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S7-1500 RH冗余系统操作指南---连载6

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S7-1500 RH冗余系统操作指南---连载6

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2021-01-20 09:07:11

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S7-1500R/H MRP环网可连接PN IO设备的数量

     无论是S7-1500R还是S7-1500H,CPU集成的PN接口都缺省设置为MRP域的管理员并且不

可修改,所以在所有组态方式的S7-1500R/H 冗余系统中都必须使用 PROFINET环网。

     一个MRP环网中设备的数量最大是50个,包括IO 设备、S7-1500R/H CPU、交换机、S7-1500

CPU(V2.5 或更高版本)和 HMI 设备,但是对于S7-1500R/H系统,还需要考虑切换时间和系统的响应时间,设备最大数量的推荐值相应减少,CPU类型以及推荐的数量参考表2-2。

2.5 使用PN/PN耦合器连接I/O设备及示例

     使用PN/PN耦合器不但可以连接S1模式的PN IO设备,还可以连接不支持PN的设备,例如PA仪表和DP的站点,使S7-1500R/H系统连接外围设备更加的灵活。

2.5.1 使用PN/PN耦合器连接S1模式PN IO 设备

     S1模式的PN IO设备可以直接连接S7-1500R/H系统作为一个切换设备,好处是方便,但是需要使能输出模块的保持功能,否则在主-备CPU切换时,输出会抖动,从而影响生产。不是所有的现场输出设备都支持输出保持功能,PN/PN耦合器属于S2模式的PN IO设备,使用PN/PN耦合器可以解决这样的问题。即使支持输出保持功能的S1 PN IO设备,在两个CPU都处于停止模式下,输出保持,条件不满足,设备也会一直运行,处于失控状态,人为干预只能通过停电处理,而使用PN/PN耦合器接入到S7-1500R/H系统中则不会有这样的问题(输出模块不能设置为保持上一次结果)。

PN/PN耦合器相当于两个PN IO的设备,可以同时作为两个IO控制器的IO设备,通过内部的缓冲器交换两个IO控制器的数据,网络连接参考图2-18。

     S1模式的IO设备不是直接通过PN/PN耦合器连接到S7-1500R/H系统中而是先通过一个IO控制器,例如S7-1200/1500,先将PN IO设备的数据传送到这个IO控制器,然后这个IO控制器再与S7-1500R/H通过PN/PN耦合器进行数据交换。配置方式如图2-19所示。

2.5.2 使用PN/PN耦合器连接S1模式PN IO 设备示例

     下面以示例的方式介绍PN/PN耦合器配置的过程,假设有一个S1模式的IO设备,带有8输入和8个输出点需要通过PN/PN耦合器连接到S7-1500R/H系统中。详细步骤如下:

1) 打开TIA博途。示例中TIA博途的版本为V16。

2) 创建新项目,在项目树下点击“添加新设备”,选择CPU 1515R-2 PN并选择CPU的版本为2.8(只有2.8及以上版本才支持S1模式切换IO)创建一个S7-1500 PLC站点。

3) 在网络视图中选择“硬件目录”->“网络组件”->“网关”中选择 PN/PN耦合器并拖入到网络视图中。如图2-20所示。

4) 鼠标点击PN/PN耦合器的左边的以太网接口(X1接口),然后拖放到主CPU的X1接口,然后再次鼠标点击PN/PN耦合器的以太网接口,拖放到备用CPU的X1接口。设备分配完成之后,站点上“未分配”字段变为“多重分配”。

5) 鼠标双击PN/PN耦合器站点,在“模块参数”->“转换映射”中设置PN/PN耦合器X1接口和X2接口的映射区,如图2-21所示。

     从图2-21上可以看到,PN/PN耦合器X2接口的第一个传输区输出一个字节,S7-1500R/H使用IB0用于接收,IB1为数据状态,I1.0为I0.0的数据状态,假如I1.0为1,才能表示I0.0的值有效(通信无故障),地址相互对应,以此类推。

   PN/PN耦合器X1接口的第二个传输区输出一个字节,地址为QB0,用于输出。

6) 在网络视图中,点击PN网络,高亮显示显示同步域,然后点击网络,在属性中“PROFINET Subnet”-> “域管理”->“MRP 域”->“设备”栏中将PN/PN耦合器设置为“客户端”,如图2-22所示。


8) 在拓扑视图中按照现场实际网线的连接配置网络拓扑结构,这里连接的是PN/PN耦合器的X1接口。如图2-24所示。

     配置完成后编译保存,以上是S7-1500/RH连接PN/PN耦合器的配置步骤,接下来需要配置次级PLC连接PN/PN耦合器。

9) 在项目中再次插入一个PLC站,例如使用S7-1511 CPU。在网络视图中,插入一个ET200S站点并连接到S7-1511作为PN IO设备。插入一个8点输入和8点输出模块,I/O地址都设置为10。还是在网络视图中使用鼠标拖放功能,连接PN/PN耦合器的X2接口到CPU1511的X1接口作为PN IO设备。如图2-25所示。

10) 鼠标再次双击PN/PN耦合器站点,在“模块参数”->“转换映射”中在PN/PN耦合器X1接口和X2接口的映射区栏中设置对应次级PLC的通信地址,如图2-26所示。

     从图2-26可以看到S7-1500R/H 输入IB对应次级PLC 1511的QB0, S7-1500R/H 输入QB0对应次级PLC 1511的IB0。

11) 由于次级PLC I/0的地址不能直接映射,所以需要在次级PLC程序中将输入、输出模块的地址传送到映射地址区。如图2-27所示。这样S7-1500R/H发送的数据流为:QB0->IB0->QB10(模块地址区);S7-1500R/H接收的数据流为:IB0<-QB0<-IB10(模块地址区)。

     使用PN/PN耦合器通过次级PLC连接站点的方式,虽然在主-备CPU切换时输出信号无扰动,

但是降低了系统的可用性。


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