组态和操作原理结构S7-1500H 冗余系统中包含下列组件：•两个 CPU 1517H‑3 PN 型的 CPU• 两个 SIMATIC 存储卡• 四个同步模块（每个 H-CPU 中两个同步模块）•两个冗余连接（两根双工光纤电缆）• IO 设备• 负载电源（可选）CPU可安装在一个公共安装导轨，也可分别安装在两个单独的安装导轨上。通过光纤电缆，可将两个 CPU 连接到各 CPU中的两个同步模块。13产品概述3.2 组态和操作原理CPU 1517H-3 PN (6ES7517-3HP00-0AB0)设备手册,11/2022, A5E42013070-AD通过 CPU 的 PROFINET 接口 X1 P1R 和 X1 P2R 建立PROFINET 环网或 PROFINET 网络（自版本V3.0 起：例如线型拓扑或混合型拓扑） 负载电流电源，可选② 第一个CPU③ 集成有 DIN 导轨规约的安装导轨④ 第二个 CPU⑤ 同步模块的位置（图中不可见）⑥ 冗余连接（光纤电缆）⑦PROFINET 电缆（PROFINET 环网）图 3-1 S7‑1500H 组态示例（使用 PROFINET环网）说明标准导轨适配器使用标准导轨适配器将 CPU 安装在标准 35 mm导轨上。有关安装标准导轨适配器的信息，请参见《S7‑1500R/H 冗余系统工作原理冗余系统内两个 CPU中的一个将执行过程控制角色（主 CPU）。另一个 CPU 将作为跟随CPU（备用 CPU）。在操作过程中，各 CPU的角色可能变更。所有相关数据都通过冗余连接的光缆从主 CPU 同步到备用 CPU。由于主 CPU 与备用 CPU间进行同步，因此可确保主 CPU 发生故障时可在 CPU 间快速切换。如果主 CPU 发生故障，则备用 CPU 将在中断处作为新的主CPU继续过程控制。14CPU 1517H-3 PN (6ES7517-3HP00-0AB0)设备手册, 11/2022,A5E42013070-AD产品概述3.2 组态和操作原理使用两根光缆通过直插式同步模块将两个 CPU直接连接在一起，即可构成冗余连接。更多信息有关 S7‑1500H 冗余系统操作与设计的详细说明，请参见系统手册《S7-1500R/H冗余系统硬件特性订货号6ES7517-3HP00-0AB0模块视图下图显示了 CPU 1517H‑3 PN。图 3-2 CPU 1517H‑3 PN说明保护膜请注意，CPU 在交付时显示屏上贴有可移除的保护膜。15产品概述3.3 硬件特性CPU1517H-3 PN (6ES7517-3HP00-0AB0)设备手册, 11/2022, A5E42013070-AD特性CPU1517H‑3 PN 具有以下技术特性：特性 说明 更多信息CPU 显示屏 S7 1500R/H 冗余系统中的所有 CPU均配有纯文本信息显示屏。通过显示屏上，可显示诊断消息以及 CPU 的订货号、固件版本和序列号等信息。此外，在显示屏上还可查看和分配CPU 的 IP 地址、PROFINET 设备名称和冗余 ID。系统 IP 地址不在显示屏中显示，可通过 STEP 7进行查看。除了上述功能之外，显示屏还支持其它诸多功能。有关显示屏的更多功能，请参见《SIMATIC S7 1500显示屏仿真器》。
电源电压 CPU 正面的一个 4 针插头可提供 24 V DC的电源电压。PROFINET IO 接口（X1 P1R和 X1 P2R）该 CPU 的 X1 接口配有两个端口（X1 P1R 和 X1P2R）。• PROFINET IO 接口 X1（默认 P1 R）用于连接两个 CPU和 IO 设备，构建 PROFINET 环网或PROFINET 设备（例如线型拓扑、混合型拓扑）。• 该接口支持 PROFINET IO RT（实时）和 PROFINET基本功能。PROFINET 的基本功能包括：– HMI 通信– 与组态系统通信–与上位网络（骨干网、路由器、Internet）进行通信– 与其它机器或自动化单元通信PROFINET 接口 (X2 P1) 该 CPU配有一个单端口的 X2 接口 (X2 P1)。该接口支持 PROFINET 的基本功能。H‑Sync 接口（X3 P1 和X4P1）该 CPU 配有一个单端口的 X3 接口 (X3 P1) 和一个单端口的 X4 接口 (X4 P1)。X3 接口和 X4接口用于同步两个 CPU。同步模块 使用光纤电缆可通过同步模块在两个 CPU 间建立冗余连接。只需在 X3 和 X4接口各插入一个同步模块即可。光纤电缆 通过光纤电缆，可将两个同步模块配对连接到各 CPU中。CPU 作为 IO 控制器时的操作IO控制器：作为 IO 控制器时，CPU 将寻址以下组态的 IO 设备：• 采用系统冗余 S2 的 IO 设备• 采用系统冗余 R1 的IO 设备（自固件版本 V3.0 起）• 标准 IO 设备（交换 S1 设备）• 《S7‑1500R/H 冗余系统》系统手册•《PROFINET 功能手册》附件有关“附件/备件”主题的更多信息，请参见系统手册《S7‑1500R/H 冗余系统CPU 冗余两个相同的 CPU 使用两根全双工光纤电缆进行数据同步：CPU 通过直插式同步模块直接互连。如果一个 CPU发生故障，则另一个 CPU将继续过程控制。集成系统诊断 系统将自动生成系统诊断消息，并通过 PG/PC、HMI 设备或集成的显示屏进行输出。即使 CPU处于操作状态 STOP时，也会报告系统诊断信息。集成跟踪功能跟踪功能适用于排除用户程序中的错误和/或优化。使用跟踪和逻辑分析器功能，可记录设备变量并对记录进行评估。如，CPU中驱动参数变量、系统变量和用户变量。跟踪和逻辑分析器功能尤其适用于高动态过程的操作监视。注：请注意，S7-1500R/H冗余系统虽然可记录测量结果，但无法将测量结果保存到 SIMATIC 存储卡中。系统冗余 R1 采用 R1 系统冗余的 IO设备配备了两个接口模块，而 S2仅配备了 1 个接口模块。如果一个接口模块发生故障，H-CPU 仍然可以通过第二个接口模块访问 R1设备。这意味着，相对于 S2 设备而言，R1 设备的可用性更高。交换 S1 设备 通过 CPU 的交换 S1 设备功能，可以在S7‑1500R/H 冗余系统上操作标准 IO 设备。RT（实时） 与标准帧不同，RT 优先处理 PROFINET IO帧。这样，可确保自动化技术中所要求的确定性。在此过程中，数据将通过已优先的以太网帧进行传输。MRP（介质冗余协议）介质冗余协议可用于冗余网络的组态。冗余传输链路（环形拓扑结构）可确保一条传输链路发生故障时另一条通信路径可用。在 PROFINET环网中，进行相应的项目组态后，H-CPU 将作为 MRP 管理员角色，而环网中其它所有设备将作为MRP 客户端角色。MRP 互连MRP 互连过程是对 MRP 的增强，可在 PROFINET 网络中实现两个或更多环网与 MRP 的冗余耦合。MRP 互连（与MRP一样）在标准 IEC 62439-2（第 3 版）中规定。PROFIenergy PROFIenergy 是一种基于 PROFINET的数据接口，用于统一关闭耗电设备，并在暂停期间进行充分协调，而不考虑制造商或设备的类型。由于在该过程中，只需提供真正所需的电力即可。因此，该过程可节约大量电能。而且PROFINET设备自身功率较小，因而可具有较大的节能潜力。集成闭环控制功能 • PID Compact（PID 连续控制器）• PID3Step（步进控制器，用于集成执行器）• PID Temp（温度控制器，通过两个单独的执行器进行加热和冷却）控制、测量和位置检测 •TO_BasicPos（控制 SINAMICS 驱动器）• SSI_Absolute_Encoder（控制 TM PosInput工艺模块的位置检测和测量功能）专有技术保护 专有技术保护用于保护用户块，防止未经授权的访问和修改。访问保护可使用认证级别为各用户组分配不同的权限。访问保护 可使用认证级别为各用户组分配不同的权限。完整性保护 默认情况下，CPU具有完整性保护功能。这可帮助检测在SIMATIC 存储卡上或在 TIA Portal 和 CPU之间进行数据传输期间可能对工程组态数据进行的篡改，以及检查从SIMATIC HMI 系统到 CPU之间的通信中可能存在的工程组态数据篡改。如果完整性保护检测出工程组态数据篡改，用户将收到相应的消息。《S7‑1500R/H冗余系统》(https://support.industry.siemens.com/cs/ww/zh/view/109754833)系统手册密码提供程序除了手动输入密码，也可在 STEP 7 中关联一个密码提供程序。密码提供程序具有以下优势：• 密码处理更为方便快捷。STEP 7可自动导入各块的密码，从而节省大量时间。• 即使用户也不知道实际的密码，因此可从而实现zuijia块保护。