此ET200M要选用冗余的IM153-2接口模块,并且采用有源总线模块。
软件需要安装软冗余软件包,只有安装了软件冗余包STEP7中才会出现冗余功能库。
STEP7中的冗余软件包包含了多个功能块,每个功能块都有特定的功能和调用方法,而且不同程序库中的功能块应用的场合不同,使用时需要加以区分。
由于是通过软件程序来实现冗余,因此软冗余系统在编程调试时有些特点要注意。
如在OB100中初始化程序块FC100,定义系统运行的参数要正确,冗余输出映像区地址要连续。
冗余和热备的区别
冗余其实是一个很宽泛的技术概念,而不是大家理解中的技术方法,冗余原始概念是重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。
冗余按类型分为主动和被动形式,所谓主动和被动主要是主从切换的能动性上来分析,主动冗余是可以主动切换,就是可以随时自行切换;被动冗余是指当正在运行的组件坏掉或者不正常的时候才会切换到备用组件,其中也包括用户手动或者用户程序切换方式,按照功能来分又分成Hot standby、Warm standby和Cold standby,整理以后见下图:1、Cold standby冷备用,其实说白了就是backup,他是通过备份所有正常运行的组件放在一旁或者仓库里,等运行的组件坏了以后更换新的组件来完成系统的正常运行,这个冗余时间和更换时间息息相关。
这种冷备用方式很少去关注响应时间,并且需要运维人员干预操作。
举个例子,一套PLC运行系统,在做备件时做了完全的配置备件,当PLC在运行时因为夜晚雷电发现有一块AI卡件烧毁了,运维人员马上把系统断电,然后更换卡件,在上电运行,这就是一个完整的cold standby的过程,至于其中耽误的时间,只能视运维人员的对系统的熟练程度而定并且必须被动接受。
2、Warm standby温备用,是两套完全一样的配置组件,一个正常运行被视为主,另一个带机并不运行备用被视为从,每隔一段时间,主从的内容相互交换一次,当运行组件出现故障,备用组件才会运行承担工作。
举个例子,西门子的300软冗余系统,两台微处理器的冗余方式就是温备,主处理器控制系统的输入和输出(I/O),而备用处理器上电和主处理器停止控制过程中的等待时间。
当发生这种情况,备用处理器承担的I/O控制,并采取指定的主处理器,处理器允许脱机成为次要处理器,并可以在不牺牲过程控制维护。
在正常操作中,主处理器提供定期更新的备用处理器。
这些更新通常发生在每个程序扫描结束,并可能在任何时间只涉及了部分数据。
XXX300PLC 软冗余的实现,详细步骤截图
XXX300PLC 软冗余的实现,详细步骤截图This control。
is equipped with two 315-2DP CPUs connected to an。
switch via CP343-1 to achieve ndant links。
The IM153-2 XXX hardware n includes:315-2DP CPUSM321 PLC main CPU6ES7 315-2AH14-0AB0 PLC input module6ES7 321-1BL00-0AA0 PLC output module6ES7 322-1BL00-0AA0 PLC analog input module6ES7 331-7KF02-0AB0 ork module6GK7 343-1EX30-0XE0 (2x) 4-32DI/32DO/AI8 ET200M ndant package (6ES7 153-2AR03-0XA0) with one backplane and one IM/IM 6ES7 195-7HD10-0XA0PROFIBUS DP 90º cable (6ES7 9720BA120XA0) with integrated terminal resistor and 9-pin Sub-D socket。
no support for quick n。
and no programming portSM322 and SM331To configure the hardware。
follow these steps:1.XXX.2.Select a rack from the hardware catalog.3.Open the rack of n A。
insert the power supply。
insert the CPU315-2DP。
and create a new DP ork with DP address 8 as shown in the figure.4.Insert the ET200 slave n with DP address 3.5.Insert CP343-1 and create an。
西门子300软冗余硬件配置
西门子300软冗余硬件配置工程业主要求实现电源、cpu、network冗余,还要留dp 口跟业主dcs通讯。
目前考虑做成软冗余的形式,硬件配置如下:2个315-2dpcpudp口带下面et200m的从站,数据同步用的mpi口,两个cpu各自带一个cp343-1模块通过交换机跟wincc通讯,现在的问题是:1、如何实现留dp口跟业主通讯,需要加两个cp342-5模块吗?2、如果cpu用315-2pn/dp,通过交换机能否同时实现数据同步和跟wincc通讯这两种功能?如果能,跟现有方案相比性价比如何?问题补充:1.业主是profibus-dp通讯,需要为每个cpu都配置一个cp342-5模块是吗?2.若采用315-2pn/dp,pn口用作wincc通讯,dp口用作数据同步,从站如何连接呢,势必还要再加两个cp342-5吧最佳答案1、如何实现留dp口跟业主通讯,需要加两个cp342-5模块吗?业主dcs通讯采用什么协议?、如果采用modbus的dcs需要配置cp341及modbus的驱动(硬狗),详见:《做主站s7-300cp341做从站的modbusrtu通讯》下载:/download/upload/as/application /a0451.pdf、如果采用profibus-dp的dcs,你的dp口以占用,需要配置cp342-5。
2、如果cpu用315-2pn/dp,通过交换机能否同时实现数据同步和跟wincc通讯这两种功能?如果能,跟现有方案相比性价比如何?转帖一个典型的问题:cpu本体的pn口是否可以进行软冗余数据同步。
回答:不行,软件包提供的程序不针对pn口。
详见:《siemensplc系统软件冗余调试的常见问题》连接:/download/upload/as/faq/f0462. pdf。
软冗余和硬冗余的区别
软冗余和硬冗余的区别从字⾯上讲,也就是实现的⽅式上:1)软冗余是通过软件实现,也就是是西门⼦的SWR软件包;硬冗余,则是使⽤CPU417H;414H;412H来实现,对于PLC 本⾝的操作系统及硬件设置上均不同,硬冗余的同步机理为事件同步。
2)硬冗余的两个热备系统必须使⽤相同的PLC;软冗余的两个暖被系统可以使⽤不同的PLC。
3)硬冗余的同步链路采⽤同步模块和光纤,有长距,短距两种;软冗余则使⽤MPI,DP(CP343-5,CP443-5)和IE(CP343-1,CP443-1),程序内部调⽤的是xsend/xrcv;AGsend/rcv以及Bsend/rcv(仅对400),这也就是为什么S7-300 PN CPU ⽆法使⽤集成PN⼝来实现同步的原因。
从性能上来:1)冗余的层级:软冗余⽆法进⾏IO冗余;IO冗余仅能在硬冗余⾥实现。
此外,Y-link仅能在硬冗余中实现。
2)系统切换的时间:硬冗余:PLC⽆切换时间,因为程序同时在两个CPU⾥运⾏,硬冗余⾥成为主动切换;被动切换,也就是从站切换的时间<100ms;对于软冗余,冗余程序仅在主CPU内执⾏,备⽤CPU仅执⾏⾮冗余段程序,切换时为整个系统的切换。
切换时间取决于同步链路的类型,速率和同步数据量的⼤⼩,DP从站的多少,多为秒级。
对于切换,软冗余系统中,DP从站的接⼝模板或DP链路故障均会造成主备CPU的切换,⽽引起整个系统的切换;⽽在硬冗余中,从站的故障不会造成主备CPU的切换。
3)信息的丢失:2)提到了切换,很⾃然的,CPU间的切换可能导致部分信息,如报警的丢失,因为报警在当前激活的主CPU 中进⾏处理。
所以,软冗余系统中会存在信息的丢失;⽽硬冗余系统中,由于CPU间为事件同步的⽅式,且切换⽆时间,保证了信息不会丢失,也就是硬冗余中所说的平滑切换。
4)通信架构:400H系统与上位机间的通信有多种架构,需要使⽤CP1613和redconnect实现,⽹络构成⽅式:双通道,四通道,单环,双环等;400H间建⽴的是容错S7连接。