系统冗余 S2简介系统冗余 S2 通过支持两个 AR的接口模块将 IO 设备连接到冗余系统中的 IO 控制器。使用 S2 系统冗余的 IO 设备可在以下情况下与 S7-1500R/H冗余系统进行不间断的过程数据交换：• CPU 故障• PROFINET 环网中断• 线形拓扑中断（适用于固件版本 V3.0 起的S7-1500H）采用系统冗余 S2 的 IO 设备支持系统冗余 AR。在冗余系统中，带有系统冗余 S2 的一个 IO 设备将与两个CPU（IO 控制器）均建立系统冗余AR。因此 IO 设备同时支持两个 IO 控制器的 AR（用于相同模块）。系统冗余 AR 可以是主AR 或备用 AR。IO 设备会在输出端激活主 AR 的数据。备份 AR 的数据Zui初不被评估。在 STEP 7 中, 将 IO设备分配给 S7‑1500R/H 冗余系统的两个 CPU，为 IO 设备组态系统冗余S2。RUN‑Redundant系统状态下的特性两个 CPU 均为 IO 控制器。PROFINET 通信在其中一个 CPU（IO 控制器）与 IO设备之间的两个系统冗余 AR 上同步运行。如果主 CPU 发生故障或切换为 STOP，备用 CPU 会成为主 CPU，还会将备用 AR切换为主 AR。该 AR 的数据会在输出端激活。下图中为 AR 使用的缩写：• P-AR：主 AR• B-AR：备用AR说明采用直线型拓扑的 S7-1500H对于线形拓扑，只有主 AR 会发生故障。在这种情况下，系统会切换到备份 AR，但 CPU的运行状态和角色保持不变。RUN‑Solo 系统状态下的特性只有主 CPU 是 IO 控制器。PROFINET 通信在主 CPU（IO控制器）与 IO 设备之间的主 AR 上运行。备用 CPU 与 IO 设备之间无 AR。系统冗余 R1简介系统冗余 R1通过两个接口模块连接 IO 设备，每个接口模块都支持一个 AR 以连接到冗余系统中的 IO 控制器。使用系统冗余 R1 的 IO设备可在以下情况下与 S7-1500H 冗余系统进行不间断的过程数据交换：• CPU 故障• 接口模块故障• 子网故障。与系统冗余S2 不同，对于两个 AR 中的每一个，系统冗余 R1 都有一个单独的接口模块。由于这些冗余接口模块，可用性高于 S2 设备。在STEP 7 中，通过以下方式组态具有系统冗余 R1 的 IO 设备：• 将每个 R1 设备的左侧接口模块连接到网络视图中的左侧H-CPU。• 将每个 R1 设备的右侧接口模块连接到网络视图中的右侧 H-CPU。参考有关冗余系统 S7-1500R/H的设置变型的信息，请参见系统手册《冗余系统 S7-1500R/HRUN‑Redundant 系统状态下的特性PROFINET通信同时在两个系统冗余 AR 上运行，每个 AR 在一个 CPU（IO 控制器）和 R1 设备的接口模块之间。仅当 R1设备的接口模块发生故障或直线型拓扑线路断开时，AR 才会切换。H-CPU 的角色不会更改。下图中为 AR 使用的缩写：• P-AR：主AR• B-AR：备用 AR
但是，如果主 CPU 发生故障或切换到 STOP，则 S7-1500H冗余系统的行为如下：• 之前的备用 CPU 成为新的主 CPU。• 新的主 CPU 使用 AR 连接 IO设备的其它正常运行的接口模块，并且仍然可以访问 IO 设备的输入和控制其输出。• 之前的主 CPU 和分配的接口模块之间的 AR断开连接。采用直线型拓扑的 S7-1500H对于线形拓扑，只有主 AR 会发生故障。在这种情况下，系统会切换到备份 AR，但 CPU的运行状态和角色保持不变。RUN‑Solo 系统状态下的特性只有主 CPU 是 IO 控制器。PROFINET 通信在主 CPU（IO控制器）和分配给主 CPU 的 IO 设备的接口模块之间的 AR 上运行。备用 CPU 将其所有 AR 分开。
交换 S1 设备简介自固件版本 V2.8 起，S7-1500R/H冗余系统支持“交换 S1 设备”功能。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。标准 IO 设备也始终分配给 S7-1500R/H 冗余系统的两个 CPU。与使用 S2 系统冗余的 IO 设备相比，标准 IO设备仅支持一个 AR。AR 可用于 S7-1500R/H 冗余系统的主 CPU。在 STEP 7 中，通过将标准 IO 设备分配给S7‑1500R/H 冗余系统的两个 CPU，组态通过“交换S1 设备”功能连接的 IO 设备。自固件版本 V3.0起，S7-1500H 的备用 CPU 可与线形拓扑中的 S1 设备建立 AR。然后主 CPU通过备用 CPU接收数据。说明S7-1500R 冗余系统中的标准 IO 设备标准 IO 设备通常不支持 H-Sync 转发 (页 282)。为避免PROFINET 环网中断时循环时间增加，请将标准 IO 设备集成在交换机下游，而不是PROFINET环网中。RUN‑Redundant 系统状态下的特性PROFINET 通信在一个 CPU（IO 控制器，本例中为主 CPU）与标准IO 设备之间的 AR 上进行。备用 CPU 与标准 IO 设备之间没有 AR。如果主 CPU 发生故障或转入 STOP 模式，则S7‑1500R/H 冗余系统的响应如下：• 主 CPU 和标准 IO 设备之间的 AR 已断开连接。• 之前的备用 CPU成为新的主 CPU。• S7-1500R/H 冗余系统暂时无法访问输入，也无法控制标准 IO设备的输出。在此期间，组态的替换值特性适用于标准 IO 设备。• 新的主 CPU 再次建立与标准 IO 设备的 AR。• 新的主CPU 建立 AR 后，S7-1500R/H 冗余系统可再次访问输入并控制标准 IO 设备的输出。下图中为 AR 使用的缩写：•AR：标准 IO 设备与 S7-1500R/H 冗余系统 CPU 之间的“正常”AR。如果直线型拓扑中的线路发生故障，S7-1500H冗余系统会执行以下操作：• 如果主 CPU 和标准 IO 设备之间的线路中断，则 S7-1500H 冗余系统暂时无法访问标准IO设备的输入，也无法控制其输出。输出组态取决于相应通道的替换值特性。• 其它相应 CPU 会为标准 IO 设备建立 AR。• 建立新AR 后，S7-1500H 冗余系统便可再次访问标准 IO 设备的输入和控制其输出。RUN‑Solo 系统状态下的特性只有主 CPU是 IO 控制器。PROFINET 通信在主 CPU 与标准 IO 设备之间的 AR 上进行。备用CPU 与 IO 设备之间无AR。具有主备份切换的标准 IO 设备的 OB 行为如果主 CPU 出现故障或进入 STOP 模式，标准 IO设备将暂时出现故障。调用 OB 72“冗余错误”时，不会调用发生故障的 IO 设备的附加 OB 86“模块机架故障”。要检测发生故障的IO 设备，请调用 OB 72 中的 DeviceStates 指令。通过“交换 S1 设备”功能，新的主 CPU 再次与标准 IO设备建立 AR。每次返回 IO 设备时都会调用 OB 86。控制交换 S1 设备的切换时间自固件版本 V2.9 开始，主 CPU出现故障/停止运行后，用户可以控制交换 S1 设备从断开到恢复所用的切换时间。优势：• 优化交换 S1设备从断开到恢复之间的切换时间• 为包含重要过程功能的 S1 设备设置相对较短的切换时间，从而确定 PROFINET 环网中诸多S1设备的恢复优先级。切换时间取决于交换 S1 设备的看门狗定时器。看门狗定时器是更新时间与接受的更新循环次数（无 IO数据）的乘积。利用这些参数，可以控制新的主 CPU 启动 S1 设备恢复的时间。恢复还取决于为 S1 设备分配参数所需的时间。在STEP 7 中，在每个 S1 设备的接口属性中设置这些参数。• 更新时间：“gaoji选项 > 实时设置 > IO 循环> 更新时间”(Advanced options > Real timesettings > IO cycle> Update time)• 看门狗定时器：“gaoji选项 > 实时设置 > IO 循环 > 看门狗定时器> 接受的更新循环次数（无 IO 数据）”(Advanced options > Real time settings> IO cycle > Watchdog timer >Accepted update cycleswithout IO data)设置一个更短的 S1 设备切换时间：将一个或多个参数的值减小。设置一个更长的 S1设备切换时间：将一个或多个参数的值增大。7.6 使用系统冗余 S2、R1 的 IO 设备与标准 IO 设备之间的主要区别表格7-1 使用系统冗余 S2、R1 的 IO 设备与标准 IO 设备之间的主要区别特性 使用系统冗余 S2的 IO设备使用系统冗余 R1的 IO 设备标准 IO 设备IO 设备的要求 设备支持系统冗余 S2设备支持系统冗余R1-相同模块同时支持的Zui大 AR 2 2 1更换主 CPU 切换时的特性 与 S7-1500R/H冗余系统连续连接过程数据进一步传输。与 S7-1500H 冗余系统持续连接过程数据进一步传输。从 S7-1500R/H冗余系统暂时断开连接。标准 IO 设备再次可用之前，不会传送过程数据。输出组态取决于相应通道的替换值特性。接口模块发生故障时的行为S2 设备故障 R1 设备继续通过冗余接口模块传输过程数据标准 IO 设备故障
安装指南包含 S7‑1500R 冗余系统的拓扑的组态要求组态属性PROFINET 环网CPU 的 MRP 角色 管理器（自动）IO 设备的 MRP 角色 客户端其它 S7-1500R/H 系统-端口互连：• 两个 CPU 直接通过 PROFINET 接口 X1 的两个端口之一互连。两个 CPU 之间不存在环网的其它设备。•两个 CPU 可通过另外两个端口间接互连。环网的其它设备位于两个 CPU 之间。请参见以下示例。表格 7-2 冗余系统中PROFINET 设备、IO 设备数Zui大设备数 Zui大 S7-1500R 数R 系统 PROFINET 环网中的Zui大 PROFINET设备数Zui大数量包含交换机、S7-1500R/H CPU、S7-1500 CPU（V2.5 及更高版本）和 HMI设备。不包括介质转换器。50（建议 16）1)可连接到 R-CPU 的Zui大 I/O 设备数 641) 建议：PROFINET环网中的设备数量会影响 S7-1500R 系统的可用性。PROFINET 环网中的 PROFINET设备（包括R-CPU）数量不得超过 16 个。如果在 PROFINET 环网中运行的设备数明显高于该值，可用性会降低。包含 S7‑1500H冗余系统的拓扑的组态要求组态属性 PROFINET 环网 线形拓扑 组合拓扑 不含附加设备的 H-CPUCPU 的 MRP 角色管理器（自动） 非环形拓扑结构中的设备 非环形拓扑结构中的设备IO 设备的 MRP 角色 客户端非环形拓扑结构中的设备取决于安装位置：非环形拓扑结构中的设备或客户端-其它 S7-1500R/H 系统 - ✓ ✓表格7-3 冗余系统中 PROFINET 设备、IO 设备数Zui大设备数 Zui大 S7-1500H 数R/H 系统PROFINET 环网中的Zui大 PROFINET 设备数Zui大数量包含交换机、S7-1500R/H CPU、S7-1500CPU（V2.5 及更高版本）和 HMI 设备。不包括介质转换器。50可连接到 H-CPU 的Zui大 I/O 设备数组态S7-1500R/H 冗余系统上的 PROFINET IO