S7-1500R/H CPU 工作原理 (S7-1500) 冗余系统 S7-1500R/H 的工作原理(S7-1500) 冗余系统 S7-1500R/H 的特性冗余自动化系统可实现更高的可用性。使用高可用性系统时，并行运行的两个系统可降低生 产损失概率。与 S7-1500自动化系统相比，冗余系统 S7-1500R/H 具有以下特性： • 在冗余系统 S7-1500R/H 中，采用两个 CPU。即，冗余CPU。如果其中一个 CPU 发生故 障，则另一个 CPU 将在中断的位置接管过程控制。CPU 故障对受控过程没有影响。为确保顺利接管过程控制，过程控制 CPU（主 CPU）通过冗余同步连接（冗余连接）与非过 程控制 CPU（备用 CPU）进行同步。 有关S7-1500R/H 系统组态的更多信息，请参见“冗余系统 S7-1500R/H 的组态(页1450)” 部分。 •S7-1500R/H 系统的 I/O 通过 PROFINET 环网与 CPU 相连接，并组态为介质冗余环网。有关介质冗余环的更多信息，请参见“组态介质冗余 (页 3897)”部分。 • S7-1500R/H系统中存在新的操作和系统状态。 更多信息，请参见“操作与系统状态 (页 1465)”部分。 • 针对 S7-1500R/HCPU 存在特定的指令和组织块 (OB)。 更多信息，请参见“程序执行基本础知识 (页 1472)”部分。•项目数据可以下载到主 CPU 或备用 CPU。 更多信息，请参见“加载 S7-1500R/H CPU(页 1480)”部分。 • 除支持设备 IP 地址之外，冗余系统还支持系统 IP 地址。 更多信息，请参见“与 R/H系统通信 (页 1484)”部分。 • 在冗余系统 S7‑1500R/H 中，可用新的诊断选项。 相关信息，请参见“冗余系统S7-1500R/H 的诊断 (页 1495)”部分。 有关 S7-1500R/H 冗余系统的完整文档，请参见S7-1500R/H 冗余系统的系统手册和相关文 档链接。 限制与特殊功能（硬件） 与 S7-1500 自动化系统相比，使用冗余系统S7-1500R/H 时，具有一定的硬件限制条件。下 文中举例说明了一些限制条件： • 冗余系统 S7-1500R/H的硬件配置中，仅支持 CP 1543-1 作为中央 I/O 和中央通信模块 例外：负载电流电源 (PM) 和系统电源 (PS) •只有 HF CPU 支持故障安全模块 • 不支持串行机器项目，组态控制（选项处理） • 周期和响应时间较长 有关冗余系统S7-1500R/H 与 S7-1500 自动化系统相比的所有限制条件的完整概述，请参见 《冗余系统 S7-1500R/H系统手册》中的“操作规划 > 限制条件”部分。 限制和特殊功能（软件） 与 S7-1500 自动化系统相比，使用冗余系统S7-1500R/H 时，具有一定的软件限制条件。下 文中举例说明了一些限制条件： • 某些特定指令不支持或受限 •不支持通过可访问设备进行固件更新。 • 不支持在 STEP 7 中进行硬件检测（读取组态） • 只有在 RUN-Solo系统状态下支持在 HMI 设备上直接输入变量名称 • S7-1500R/H 冗余系统无法用作智能设备 • 函数 (FC)的临时本地数据 S7-1500R/H-CPU 标准访问的系统初始化过程与优化访问相同。有关优化访问的系统初始化信息，请参见“AUTOHOTSPOT”。 • 不支持 IRT、MRPD
• 不支持等时同步操作 • CPU不支持运动控制功能 • 不支持多用户工程组态 • 不支持 SIMATIC Automation Tool（SAT 工具） •不支持共享设备 • STARTUP（启动 OB）或 RUN-Solo 系统状态下仅支持断点测试。 • 不支持在 SIMATIC存储卡中存储测量值（设备中的测量值）。 有关冗余系统 S7-1500R/H 与 S7-1500自动化系统相比的所有限制条件完整概述，请参见《冗 余系统 S7-1500R/H 系统手册》中的“操作规划 > 与 S7-1500自动化系统相比的限制条件” 部分。 通信限制 • 编程设备通信： – 不能访问两个 CPU。可访问主 CPU 或备用 CPU。 –在冗余模式下（RUN-Redundant 状态），无法加载对象（如块）；无法“下载到 设备”(Download todevice)，也无法“从设备上传”(Upload from device)。在该 系统状态下，无法使用数据块变量的快照值。 –不支持功能“上传设备作为新站”(Upload device as new station)。 • 开放式用户通信： – 无已组态连接– 指令 TMAIL_C 只能用于 V4.1 及以下版本 – 无 FDL 连接 – 使用带有连接描述 DB 的结构，无法与TCON_Param 建立连接（指令 TCON） • 无 OPC UA 客户端 • 无 S7 通信作为客户端 • CPU 的PROFINET 接口 X1 与 PROFINET 接口 X2 之间无 S7 路由。冗余系统 S7-1500R/H 的组态(S7-1500) 创建 R/H CPU (S7-1500) 用户可组态不同版本的冗余系统S7-1500R/H。在所有组态版本中都必须使用 PROFINET 环网。 在 S7-1500R/H系统的组态版本中，以下组件可进行冗余： • R/H CPU • 同步接口 • PROFINET 环网在本章节中，将介绍一种可能的组态版本。有关其它组态的详细说明，请参见《冗余系统 S7-1500R/H 系统手册》中的“组态版本”部分。创建 R/H CPU 在网络视图中，可从硬件目录中选择一个 R/H-CPU，并与机架一同创建。在硬件目录中，将所需的模块拖放到该设备上；这些模块将自动排列在机架上。 要从硬件目录中选择一个 R/H CPU，请按以下步骤操作： 1.在硬件目录中，导航到指定 R/H CPU 所在的文件夹。 2. 打开所需 R/H CPU 类型所在的文件夹。系统随即显示所选 R/HCPU 类型的所有订货号。 3. 单击某个 R/H CPU 订货号，在“信息”(Information) 窗格中查看所选 R/HCPU 的相关信息。 4. 在“版本”(Version) 下拉列表中，设置与该 R/H CPU 相匹配的固件版本。 5. 创建 R/HCPU 和机架。可通过以下几种方式： – 将 R/H CPU 从硬件目录拖放到网络视图中。 – 在硬件目录中，双击该 R/H CPU条目。 网络视图中的表示方法 STEP 7 会自动创建冗余系统的两个 R/H CPU。在 STEP 7 的网络视图中，将以图形方式显示这两个 R/H CPU：项目树中的表示方法 在 STEP 7 项目树中，冗余系统的两个 R/H CPU将分别显示在各自的树中。项目树包含该项 目的所有元素和编辑器。 项目中每个冗余系统都有一个采用内部项目名称的单独文件夹。该文件夹中包含适用于整个系统的设备组 态和诊断选项。 在冗余系统中，这两个 CPU 各有一个文件夹，每个文件夹都采用一个内部项目名称。 项目树中顶端所显示 CPU 的冗余 ID 为“1”。CPU 的下 方显示具体属性。还会显示该冗余系统的其它属性、用户程 序以及其它系统相关的项目条目。 分配给该 CPU 的分布式 I/O设备的相关链接，位于 “分布式 I/O”(Distributed I/O) 文件夹中。 项目树中后面所显示 CPU 的冗余 ID为“2”。CPU 的下 方显示具体属性。 该项目中所有的分布式 I/O 设备均包含在“未分组设 备”(Ungroupeddevices) 文件夹中。 更多信息，请参见信息系统中的“项目树的功能与结构”部分。
冗余 ID 和 IP地址 在冗余系统中，每个 CPU 都有一个冗余 ID。在 STEP 7 中，通过冗余 ID 将项目树分配给实 际的CPU。树中Zui顶端 CPU（本示例中为 PLC_1）通常为冗余 ID 为“1”的 CPU。顶端 CPU 下 方的 CPU（本示例中为PLC_2）的冗余 ID 为“2”。如果 CPU 带有有效的硬件配置，用户更改了该 CPU 的冗余 ID，则还需更改该 CPU的名 称和 IP 地址。更多信息，请参见《冗余系统 S7-1500R/H 系统手册》中的“冗余 ID”部分。 组态 R/H CPU(S7-1500) 分配 IP 地址 STEP 7 会自动为 CPU 的每个 PROFINET 接口分配一个 IP地址。用户也可手动分配 IP 地址，如 在发生冲突时。 对于各 CPU 的 PROFINET 接口 X1，IP地址必须位于同一个子网中。 IP 地址将显示在 CPU 属性中“IP 协议”(IP protocol) 部分的“PROFINET 接口[X1]”(PROFINET interface [X1]) 区域内。分配系统 IP 地址 除了 CPU 的设备 IP地址之外，还可为冗余系统 S7‑1500R/H 分配系统 IP 地址；除“常 规”（设备）IP 地址之外，还可为各 PROFINET接口分配进行切换通信的系统 IP 地址。 通过系统 IP 地址，可与其它设备（如 HMI设备、CPU、PG/PC）进行通信。这些设备通常基 于系统 IP 地址与冗余系统的主 CPU进行数据通信。这样，可确保在冗余操作时原主 CPU 发 生故障后，通信伙伴可在 RUN-Solo 系统状态下与新的主CPU（之前的备用 CPU）进行数据 通信。 要激活这两个 CPU 上 PROFINET 接口 X1 的系统 IP地址，请按以下步骤操作： 1. 在网络视图中，选择一个 CPU。在巡视窗口中，选择“属性”(Properties) 选项卡。 2.在区域导航中，选择区域“PROFINET 接口 [X1]”(PROFINET interface [X1]) 和“切换通信的系 统IP 地址”(System IP address for switched communication) 部分。 3. 请确保接口X1 选中“启用切换通信的系统 IP 地址”(Enable the system IP address for switchedcommunication) 复选框。在“IP 地址”(IP address) 字段中，应用或分配系统 IP 地址。子网掩码不能修改，且与 IP 协议的子网掩码相对应。 4. 之后，为系统 IP 地址应用或分配虚拟 MAC 地址。 虚拟 MAC地址的长度为 6 个字节。字节分配采用十六进制。 说明 虚拟 MAC 地址 需确保以太网广播域中存储的所有 MAC地址唯一。特别是在包含由 VRRP 组成的第三方 设备以及由多个 STEP 7 项目所组态的冗余系统组成的系统中。 5.另一个 CPU 将自动应用这些设置。