应用探讨——冗余系统的选型与配置讨论

在工业生产自动化的过程中，容错技术或冗余方案是一种满足连续生产要求，提高控制系统可靠性和可用性的有效手段。西门子冗余系统S7-400H因其具有高可用性的特点，在很多行业中应用非常广泛；如电厂，是花化工，冶金，水处理等等。
但在实际使用过程中，对S7-400H的各种配置方案，大家可能有各种疑惑，比如：
 冗余系统的I/O配置
 冗余CPU与标准CPU的通讯，
 冗余CPU与非冗余DP接口从站的连接
 冗余系统的相关兼容性问题
 其他与S7-400H系统配置相关的问题
为此，我们专门开设这个集中交流的平台，大家可以就自己工程中的使用冗余系统（如系统选型与配置、软件组态）中的问题、心得、技巧等，畅所欲言，分享切磋。正在使用或准备使用冗余系统的用户，也可以就自己的需求和大家来探讨，在扩展思路的同时，相信也会有意想不到的收获。
下载中心参考文档：
文档编号：F0153
文档编号：F0247
文档编号：F0470
文档编号：F0541
文档编号：F0497
文档编号：A0144
文档编号：F0349
文档编号：F0244
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交流结束后也将专门整理重要内容，供广大网友分享参考。
预祝大家交流愉快，收获丰富！

400H控制器主要应用在一些要求系统冗余/热备的场合.
刚开始接触S7-400H控制器时，有些困惑，毕竟跟标准的S7-400系列的CPU不太一样。
推荐《西门子冗余系统指南》这个文档，很受用！

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1.冗余系统的I/O配置:需要支持冗余的IO卡件来完成；常碰到的是关于钝化的问题；下载中心有相关的资料。跟非IO冗余系统相比，需要注意的是对备用通道的处理。非冗余IO卡件往往不需要处理也可以正常使用；但对于IO冗余，还需要将备用通道带上负载的，否则就会产生钝化；

2.冗余CPU与标准CPU的通讯：这个问题还是要看采用何种通讯方式。
2.1如果采用DP通讯的方式，标准做法这是使用Y-LINK实现；H型CPU都是400系列的，因此，400系列的CPU采用DP通讯，需要作为主站，而300CPU作为从站；
2.2如果采用以太网的通讯方式，则需要在双方的CPU中编写通讯程序；下载中心同样有相关的资料。不过资料中介绍，需要编写一个切换程序，即单CPU与H-CPU要注意切换的概念。但在实施中，我采取的做法是不做切换程序，而是单CPU与H-CPU采用两套程序同时运行；个人感觉两种方法都可以；

3.冗余CPU与非冗余DP接口从站的连接：这个问题如同我在2中提到的一样，采用Y-LINK的来实现。非冗余DP接口分为带有DP接口的CPU，和带有DP的CP卡以及带有DP口的第三方产品；但不论采用何种方式，都需要导入GSD文件，然后进行硬件组态；通讯双方定义I区，O区相应地址，但这里需要注意的是双方组态的I区，O区的顺序；即A方I区对应B方O区，A方O区对应B方I区，而且顺序要相对应，否则通讯数据交换失败；

4.冗余系统的相关兼容性问题：
4.1兼容性问题首先考虑的是使用软件版本的问题.不同版本支持的硬件是有所不同的。硬件是向下兼容的。如果使用高版本的硬件，但软件不支持，直接组态成低版本的就可以了。对于PCS7来说，如果不是HSP补丁，通过UPDATE更新的硬件使用也是无效的。
4.2兼容性的问题还要考虑使用的通讯网卡：对于OS站与H型CPU的数据交换必须使用CP1613，CP1623等工业网卡，普通网卡是不能进行冗余通讯的；而且以太网的通讯协议必须是ISO。TCP/IP不支持硬冗余；
4.3对于软冗余，本人不提倡；因为因此方案实施的最大问题就是切换时间；无法达到硬冗余的“无切换时间”的能力。

5.其他与S7-400H系统配置相关的问题
5.1网络冗余
5.2冗余接口模块
5.3支持可插拔底板
5.4供电电源的冗余
5.5电源切换装置
5.6时间同步
5.7OS的冗余设置
5.8AS的冗余设置
5.9冗余SERVER的设置
。。。。。。
暂时想到这些

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其实很多时候是在400H与上位(如WinCC)通讯的时候会出现很多问题

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手头正有个方案要定：关于 冗余IO的，400系列的IO 模块 与 ET200M 从站IO 模块，这两种系统方案各有什么优劣？

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同问!
随便想请教一下, 冗余I/O和切换I/O是一个概念吗?

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1、中央和扩展设备中的IO冗余：
信号摸板成对安装在两个CPU系统中，是IO模块具有冗余性，当一个CPU因故障掉电时，连接的IO模块被认为是故障不能被识别。
2、单边DP从站中的IO冗余：
信号模板成对安装在有源底板总线的分布式IO设备ET200M中，但当其中一个PROFIBUS从站断线或CPU因故障掉电时，连接的模块被认为是故障而不能被识别。
3、切换式DP从站IO冗余：
信号模板成对安装在有源底板总线的分布式IO设备ET200M中，这种方式下，即使IO从站CPU故障也不会影响IO模块。
4、单机模式H系统CPU中的IO冗余：
当主站CPU因故障而停机时，IO冗余不能实现。

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对于冗余系统中进行I/O冗余配置, 400系列的I/O模块 与 ET200M分布式I/O模块 比较来看:
1. 400系列I/O模块,不能像分布式ET200M组态切换式冗余I/O,即I/O模块只能由单个CPU管理.
2. 400系列I/O模块组态冗余I/O时,不如像ET200M组态冗余I/O时那样方便使用MTA端子板.
3. 400系列I/O模块,在成本上高于使用ET200M分布式I/O.

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冗余IO：两个冗余的通道IO是同时采集信号，同时发送信号；IO有运算，例如AO4~20MA信号，如果冗余IO都正常的话，那么各输出一半的电流；
IO切换：切换的概念是只有1个IO有效，但出现故障后，切换到另一个IO通道上，这就是本质上的区别。

400H与WinCC冗余比较好做，但是和触摸屏还是有点费劲，官方介绍的可以增加硬件或者软件解决：硬件需要额外的费用，软件需要代码实现。
软件实现的方法一般都是通过判断主CPU的心跳来确定和哪台PLC连接，但是有的文档提到需要在Netpro中网络配置，有人说不需要配置，不知哪位大侠有空做个实验？

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也就是说, 冗余I/O和切换I/O是可以同时共存的东西, 可以这么理解吧.

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理论上是可以混用的。但意义何在？还是要考虑合理性！

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学习ing。请教个MTA板子的问题。
在做冗余IO的时候，有的需要附加电路，比如断线检测是要接电阻，部分输出模板要附加二极管....有的模板有配套的MTA接口板，有的则没有?
1.附带MTA的 IO模块，模块和MTA 通过 接口卡连接后，模块并没有接线的端口了，是不是对于这种模块 无需要做任何后续工作，所有的功能都集成在MTA 接口板中了?（包括断线检测，输出二极管）
2.对于没有配套MTA板的 IO 模块该怎么办？自己焊接么？（故障点太多，维护难度大），

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只做过CPU冗余，网络冗余，上位机冗余！
但不知道IO冗余怎么配置，到底值不值的或者说有没有必要。

接触过很多H系统，PS、CPU、CP冗余，网络冗余（冗余）
I/O冗余应该来说也很重要的，但不知道为什么公司怎么都不上I/O冗余

冗余系统中的核心是冗余CPU, 旨在增加系统可用性, 说白了就是让CPU不停机, 因为CPU很重要. 如果对于某些I/O, 在系统中也很重要, 那冗余I/O就很必要了.
应该这么理解吧, 但没用过, 像MTA板什么的应该怎么用呢?

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1. 当使用了MTA端子模块后，模块与MTA的连接可以通过配套的连接电缆完成。因此，这里可以只考虑MTA端子模块与现场传感器/执行器等的连接。
MTA端子模块已经集成了很多可能需要的功能，DI的断线检测、输出二极管的集成、供电的冗余等都已集成于MTA端子模块中。无须用户再考虑自己设计电路的问题。
2. 并不是所有的I/O模块都支持冗余I/O；
也并不是所有支持冗余I/O的模块都有对应的MTA端子模块。
若没有对应的MTA端子模块，就只能考虑自己设计电路板或用第三方的MTA端子模块。
所以，建议选取冗余I/O硬件时，从可配置的MTA出发考虑，选取I/O模块。
有关MTA的手册可以参考：《ET 200M MTA 端子模块》http://www.ad.siemens.com.cn/download/searchResult.aspx?searchText=22091986"

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现场有一个棘手的问题:
冗余的H-CPU与单的H-CPU可以通过建冗余连接通讯.
现场有一个普通的CPU416-2D, 怎么处理与冗余CPU通讯呢?
在Netpro中只能建S7连接, 建不了S7冗余连接啊??

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以前用过300PLC带ET200M从站, 但400H的PLC带的时候好像好麻烦, 还需要一个叫什么总线模块的东西? 那个是用来做什么的啊?

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总线模块应该就是那种有源背板模块, 可能是冗余系统里就得用这种模块, 好像不能用U型连接器.

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