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S7-1500 RH冗余系统操作指南---连载2

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S7-1500 RH冗余系统操作指南---连载2

12011

7

2021-01-04 15:13:18

1.3 S7-1500R/H冗余系统

       对于 S7-1500R/H 冗余系统,CPU 是冗余的。两个 CPU 会并行处理相同的项目数据和相同的用户程序。两个 CPU 通过两条冗余连接进行同步。如果一个 CPU 出现故障,另一个 CPU 会接替它对过程进行控制。

       S7-1500R/H 冗余系统可提供高度的可靠性和系统可用性。最重要的自动化组件的冗余配置可降低生产停机的可能性并减轻组件错误造成的后果。

生产停机的风险和成本越高,越值得使用冗余系统。可通过避免生产停机补偿通常需要较高的投资成本。

       在冗余操作的系统中,个别自动化组件的故障不得妨碍工厂运营。S7-1500R/H 冗余系统用于以下领域:

  • 隧道

  • 机场(例如行李传送带)

  • 地铁

  • 造船

  • 废水处理厂

  • 高货架立体仓库 


1.3.1 S7-1500 R与H的区别

       S7-1500 R中的R就是Redundant冗余的缩写,S7-1500 H中的H就是High available高可用性的缩写,目前S7-1500 R发布了两款CPU,分别是1513R和1515R,S7-1500 H发布了一款CPU即1517H,系统的硬件参数和外观参考表1-1

       除了两者之间硬件参数的不同,R和H主要区别在于同步的介质和系统的切换时间,R系统使用PN网络进行主备CPU的同步,系统的切换时间大约300毫秒;H系统使用专用同步模块和光纤进行主备CPU的同步的,系统的切换时间大约50毫秒,参考图1-3所示。

       除了同步介质和切换时间的不同,S7-1500R/H的同步方式、编程、在线以及连接I/O的种类和方式都是相通的,S7-1500R/H都是S7-1500的冗余系统,只是配置按照高、中、低进行了划分。

1.3.2 S7-1500R典型的硬件配置

S7-1500R典型的硬件配置参考图1-4

       S7-1500R系统中CPU 1513R只有一个X1接口用于连接I/O设备,与标准CPU和HMI的通信也只能使用X1接口,图1-4中CPU的类型为CPU 1515R,必须使用X1接口连接S1和S2类型的I/O设备(S1和S2的区别在后续章节介绍),可以使用X2接口连接HMI和标准CPU,X2接口不能连接I/O设备。

       在S7-1500R CPU的中央机架上不能安装任何模块,例如PS电源、I/O模块和通信处理器,如图1-5所示。

       除此之外,两个CPU之间通过PN网络进行同步,主-备CPU之间连接的其中一根网络间(两个CPU X1接口的P2端口之间的连接)不能插入任何I/O设备(主-备CPU需要一个网线直连),通过PN网络连接的I/O设备必须支持MRP(介质冗余协议)和用于主-备CPU同步的H-Sync的转发,如果I/O设备不支持上述的协议,只能使用交换机进行连接,如图1-6所示。

       图1-6中,S1(后续章节介绍)设备不支持同步报文H-Sync的转发,所以只能使用支持的同步报文H-Sync转发的交换机进行连接。

       XC-200、XP-200 和 XF-200BA 系列的交换机支持系统冗余 S2、介质冗余和 H-Sync 转发,例如 SCALANCE XC208 (6GK5208-0BA00-2AC2) ,固件版本 V4.0 或更高版本。

注意:

       技术规范通常表明 PROFINET 设备是否支持 H-Sync 转发功能,GSD 文件还将指示设备是否支持,                   

       H-Sync转发功能,如果“Media Redundancy”条目中的“Additional Forwarding Rules Supported”属性设为“true”,则设备支持 H-Sync 转发功能。


1.3.3 S7-1500H典型的硬件配置

       图1-7中CPU的类型为CPU 1517H,必须使用X1接口连接S1和S2类型的I/O设备(S1和S2的区别在后续章节介绍),可以使用X2接口连接HMI和标准CPU,X2接口不能连接I/O设备。

       在S7-1500H CPU的中央机架上同样不能安装任何模块,例如PS电源、I/O模块和通信处理器,如图1-8所示。

       由于S7-1500H的主-备CPU之间通过专用同步光纤进行同步,主-备CPU之间可以插入I/O设备,由于PN网络不需要转发用于主-备CPU同步的H-Sync 报文, I/O设备只要支持MRP(介质冗余协议),就可以连接到网络上,使用交换机进行连接,可以扩展连接I/O设备的数量。

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