STEP 7 下冗余IO编程
四个主流品牌PLC冗余方案介绍.
四种常见品牌冗余PLC方案介绍下面介绍四种经常使用的PLC冗余方案：西门子S7-300(400)软冗余与S7-400H硬冗余、施耐德Quantum硬冗余、罗克韦尔的ControlLogix硬冗余和SLC500软冗余（目前快要停产）、ABB 的AC800M硬冗余方案。
1 西门子冗余方案1.1 西门子S7-300/400软冗余方案：软冗余方案是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。
其软件、硬件包括：1套STEP7编程软件（V5.4）加软冗余软件包(V1.2)；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总线链接器等就可以组成一套完整的软冗余系统。
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程序由非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，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。
A路与B路CPU的程序需在OB1或OB35里调用FB 101 ‘SWR_ZYK’功能块，FB101块中封装了冗余功能的程序段，实现冗余功能。
调用FB101时，你可以在线地读出RETURN_V AL参数的数值,如果为0，说明冗余链接正常。
S7-300 PLC课件- 03 STEP 7编程方法
存储器标志
存储器位 存储器字节 存储器字 存储器双字
I/Q 外部输入/输出
I/Q 字节, 外设 I/Q 字, 外设 I/Q 双字, 外设
定时器 计数器 数据块 数据块
定时器 (T) 计数器 (C)
数据块 (DB) 用OPN DB打开 位, 字节, 字, 双字 用OPN DI打开 位, 字节, 字, 双字
外部输入字 节 外部输入字 外部输入双 字 外部输出字 节 外部输出字
外部输出双字
PIB PIW PID PQB PQW PQD
0~65 535 0~65 534 0~65 532 0~65 535 0~65 534 0~65 532
定时器（T）
访问此区域可 以得到定时剩 余时间
0~255 T
定时器（T）
故障
FB
FB
Байду номын сангаас
SFC
OB FB FC SFB SFC
= 组织块 = 功能块 = 功能 = 系统功能块 = 系统功能
阴影:
FB 带背景数据块
SIEMENS
用户定义的块
块类型 组织块 (OB) 特性 - 操作系统和用户程序的接口 - 各层次的优先级 (1 ~ 26) - 局部数据堆栈中的特殊启动信息
功能块 (FB)
32.0 to 35.7
36.0 to 39.7
40.0 to 43.7
44.0 to 47.7
48.0 to 51.7
52.0 to 55.7
56.0 to 59.7
60.0 to 63.7
PS 机架 0 槽 1
CPU
IM
(发送)
0.0 to 3.7 4
4.0 to 7.7 5
PCS7 组态冗余 IO 模块 2010
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过程控制系统 PCS 7 V7.0 Asset Management 分布式 I/O ET 200M HART 模拟模块
• I/O 解决方案 • 容错组件的组态 • 安装 CPU 41x-H • 冗余 I/O 的连接 • 安装 ET 200M • 信号模块的技术数据 • MTA 板的调试
• PCS 7 通道模块描述
功能机理 ......................................................................................................... 58 过程序列举例 .................................................................................................. 58 库功能 ............................................................................................................. 60 PCS 7 Library ................................................................................................. 60 冗余IO CGP .................................................................................................... 60 模块的OS消息................................................................................................. 61
step7编程实例-STEP7编程软件及使用方法
4
。 CPU参数配置：双击机架中的CPU，打开CPU属性对话框，在这里可以配置CPU的各类参数，不同型号的CPU参数不尽相同，在应用时应注意
常规设置 在常规页面中（图7-17），包括了CPU的基本信息和MPI的接口设置。单击“属性”按钮会弹出MPI通讯的属性设置界面，在这里可以设置MPI通讯的 参数。
周期/时钟存储器 周期/时钟存储器（图7-19）页面主要包含以下参数设置。
保持存储器 保持存储器页面（图7-21）包含了下面的项目：
诊断/时钟 诊断/时钟页（图7-22）包括以下设置：
保护 保护页面（图7-23）包括以下参数：
7.4 使用LAD编程
• 任务描述
在本例中，我们模拟一个饮料灌装线的控制系统。系统中有两条 饮料灌装线和一个操作员面板。
2、模块化编程 程序被分为不同的逻辑块，每个块包含了完成部分控制任务的逻辑指令。组织 块OB1（主程序）中的指令决定在什么情况下调用哪一个块，功能和功能快（子 程序）用来完成不同的过程任务。被调用的块执行完后，返回到OB的调用点， 继续执行OB1。 模块化编程的程序被分为若干块，易于实现多人同时对一个项目编程。由于只 在需要时执行相关的指令，因此提高了CPU的执行效率。
数据块(DB)是用户定义的用于存取数据的存储区，可 以被打开或关闭。DB可以是属于某个FB的情景数据块，也 可以是通用的全局数据块，用于FB或FC。
S7 CPU还提供标准系统功能块(SFB、SFC)，集成在S7 CPU中的功能程序库。用 户可以直接调用它们，由于它们是操作系统的一部分，因此不需将其作为用户程 序下载到PLC。
直接建立的项目只包含一个MPI子网对象，用户需要通过【插入】菜单来手动添家对象.用户可以插入一个PLC站，先进行硬件组态，完成硬件组态后，再 在相应CPU的S7程序目录下编辑用户程序；也可以先插入一个独立的S7程序，编写用户程序，再进行硬件组态，等组态完成后将程序复制到相应的 CPU中。
S7-400H冗余系统硬件组态 操作流程
一．所需软硬件：所需软件：STEP7 V5.4 SP3所需硬件：一套S7-400H PLC，包括：(1) 1个安装机架UR2-H(2) 2个电源模板PS 407 10A(3) 2个容错CPU，CPU414-4H或CPU 417-4H(4) 4个同步子模板(型号必须相同)(5) 2根光缆必备的附件，如PROFIBUS 屏蔽电缆及网络连接器等。
二．硬件安装（1）设置机架号CPU V3版本，通过同步子模板上的开关设置；CPU V4版本，通过CPU背板上的开关设置；CPU通电后此机架号生效。
（2）将同步子模板插到CPU板中。
（3）连接同步光缆将两个位于上部的同步子模板相连；将两个位于下部的同步子模板相连；在打开电源或启动系统之前要确保CPU的同步光缆已经连接。
同步光纤连接如图1所示：图1 S7-400H 同步光纤的连接三．通过STEP7进行硬件组态1．创建项目并组态S7-400H站在STEP7中新建一个项目，在“插入”菜单下的“站点”选项中选择SIMATIC H 站点，添加一个新的S7-400H的站，如图2所示：图2 创建项目和添加S7-400H站2. 配置硬件(1) 在S7-400H站目录下，双击“硬件”打开硬件配置；(2) 添加一个UR2-H机架，如图3所示：图3 添加UR2-H机架3. 配置电源和CPU，并设定CPU上PROFIBUS DP主站的地址，默认为2，如图4所示：图4 添加电源和S7-400H CPU4. 添加同步子模板到IF1和IF2槽位上,如图5所示：图5 添加同步子模块5）添加以太网网卡，设置MAC网络地址和IP地址，如图6所示：图6 添加以太网网卡并设置MAC地址和IP地址说明：通常采用以太网与WINCC6.0进行通讯。
6) 将机架0的硬件配置复制，粘贴机架1并调整网络参数，如：以太网的MAC地址等，在硬件组态中出现两个机架，如图7所示：图7 S7-400H硬件配置图四．CPU系统参数设置对于中央处理器单元只需对机架0上的CPU定CPU参数，所设定的数值将自动分配给机架1 上的CPU。
第6章 冗余IO
第六章冗余I/O6.1 冗余I/O的定义当I/O模块以每两个一组组态成冗余对运行时，I/O模板即认为是冗余配置。
这样意味着S7-400H系统的所有元件都可以冗余。
使用冗余I/O可以使H系统提高可用性。
6.2 冗余I/O配置以下为几种采用冗余I/O 的典型配置6.2.1 中央和扩展设备中的I/O冗余信号模板成对安装在 CPU 0 和 CPU 1 子系统中，如图6-1所示：图6-1 中央和扩展设备中的I/O冗余这样使S7-400的I/O模块具有冗余性。
注意：当一个CPU因故障掉电时，连接的I/O模块被认为故障而不能被识别。
6.2.2. 单边DP 从站中的I/O冗余信号模板成对安装在带有有源底板总线的分布式I/O设备ET200M中，如图6-2所示：图6-2 单向DP从站中的I/O冗余注意：当其中一个从站PROFIBUS断线或主站CPU因故障掉电时，连接的I/O模块被认为故障而不能被识别。
6.2.3. 切换式DP 从站中的I/O冗余信号模板成对安装在带有有源底板总线的分布式I/O设备ET200M中，如图6-3所示：图6-3 切换式DP 从站中的I/O冗余在这种方式下，即使连接I/O从站CPU故障也不会影响I/O模块的可用性。
6.2.4. 单机模式H CPU中的I/O冗余连接方式如图6-4所示：图6-4 单一模式冗余I/O注意：当主站CPU因故障而停机时，I/O冗余不能实现。
6.3 “I/O冗余” 库函数及使用6.3.1“I/O冗余” 库函数“I/O冗余” 库函数，随可选 H 包(STEP7 V5.3已包含)一起提供，以支持I/O冗余功能，库函数包含以下功能块:●FC 450 RED_INIT 初始化功能●FC 451 RED_DEPA 触发去钝化●FB 450 RED_IN 读取冗余输入功能块●FB 451 RED_OUT 控制冗余输出功能块●FB 452 RED_DIAG 冗余 I/O 诊断功能块●FB 453 RED_STATUS 冗余状态信息功能块6.3.2 “I/O冗余”功能块的使用在使用这些功能块前,首先在硬件配置中配置冗余I/O模块，然后参考表6－1在相应的OB块中调用对应的功能块。
基于WinCC和Step7的S7—400H冗余系统的实现
必须 在 Ｐ 机 中安 装 Ｓ 一 ｅ Ｃ ｎ ｅ ｔ 件 包 。有 以 下 特征 ： Ｃ ７ Ｒ ｄ ｏ ｎｃ 软 错
图 １ Ｓ — ０ Ｈ 的硬 件 配置 图 ７ ４０
误检测 ， 切换 ， 视 通讯 ， 且 后 台 处 理 同步 ， 需 要 额 外 编 程 ， 监 并 不 应用 程序 与 Ｈ系 统 的 两 部 分 以 同 样 方 式 通 讯 就 好 像 一 个 ＣＰ Ｕ， Ｓ ～ ｅ Ｃ ｎ ｅ ｔ 供 了与 其 他 Ｓ Ｍ Ｉ Ｅ ７软 件 产 品 同 ７ Ｒ ｄ ｏ ｎｃ 提 ｌ ＡＴＣ Ｎ Ｔ Ｓ 样的用 户接 口（ ， ｕ ｃｉ ｓＳ ｍｍｕ ｉａｉｎ现 存 Ｗｉ— Ｐ ０Ｐ ｆｎ ｔ ｎ ，７Ｃｏ ｏ ｎｃ ｔ ） ｏ ｎ ｄｗ ｏ ｓ程 序 仍 可 以使 用 ， 用 程 序 可 以通 过 状 态 查 询 监 视 冗 余 连 应 接 状 态 。 接状 态可 以借 助 诊 断 工 具 来 显示 。 ７ Ｈ 系统 可 配 置 连 Ｓ一
step7-400PLCH站点PROFINET组态冗余
一、关于硬件1、机架开关设置：位于CPU背部开关，机架0开关打至下；机架1开关打至上，如图：412-5HK06一般设置机架0为主CPU，机架1为备CPU.设置好上电，主CPU会亮“RACK 0”,备CPU亮“RACK 1”.2、光纤及网线连接：412-5H系列CPU有两个光纤同步模块，主机及备机之间应上与上，下与下连接。
主机与备机的LINK1 OK\LINK2 OK灯亮，则说明通讯正常。
否则CPU面板的IFM1F\IFM2F故障红色灯亮。
在STPE7与电脑通讯连接之前，从站ET20SP先不要插网线。
即先把两CPU冗余高好，没有报错后，再添加ET200SP。
3、CPU第一次通电时，自检时间比较长，10分钟左右，需要耐心等待。
完成后，网口灯会亮，表示通讯正常。
二、STEP7组态1、在STEP7中新建一个项目，输入项目名称后，在菜单下的“插入”选项中选择SIMATIC H Station，添加一个新的S7-400H的站点。
2、在S7-400H站目录下双击“硬件”打开硬件配置，添加一个UR2-H机架3、添加PS407 4A的电源及412-5HK06的CPU。
在添加CPU时，选择近距离偶合。
4、设置Ethernet接口属性，如无子网，点新建，会生成一个默认IP的一个Ethernet（1）子网。
此IP要与后面设置CPU的IP地址保持一致。
5、主CPU配置完成，然后配置备机CPU。
可以选择机架0复制，粘贴生成机架1，也可以自己添加机架，在一个个配置。
注意：X5 生成的PN-IO 名称，主机与和备机不能相同。
也不能与在同一项目下的其它站点的PN名相同，否则会出错。
此时可以双击查看主机与备机PN-IO下的IP地址，是同一子网下的不同IP。
方便待会设置。
6、设置主机与备机的IP地址：通过寻找MAC地址去设置。
在此之前，电脑先设置PG/PC接口，在项目页的“选项”栏下。
选择网卡要与电脑本地连接的网卡一致。
设置好后还是连接不上时，要去计算机管理服务里重新启动一个step 7的服务。
西门子STEP7图解编程、调试步骤
1．打开SIMATIC STEP7。
2．新建一个工程项目3．项目定义名字后，点击OK4．硬件配置，（以CPU为S7-400为例）5．打开硬件组态6．根据实际基架型号选择基架，并双击7．选择电源：8．选择CPU9．选择数字量输入模板：10．选择数字量输出模板11．选择模拟量输入模板12．选择模拟量输出模板13．硬件配置保存并编译这样就完成了硬件配置。
配置完成后回到主界面，就可以在CPU中的BLOCK进行软件编程了。
14．根据需要插入中断组织块：在属性窗口中可以定义OB的绝对地址以及符号地址，还可以对组织块的功能加以简单注释等。
也可以在此处选择该OB所用编程语言的种类。
15．新建数据块：16．打开DB，定义该数据块的地址结构：在数据块中可以定义数据的符号名，定义数据类型，定义数据注释。
17．建立符号表18．新建功能：在下面的FC属性窗口中可以定义FC的绝对地址以及符号地址，还可以对功能块的功能加以简单注释等。
也可以在此处选择该功能所用编程语言的种类。
19在FC中进行软件编程：根据功能需要插入常开常闭触点，整/实型运算函数，延时器等。
新建NETWORK：20．保存FC100并在OB1中调用。
21．启动S7-PLCSIM进行仿真测试：22．将所有程序块下载到仿真器中：23．将仿真器CPU从STOP位置变换到RUN-P位置：24．打开OB1 进行监视。
25．打开FC100 进行监视。
26．强制信号：27．另外还可以通过变量表监视系统数据：输入要监视变量的绝对地址：。
STEP 7 下冗余IO编程
STEP 7 下冗余IO编程Redundant IO Programming in STEP 7摘要为了提高系统可靠性，除了使用冗余CPU，还可以使用冗余IO模板，容许某个信号模板或者信号通道发生故障。
本文通过相应章节详细介绍了实现冗余IO功能的硬件结构和STEP 7中的软件编程。
关键词 STEP 7 ，冗余IO，模板冗余，通道冗余Key Words STEP 7 , Redundant IO, Modular redundancy, Channel redundancyIA&DT Service & Support Page 2-36目录1. 概述 (4)2. 支持冗余IO的模块 (5)3．冗余IO接线原理图 (6)4. 冗余IO的两种冗余方式 (9)5. 冗余IO功能块库 (10)6. 冗余IO编程 (12)6.1 创建项目 (12)6.2 CPU属性设置 (13)6.3 IO卡件属性设置 (14)6.3.1 AI 卡件属性设置 (14)6.3.2 AO 卡件属性设置 (16)6.3.3 DI 卡件属性设置 (18)6.3.4 DO 卡件属性设置 (20)6.4 冗余IO编程 (21)6.4.1插入相应的OB组织块 (21)6.4.2 加入冗余IO功能块 (22)7. 常见问题解答 (28)附表1： (30)附表2： (32)附表3： (33)IA&DT Service & Support Page 3-361. 概述为了提高系统可靠性，除了使用冗余CPU，还可以使用冗余IO模板，容许某个信号模板或者信号通道发生故障，而不会影响输入输出信号的正常工作。
要实现冗余IO功能，需要使用支持冗余IO的模块，在STEP 7中也需要特定的组态和编程。
冗余IO的概念：当系统包含两套IO模块，且这些模块被组态为冗余对并作为冗余对操作时，即被视为冗余I/O模块。
当一个IO模块或者通道出现故障时，系统会自动处理其冗余模块或通道的值。
STEP7程序执行原理和编程方法S7系列学习3
STEP7程序执行原理和编程方法 S7系列学习3 STEP7程序执行原理和编程方法 S7系列学习3今天我们来讲讲STEP7的编程方法，要讲编程方法，那么我们就要先来看看PLC的循环程序是如何执行的。
(这一点非常重要)1.循环程序如何执行西门子PLC程序执行图(建议保存)1.1在CPU上电之后，启动块OB100/101/102先启动一次。
(调用哪一个OB块由系统的启动模式配置决定)1.2启动块执行完毕后，系统的循环监视时间就被激活了(这个时间可以在STEP7的硬件配置中设置，如果循环时间超出则PLC停机)1.3之后，CPU会从输入模块及其它过程映象设备读取所有的输入状态1.4接着下来便到了主循环程序的执行1.4.1主循环执行也是按照语句顺序执行，如图所示，当OB1执行第一个语句CallFB,则此时程序进入所调用FB块顺序执行FB块的语句1.4.2若在所调用的FB块，在某一语句中执行了CallFB/FC，则程序又进入下一级的FC中依次执行块中语句，依此类推1.4.3当调用的下一级FC所有语句执行完成后，程序回到CallFC的这一语句，继续执行后面的语句1.4.4当所Call的FB也执行完成后，程序回到OB1的CallFB处，继续执行后面的语句。
1.4.5直至最后，完成OB1的所有程序，则主循环结束。
1.4.6在OB1执行的过程中，循环中断(如OB35)、故障中断(如OB86)等可以插入执行，执行完成后会回到中断的地方继续主循环的执行。
1.5主循环执行完成后，PLC将过程映象的输出写到输出模块1.6完成1.5的步骤之后一个完整的循环就结束了，此时跳至1.2步骤，重新开始新一循环的监视时间，如此周而复始。
2.程序块类型知道了PLC循环程序如何执行后，我们再来看一看STEP7的程序块有哪些类型2.1用户块用户块包括程序代码和用户数据。
在结构化程序中，一些块循环调用处理，一些块需要时才调用。
2.1.1组织块OB块构成了S7CPU和用户程序的接口。
step7-400PLCH站点PROFINET组态冗余
一、关于硬件1、机架开关设置：位于CPU背部开关，机架0开关打至下；机架1开关打至上，如图：412-5HK06一般设置机架0为主CPU，机架1为备CPU.设置好上电，主CPU会亮“RACK 0”,备CPU亮“RACK 1”.2、光纤及网线连接：412-5H系列CPU有两个光纤同步模块，主机及备机之间应上与上，下与下连接。
主机与备机的LINK1 OK\LINK2 OK灯亮，则说明通讯正常。
否则CPU面板的IFM1F\IFM2F故障红色灯亮。
在STPE7与电脑通讯连接之前，从站ET20SP先不要插网线。
即先把两CPU冗余高好，没有报错后，再添加ET200SP。
3、CPU第一次通电时，自检时间比较长，10分钟左右，需要耐心等待。
完成后，网口灯会亮，表示通讯正常。
二、STEP7组态1、在STEP7中新建一个项目，输入项目名称后，在菜单下的“插入”选项中选择SIMATIC H Station，添加一个新的S7-400H的站点。
2、在S7-400H站目录下双击“硬件”打开硬件配置，添加一个UR2-H机架3、添加PS407 4A的电源及412-5HK06的CPU。
在添加CPU时，选择近距离偶合。
4、设置Ethernet接口属性，如无子网，点新建，会生成一个默认IP的一个Ethernet（1）子网。
此IP要与后面设置CPU的IP地址保持一致。
5、主CPU配置完成，然后配置备机CPU。
可以选择机架0复制，粘贴生成机架1，也可以自己添加机架，在一个个配置。
注意：X5 生成的PN-IO 名称，主机与和备机不能相同。
也不能与在同一项目下的其它站点的PN名相同，否则会出错。
此时可以双击查看主机与备机PN-IO下的IP地址，是同一子网下的不同IP。
方便待会设置。
6、设置主机与备机的IP地址：通过寻找MAC地址去设置。
在此之前，电脑先设置PG/PC接口，在项目页的“选项”栏下。
选择网卡要与电脑本地连接的网卡一致。
设置好后还是连接不上时，要去计算机管理服务里重新启动一个step 7的服务。
STEP7下的冗余IO编程
STEP7下冗余IO编程Redundant IO practice under STEP7摘要本文详细介绍了冗余IO 的原理，模板IO冗余和通道IO 冗余的区别。
在STEP7V5.3SP1和STEP7V5.4SP1下如何进行模板IO冗余和通道IO 冗余的硬件组态、冗余设置、STL编程等。
关键词 STEP7 ,冗余IO，模板IO冗余，通道IO 冗余，组态Key Words STEP7 ，Redundant IO，Module-oriented redundancy, Channel-oriented redundancy , ConfigurationA&D Service & Support Page 2-59目录STEP7下冗余IO编程 (1)1．概述 (5)2.在STEP7V5.3SP1下冗余IO 编程 (6)2.1冗余模拟量输入 (6)2.1.1 示例系统的体系结构 (6)2.1.2 组态 (8)2.1.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (8)2.1.2.2 AI 模件作冗余IO 时的设置说明 (8)2.1.2.3 AI 模件属性中冗余设置 (9)2.1.2.4 AI 模件属性中的输入设置 (9)2.1.2.5 AI 模件属性中地址设置 (10)2.1.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (11)2.1.4 编程 (13)2.1.5 监视模件的钝化状态 (19)2.2 冗余模拟量输出 (19)2.2.1 示例系统的体系结构 (19)2.2.2 组态 (21)2.2.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (21)2.2.2.2 AO 模件属性中的输出设置 (21)2.2.2.3 AO 模件属性中地址设置 (22)2.2.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (22)2.2.4 编程 (22)2.2.5 监视模件的钝化状态 (23)2.3 冗余数字量输入 (23)2.3.1 示例系统的体系结构 (23)2.3.2 组态 (25)2.3.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (25)2.3.2.2 使用DI 模件作冗余I/O 时的设置说明 (25)2.3.2.3 DI 模件属性中冗余设置 (26)2.3.2.4 DI 模件属性中的输入设置 (26)2.3.2.5 DI 模件属性中地址设置 (27)2.3.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (27)2.3.4 编程 (27)2.3.5 监视模件的钝化状态 (28)2.4 冗余数字量输出 (28)2.4.1 示例系统的体系结构 (28)2.4.2 组态 (30)2.4.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (30)2.4.2.2 DO 模件属性中的输出设置 (30)2.4.2.3 DO 模件属性中地址设置 (30)2.4.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (30)2.4.4 编程 (31)2.4.5 监视模件的钝化状态 (31)3.在STEP7V5.4SP1下冗余IO 编程 (31)3.1冗余模拟量输入 (33)3.1.1 示例系统的体系结构 (33)3.1.2 组态 (34)A&D Service & Support Page 3-593.1.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (34)3.1.2.2 AI 模件作冗余IO 时的设置说明 (34)3.1.2.3 AI 模件属性中冗余设置 (35)3.1.2.4 AI 模件属性中的输入设置 (36)3.1.2.5 AI 模件属性中地址设置 (36)3.1.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (38)3.1.4 编程 (40)3.1.5 监视模件的钝化状态 (47)3.2 冗余模拟量输出 (47)3.2.1 示例系统的体系结构 (47)3.2.2 组态 (47)3.2.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (47)3.2.2.2 AO 模件属性中的输出设置 (47)3.2.2.3 AO 模件属性中地址设置 (48)3.2.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (48)3.2.4 编程 (48)3.2.5 监视模件的钝化状态 (48)3.3 冗余数字量输入 (49)3.3.1 示例系统的体系结构 (49)3.3.2 组态 (49)3.3.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (49)3.3.2.2 使用DI 模件作冗余I/O 时的设置说明 (49)3.3.2.3 DI 模件属性中冗余设置 (50)3.3.2.4 DI 模件属性中的输入设置 (50)3.3.2.5 DI 模件属性中地址设置 (50)3.3.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (50)3.3.4 编程 (50)3.3.5 监视模件的钝化状态 (51)3.4 冗余数字量输出 (51)3.4.1 示例系统的体系结构 (51)3.4.2 组态 (52)3.4.2.1 运行SIMATIC MANAGER 并创建一个新的项目 (52)3.4.2.2 DO 模件属性中的输出设置 (52)3.4.2.3 DO 模件属性中地址设置 (53)3.4.3 在Blocks 中插入相应的组织块 (53)3.4.4 编程 (53)3.4.5 监视模件的钝化状态 (54)4．小结 (54)5. 附表 (57)附表1 支持冗余IO的模块 (57)附表2 数字量输出模块内部集成/非集成二极管 (58)附表3 支持通道冗余I/O 的模块 (58)A&D Service & Support Page 4-591．概述冗余I/O的定义：当系统包含两套模块，且这些模块被组态为冗余对并作为冗余对操作时，即被视为冗余I/O 模块。
西门子PCS7系统I_O卡件级冗余的实现方法
收稿日期:2003-03-10。
第一作者沈其英,女,1964年生,1985年毕业于上海冶金专科学校,工程师;主要从事电路设计、P LC、EDA等方面的研究及实验教学工作。
西门子PCS7系统I/O卡件级冗余的实现方法Implementing M ethod of R edundancy of I/O M odule Level in Siemens PCS7System王在明(中国石化仪征化纤股份有限公司,江苏仪征211900)摘要针对SIMATIC PCS7集散型控制系统,从硬件和软件二个方面介绍了利用西门子I/O卡件的自诊断功能实现I/O卡件级的冗余。
原系统改造后,故障率大大降低,保证了安全生产。
关键词集散型控制系统I/O卡件自诊断冗余A bstract In Siemens PC S7distri buted control sys tem,b y usin g self di agnostics function of I/O m odules the redun dancy of I/O mod ule level is im ple-mented.The method is in trod uced from both of hard ware and soft ware.After retrofit of the existing s ystem,s afety production is ensured with lower fault rate.Key w ords Distri buted control sys tem I/O mod ule Sel f diagnos tics Redu ndancy0引言德国西门子公司的SI MATI C PCS7集散型控制系统是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统,结合了传统DCS和PLC控制系统的优点,将两者的功能有机的结合在一起。
step7400PLCH站点PROFINET组态冗余
step-7-400PLC-H站点PROFINET 组态冗余一、关于硬件1、机架开关设置：位于CPU背部开关，机架0开关打至下；机架1开关打至上，如图：412-5HK06一般设置机架0为主CPU，机架1为备CPU.设置好上电，主CPU会亮“RACK 0”,备CPU亮“RACK 1”.2、光纤及网线连接：412-5H系列CPU有两个光纤同步模块，主机及备机之间应上与上，下与下连接。
主机与备机的LINK1 OK\LINK2 OK灯亮，则说明通讯正常。
否则CPU面板的IFM1F\IFM2F故障红色灯亮。
在STPE7与电脑通讯连接之前，从站ET20SP先不要插网线。
即先把两CPU冗余高好，没有报错后，再添加ET200SP。
3、CPU第一次通电时，自检时间比较长，10分钟左右，需要耐心等待。
完成后，网口灯会亮，表示通讯正常。
二、STEP7组态1、在STEP7中新建一个项目，输入项目名称后，在菜单下的“插入”选项中选择SIMATIC H Station，添加一个新的S7-400H的站点。
2、在S7-400H站目录下双击“硬件”打开硬件配置，添加一个UR2-H机架3、添加PS407 4A的电源及 412-5HK06的CPU。
在添加CPU时，选择近距离偶合。
4、设置Ethernet接口属性，如无子网，点新建，会生成一个默认IP的一个Ethernet（1）子网。
此IP要与后面设置CPU的IP地址保持一致。
5、主CPU配置完成，然后配置备机CPU。
可以选择机架0复制，粘贴生成机架1，也可以自己添加机架，在一个个配置。
注意：X5 生成的PN-IO 名称，主机与和备机不能相同。
也不能与在同一项目下的其它站点的PN名相同，否则会出错。
此时可以双击查看主机与备机PN-IO下的 IP 地址，是同一子网下的不同IP。
方便待会设置。
6、设置主机与备机的IP地址：通过寻找MAC地址去设置。
在此之前，电脑先设置PG/PC接口，在项目页的“选项”栏下。
STEP7基础编程介绍
STEP7基础编程介绍STEP7是西门子公司推出的一款PLC编程软件，用于编写控制程序，包括程序设计、调试和仿真等功能。
通过软件编程，可以实现对工业自动化过程的控制，从而提高生产效率和质量。
本文将介绍STEP7的基础编程知识，帮助读者了解如何使用STEP7软件进行PLC编程。
1. STEP7软件安装与配置在进行STEP7编程前，首先需要完成软件的安装和配置。
安装时需要选择适合自己的软件版本，一般包括基础版、专业版等。
另外，需要安装相应的编程连接器，如MPI、PROFIBUS等，以实现与PLC进行通信。
配置环境时，需要设定使用的通信协议，如以何种方式与PLC进行连接，如何进行通信设置等。
一般设置方式为在菜单栏中选择“Options”-“Set PG/PC Interface”进行设置。
2. 程序编写程序编写是STEP7的核心内容，通过程序编写可以实现对PLC的控制。
下面将介绍常用的编程语言和编程步骤。
2.1 编程语言STEP7支持多种编程语言，其中依据国际标准IEC61131-3规定，主要有Ladder Diagram、Function Block Diagram、Structured Text、Sequential Function Chart和Instruction List等。
在选择编程语言时，需要考虑实际应用场景和个人编程习惯。
•Ladder Diagram（梯形图）：是一种图形化的、按照梯子形状排列的布置方式，主要用于控制电机、门、灯等开关控制。
•Function Block Diagram（功能块图）：是将整个控制系统分解为多个功能单元，然后用组合的方法按需求组合运行，其仿真结果较为准确。
•Structured Text（结构化语言）：是一种类似高级编程语言的语言，可以使用IF、THEN、ELSE和LOOP等结构实现控制功能。
•Sequential Function Chart（序列功能图）：是将整个控制系统分解成多个方便组合的可重入模块，然后按流程组合运行。
西门子S7系列 PLC 软件冗余的说明弱点及CS1D进攻的方向
2011-1-24
陆斌
西门子S7系列 PLC 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 西门子S7系列 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 S7 CS1D
西门子软冗余的构成---可以实现的功能 西门子软冗余的构成---可以实现的功能 由两套独立的S7-300或S7-400 PLC系统组成：
– 主机架电源、背板总线等冗余 ； – PLC处理器冗余； – 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）； – ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。
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2011-1-24
陆斌
西门子S7系列 PLC 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 西门子S7系列 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 S7 CS1D
西门子软冗余的PLC编程和设置---弱点5 西门子软冗余的PLC编程和设置---弱点5 需要很多的时间和步骤完成系统配置和编程 需要购买一套软冗余软件包。 需要购买一套软冗余软件包。
2011-1-24
陆斌
西门子S7系列 PLC 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 西门子S7系列 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 S7 CS1D
End
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2011-1-24
陆斌
陆斌
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可靠性
– CS1D – SIEMENS
冗余的实现
– CS1D – SIEMENS
2011-1-24
西门子S7系列 PLC 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 西门子S7系列 软件冗余的说明、弱点及CS1D进攻的方向 S7 CS1D
说明
15
鉴于两者之间有如此大的差距，因此，这两个产品 鉴于两者之间有如此大的差距，因此， 并不属于同一级别。所以， 并不属于同一级别。所以，两者价格的比较或者竞 争是没有意义的。如果客户不能接受这种说明， 争是没有意义的。如果客户不能接受这种说明，那 么只能做放弃。 么只能做放弃。 欧姆龙CS1D的竞争者是西门子的S7 400， CS1D的竞争者是西门子的 欧姆龙CS1D的竞争者是西门子的S7 400，施耐德的 QUANTUM、罗克韦尔的Control Logic和 QUANTUM、罗克韦尔的Control Logic和Process Logic，后者是基于Control Logic的过程控制系统 的过程控制系统。 Logic，后者是基于Control Logic的过程控制系统。
西门子PCS7系统I_O卡件级冗余的实现方法
收稿日期:2003-03-10。
第一作者沈其英,女,1964年生,1985年毕业于上海冶金专科学校,工程师;主要从事电路设计、P LC、EDA等方面的研究及实验教学工作。
西门子PCS7系统I/O卡件级冗余的实现方法Implementing M ethod of R edundancy of I/O M odule Level in Siemens PCS7System王在明(中国石化仪征化纤股份有限公司,江苏仪征211900)摘要针对SIMATIC PCS7集散型控制系统,从硬件和软件二个方面介绍了利用西门子I/O卡件的自诊断功能实现I/O卡件级的冗余。
原系统改造后,故障率大大降低,保证了安全生产。
关键词集散型控制系统I/O卡件自诊断冗余A bstract In Siemens PC S7distri buted control sys tem,b y usin g self di agnostics function of I/O m odules the redun dancy of I/O mod ule level is im ple-mented.The method is in trod uced from both of hard ware and soft ware.After retrofit of the existing s ystem,s afety production is ensured with lower fault rate.Key w ords Distri buted control sys tem I/O mod ule Sel f diagnos tics Redu ndancy0引言德国西门子公司的SI MATI C PCS7集散型控制系统是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统,结合了传统DCS和PLC控制系统的优点,将两者的功能有机的结合在一起。
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STEP 7 下冗余IO编程Redundant IO Programming in STEP 7摘要为了提高系统可靠性，除了使用冗余CPU，还可以使用冗余IO模板，容许某个信号模板或者信号通道发生故障。
本文通过相应章节详细介绍了实现冗余IO功能的硬件结构和STEP 7中的软件编程。
关键词 STEP 7 ，冗余IO，模板冗余，通道冗余Key Words STEP 7 , Redundant IO, Modular redundancy, Channel redundancyIA&DT Service & Support Page 2-36目录1. 概述 (4)2. 支持冗余IO的模块 (5)3．冗余IO接线原理图 (6)4. 冗余IO的两种冗余方式 (9)5. 冗余IO功能块库 (10)6. 冗余IO编程 (12)6.1 创建项目 (12)6.2 CPU属性设置 (13)6.3 IO卡件属性设置 (14)6.3.1 AI 卡件属性设置 (14)6.3.2 AO 卡件属性设置 (16)6.3.3 DI 卡件属性设置 (18)6.3.4 DO 卡件属性设置 (20)6.4 冗余IO编程 (21)6.4.1插入相应的OB组织块 (21)6.4.2 加入冗余IO功能块 (22)7. 常见问题解答 (28)附表1： (30)附表2： (32)附表3： (33)IA&DT Service & Support Page 3-361. 概述为了提高系统可靠性，除了使用冗余CPU，还可以使用冗余IO模板，容许某个信号模板或者信号通道发生故障，而不会影响输入输出信号的正常工作。
要实现冗余IO功能，需要使用支持冗余IO的模块，在STEP 7中也需要特定的组态和编程。
冗余IO的概念：当系统包含两套IO模块，且这些模块被组态为冗余对并作为冗余对操作时，即被视为冗余I/O模块。
当一个IO模块或者通道出现故障时，系统会自动处理其冗余模块或通道的值。
所以说，冗余I/O的使用提高了系统的冗余程度，既允许CPU故障，也允许信号模板或者信号通道故障。
如图1。
图 1 冗余IO功能的标准结构IA&DT Service & Support Page 4-36IA&DT Service & SupportPage 5-362. 支持冗余IO 的模块必须选择支持冗余配置的卡件（不是所有卡件均支持冗余配置）PCS 7中支持的冗余IO 模块是不同的。
这里所列订货号都只适用于要实现冗余IO 的功能，，而通常情况下建议选择ET200M 的方式来实现冗余配置，ET200M 中支持冗余配置的卡件见附表1。
注意：STEP 7中和STEP 7编程。
并且，随着新硬件的推出，订货号可能会发生改变。
详细情况请参考最新的硬件选型样本，或从西门子相关部门获得最新信息。
IA&DT Service & SupportPage 6-363．冗余IO 接线原理图冗余IO 卡件和现场信号或执行机构之间的连接需要借助外围冗余电路或者西门子MTA 、数字量输入/输出卡件分别介绍具体的接线。
¾：将电压传感器并联到模拟量输入模板；入模板； W) 系列的二极管，将电流（+/-板。
下面就模拟量输入/输出模拟量输入将一个传感器连接到一对冗余模拟量输入模板时，可以有以下几种方式：1．电压测量2．间接电流测量：使用外部电阻将电流转换为电压以便并联到电压模拟量输3．直接电流测量：使用BZX85 或者1N47..A (齐纳 1.320mA ，0…20mA ，4…20mA ）串联进电流模拟量输入模板；检测器类型可以是有源4线测量变送器和无源2线测量变送器。
图 2 冗余模拟量输入接线方式注意：不同订货号的模拟量输入模块支持的冗余接线方式不同。
比如，6ES7331-7KF02AB0不适用于直接电流测量。
板的两个输出实现对一个执行机构的冗余输出。
选用系列二极管比较合适，或其它技术指标满足V_r>=200V 并且I_F>=1A 的二的全值。
如果其中的一块模板检测有故障，冗余的另一块模板输出为控制值的全值。
由这个错误导致的输出模板的浪涌电流可以忽略。
-0¾ 模拟量输出：可以用并行的两个模拟量输出模1N4003…1N4007极管，具体接线方式如下图所示。
冗余操作要求模拟量输出模板采用电流输出（0 -20mA ，4-20mA ），每块模板输出控制值的一半，总的两块模板输出为控制值IA&DT Service & SupportPage 7-36=图 3 冗余模拟量输出接线方式现场数字信号可以参考如下图所示直接并行接入两卡件的相应通道，无需外围电路。
¾ 数字量输入：图 4 冗余数字量输入接线方式:通过并行连接两个数字量输出模板实现执行器的冗余控制。
如果需要使用外部二极管，¾ 数字量输出选用1N4003…1N4007系列二极管比较合适，或其它技术指标满足V_r>=200V 并且。
I_F>=1A的二极管图 5 冗余数字量输出接线方式IA&DT Service & SupportPage 8-36注意：不考附表2的内容。
是所有的DO 卡件均需要加外围的二极管电路连接现场执行器，详情请参更多关于冗余IO 的接线注意事项，请参考S7-400H 手册的10.5.2章节内容；不同模板的接线方式，请参考S7-400H 手册的附录F 。
该手册可以访问以下链接下载： /cn/view/zh/1186523为了简便、快速、可靠地将传感器和执行器等现场设备连接到 ET 200M 远程包括上述的冗余IO 配置），西门子提供预置好的MTA 端子板 (Marshalled I /O 站的 I /O 模块（Termination Assemblies 编组端接部件)，它们可显著降低布线和调试的成本与工作量，并防止出现接线错误（如图6）。
图 6 MTA 端子接线图例每个MTA 模块都针对ET 200M 系列中的特定I /O 模块而定制（见附表3）。
MTA 型号还可用于某些标准I /O 模块以及冗余和安全相关I/O 模块； MTA 通过长度为3m 或8m 的带前连接器的预组装电缆与I/O 模块相连。
关于MTA 板的更多信息可以参考MTA 产品目录，下载链接如下：/download/searchResult.aspx?searchText=22091986IA&DT Service & SupportPage 9-364. 冗，模板冗余的原则：9 冗余总是应用于整个模块，而不是单个通道；9 当在第一个冗余模块上发生通道错误时，整个模块及其通道都切换到钝化状态； 9 如果第一个冗余模块上发生错误，导致第一个模块钝化后，这时在第二个冗余模块会再导致第二个冗余模块被钝化。
这就意味着第二个冗余模则：误只会导致相关的通道钝化，而不会使整个模块钝化。
也就是说不会影式代了细信息请注意，当信号出现差异或者系统检测出模板或通道故障，系统不再读取输后，再次值。
余IO 的两种冗余方式西门子冗余IO 有两种冗余方式，分别代表了西门子IO 冗余的不同发展阶段： 9 模板冗余 9 通道冗余二者的区别在于，当使用模板冗余时，模板上某一个通道故障后，整个模板将被钝化信号读取或输出将切换到另一模块。
使用通道冗余时，模板上某一个通道故障，只会钝化该通道，不会钝化该模板，不会影响该模板其他通道的信号读取和输出，其详细特性如下。
上发生的通道错误，不块的其它正常通道仍旧可以继续使用； 通道冗余IO 的原9 单个通道错响模块其它通道的正常工作。
因此，通道冗余的方式提高了系统在以下情况下的实用性： 1、传感器经常发生故障 2、检修耗时长 3、一个模块上有几个通道出现故障从上可以看出，通道冗余与模板冗余相比有其特有的优越性。
模板冗余和通道冗余的方表西门子IO 冗余技术发展的不同阶段，不同版本的Step 7支持不同的IO 冗余方式。
详参考下述相应章节的内容。
：上述中钝化的概念为或出该模板或者通道的值；与钝化相对应的动作为解钝，指系统检测出故障消除重新读取或输出该模板或通道的IA&DT Service & SupportPage 10-365. 冗同。
关于不同STEP 7版本下可以调用的冗余IO 功能库，如下表1所示：余IO 功能块库从上述章节中了解到西门子冗余IO 技术有两种不同的冗余方式。
其不同的IO 冗余方式在系统中通过不同的冗余IO 功能块库体现，也分为模板冗余功能块库和通道冗余功能块，不同的Step 7版本支持的冗余库也不尽相模板冗余IO 功能库 通道冗余IO 功能库STEP 7 V5.4以前 Redundant IO （V1）N/A N/ASTEP 7 V5.4之后 Redundant IO （V1）Redundant IO CGPSTEP 7 V5.4 SP4 Redundant IO MGPV30Redundant IO CGP V40Redundant IO CGPV50表 1 不同STEP 7版本下的冗余IO 功能库对照表其中：P1只支持模板IO 冗余，不支持通道IO 冗余。
在STEP 7 V5.3 SP1在（）模板冗余功能库，也可以调9 从STEP 7 .4 SP4开始，出现了Redundant IO MGP V30，Redundant IO CGPV40 和Redundant IO CGP V50 三个库。
Redundant IO MGP V30，类似于之前的Redundant IO （V1），支持模板冗余；Redundant IO CGP V40，类似于之前的Redundant IO CGP ，对某些特定模板支持通道冗余；Redundant IO CGP V50，对所有支持冗余IO 的模板都支持通道冗余。
具体见附表1。
不同冗余功能块库的函数块号完全相同，使用方法也完全相同，但是版本不同。
库函数包括以下功能块：符号名注释9 STEP 7 V5.3 S （STEP 7 V5.4以前版本）下只能调用Redundant IO （V1）模板冗余功能库。
9 STEP 7 V5.4之后，既可以调用Redundant IO V1用Redundant IO CGP 通道冗余功能库。
V5FC450 RED_INIT 冗余IO 初始化功能块 FB450 RED_IN 用于读取冗余输入的功能块 FB451 RED_OUT 用于控制冗余输出的功能块 FB453 RED_STATUS 用于冗余状态信息的功能块 FB452 RED_DIAG 用于诊断冗余IO 的功能块 FC451 RED_DEPA冗余IO 去钝化功能块表 2 冗余IO 库功能块及其说明IA&DT Service & SupportPage 11-36在相应版本中使用SIMATIC H 站上，只能使用一个版本的冗余IO 功能库，例如，不能既调用9 9 已有的FB 450-453和FC 450-451的功相应的冗余库时，有如下注意事项：9 在一个V30库的功能块，又调用V40库的功能块；不论是模板冗余IO ，还是通道冗余IO ，都只能以模板为单位进行冗余配置。