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。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 250)。 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。
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 time settings > IOcycle > 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 timesettings > IO cycle > Watchdog timer > Accepted updatecycles without 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。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 64 1) 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。组态S7-1500R/H 冗余系统上的 PROFINET IO S7‑1500R/H 冗余系统的 PROFINET IO 组态下图给出了 S7‑1500R/H 冗余系统的 PROFINET IO 组态示例。 下图中所用 AR 的缩写： •SR-AR：S7-1500R/H 冗余系统 IO 设备 (S2/R1) 与 CPU 之间的系统冗余 AR • AR：标准IO 设备与关联 IO 控制器之间的“正常”AR PROFINET 环网中的 S2 IO 设备 S7‑1500R冗余系统由 PROFINET 环网中的两个 CPU 1515R 和两个 S2 设备组成。IO 设备支持 MRP 和H-Sync 转发功能。