贝加莱冗余系统使用手册+V2.0

贝加莱冗余系统使用手册

日期: April 10, 2015

版本: V2.0

We reserve the right to change the content of this manual without prior notice. The information contained herein is believed to be accurate as of the date of publication, however, B&R makes no warranty, expressed or implied, with regards to the products or the documentation contained within this document. B&R shall not be liable in the event if incidental or consequential damages in connection with or arising from the furnishing, performance or use of these products. The software names, hardware names and trademarks used in this document are registered by the respective companies.

I 版本信息

Table 1: Versions

II 分派信息

Table 2: Distribution III 安全注意事项

Table 3: Safety notices

IV 目录

1介绍 (4)

1.1 贝加莱的冗余方案 (4)

2硬件配置 (6)

2.1主站配置 (6)

2.2 I/O站配置 (8)

2.3第三方通讯 (8)

2.3.1 POWERLINK iCN挂接通讯模块 (8)

2.3.2 POWERLINK总线控制器挂接通讯模块 (9)

2.4 I/O总线网络配置 (9)

2.4.1 单网 (9)

2.4.2 双网 (12)

2.4.3 环网 (16)

3系统组态 (17)

3.1建立冗余项目 (17)

3.1.1 CPU配置 (17)

3.1.2 X20IF2181-2配置 (20)

3.1.3 X20IF10X0配置 (22)

3.1.4 添加I/O站 (22)

3.1.5 冗余授权狗配置 (30)

3.1.6 配置过程网络 (35)

3.2程序编写 (37)

3.2.1 同步变量 (37)

3.2.2 如何选择同步变量 (38)

3.2.3 烧卡与自动下载 (38)

4 Index (42)

1 介绍

1.1 贝加莱的冗余方案

贝加莱冗余系统是一套硬件冗余系统，可以实现控制器冗余以及网络冗余。冗余CPU与I/O站之间的连线称为I/O总线（或者现场总线），采用具有高可靠性和实时性的Ethernet POWERLINK通讯总线进行连接，传输速率可达100Mbit/s，拓扑结构可支持星型、树形、总线型或者环形，在POWERLINK的网络中可以实现网络冗余，能够连接成双网冗余或者环网冗余结构。

冗余系统的控制器采用两台X20标准型CPU来实现，在冗余控制器之间采用光纤进行数据同步，传输速度可达1000Mbit/s,保证了控制器之间能够实现平滑切换。

在贝加莱硬件冗余系统中，几乎所有贝加莱产品都可以作为冗余系统的I/O站，这些产品包括X20模块、X20c模块、X20标准型CPU、X20c标准型CPU、X67模块、HMI以及Safety产品。不仅如此，由第三方开发的能够支持POWERLINK通讯协议的设备也可作为冗余系统的I/O站使用。

如下图所示，分别展现了冗余系统的两种拓扑结构：

双网冗余

图 1-1 双网冗余拓扑

如上图所示，在整个网络结构中的每一个节点都通过两条完全独立的总线接入，任一条总线出现故障都不会使该节点退出网络，从而实现网络冗余的功能。在双网结构下，星型、树形、总线型拓扑结构可以并存，但不支持环网结构。

环网冗余

如下图所示为冗余系统的环网拓扑结构。每个节点需要有一进一出两个接口。当总线上的任一处发生故障，系统会自动改变数据的传送方向，从而实现容错功能，提升网络的可靠性。

图 1-2 环网冗余拓扑

2 硬件配置

2.1 主站配置

冗余主站必须由4部分组成，冗余CPU、冗余功能模块、数据同步模块和一个带有冗余授权的硬件授权（硬件狗）。每一部分配置的数量为2个。

⏹CPU

作为冗余系统的主站CPU必须选用X20CP358X或者X20cCP358X系列，同时此系列下尽可能选择性能更好的CPU。如下表所列为可以被选用的该系列CPU型号参数对照表。

表 1-1 CPU型号参数表

⏹冗余功能模块

冗余功能模块型号为X20IF2181-2，是冗余系统的必配模块，拥有以下功能：

1.单站POWERLINK主/从节点

当设为单站POWERLINK主/从节点时，此模块可作为一般的POWERLINK通讯模块使用，功能上可以完全替换X20IF1082或X20IF1082-2（软件配置上需要注意，此处

不做讨论），可插在所有X20标准型CPU上使用。

2.冗余POWERLINK主节点

只有在这种工作模式下，X20IF2181-2才能作为硬件冗余系统的功能模块，负责CPU状态监测并实现CPU的冗余切换。这种模式下的X20IF2181-2只能被

X20CP358X系列CPU支持。

3.POWERLINK网络冗余工作模式

X20IF2181-2可提供三种POWERLINK工作模式供选择，分别为一般模式、环网冗余、双网冗余。对于前两中工作模式，其他X20的POWERLINK通讯卡也可支持，唯

独双网冗余（A B网）功能，只有X20IF2181-2可以支持。

无论此模块是否用于冗余系统，这三种POWERLINK工作模式都可以被选择。