解读专家大讲堂|冗余S7-400H 和上位机通信要点解析

1.精彩内容

在钢铁、化工、水处理等行业中，自动化系统面临着各种稳定性的挑战，系统必须满足以下要求：不停机更换组件、冗余控制器同步、集成全面错误检测和诊断、运行期间修改软硬件等等，西门子的冗余S7-400H就是满足上述要求的一套强大的自动化系统。

对于S7-400H和上位的通信， S7-400H系统中提供CPU集成的PROFINET接口和 CP443-1扩展以太网接口，接口分别具备各自的以太网地址。

常见的S7容错连接支持2路冗余和4路冗余，最大分别支持2条通信路径和4条通信路径。

可以在PC站配置普通网卡和S7-400H集成的PROFINET接口建立2路冗余的S7容错连接，也可以在PC站使用两块CP1623板卡和S7-400H的CP443-1建立4路冗余的S7容错连接。

对于S7-400H和上位的通信， S7-400H系统中提供CPU集成的PROFINET接口和 CP443-1扩展以太网接口，接口分别具备各自的以太网地址。

常见的S7容错连接支持2路冗余和4路冗余，最大分别支持2条通信路径和4条通信路径。

可以在PC站配置普通网卡和S7-400H集成的PROFINET接口建立2路冗余的S7容错连接，也可以在PC站使用两块CP1623板卡和S7-400H的CP443-1建立4路冗余的S7容错连接。

2.专家大讲堂技术问答汇总

Q1：项目里只能使用学习视频里提到的网络架构吗？

A1：不是的，学习视频中只是说明了几种比较常见的网络架构。

PC站和S7-400H之间的网络架构，需要确保PC站到S7-400H两个CPU，至少有一个物理链路可达的网络，同时注意不要在配置环网的情况下额外形成环网，或者形成不受管理的多环网。

Q2：能使用PLCSIM仿真上位机和S7-400H之间S7容错连接吗？

A2: PLCSIM可以仿真CPU之间的S7连接，但是不能仿真S7容错连接。

如果是WinCC站点连接PLCSIM，需要在TCP/IP 或者工业以太网等协议下面创建连接和变量。

西门子提供另外一个仿真软件SIMIT，SIMIT  VC可以仿真S7容错连接。

Q3：已经下载到S7-400H的连接，如果不想要了，怎么删除？离线删除，在线观察连接还在。

A3：可以删除连接之后，在NetPro中通过“下载所选连接”命令重新下载连接，此操作支持不停机下载。如果想要彻底清除此连接的话，需要在条件具备时，NetPro中完全下载。

Q4：不同网段，多个单项目整合成多项目需要怎样配置网络连接？

A4：首先，不同网段之间的通信肯定是基于IP地址的。

其次，注意配置网络端口的网关，CPU或者CP端口的路由。

最后，需要通信的双方在同一个逻辑网络中，建立连接通信就可以了。

如果是多项目结构，需要在NetPro中合并子网。

Q5：我做一个化工项目时，甲方指定用第三方上位机，请问第三方上位机和S7-400H通信，有什么样的方案可以选择？

A5：取决于有无S7-400H连接驱动，有的话可以考虑使用驱动直接和S7-400H通信；没有的话，考虑SIMATIC OPC 服务器中转通信，SIMATIC OPC 服务器和S7-400H做S7容错连接通信，和上位机做OPC通信。

WinCC作为上位机，一直都是推荐使用S7容错连接。

Q6：可不可以用SCALANCE 300系列以上的交换机，支持一个交换机4个MRP环网？来替换额外安装的那个CP443-1? 视频中的案例可以用HRP standby协议来解决吗？

A6：SCALANCE XB-200/ XC-200/ XC-200G/XC-200G PoE /XP-200/XR-300WG/ XR-300PoE WG固件V4.3.1开始，支持MRP SSMR（多 MRP 环网）。

但是注意，如果要组态 MRP 多环网，可选择能够处理多个环网的设备作为中央冗余管理器。为所有环网实例指定不同的域，并将其分配给冗余管理器的相应环网端口。将其它设备组态为客户端。必须为环网内的所有设备设置相同的域。

例子中系统总线的所有交换机都是同时处在系统总线和现场总线的环网之内。

另外，多个环网是在同一个交换机上形成的，不具备HRP Standby环间冗余的条件。

Q7：我们的项目资金很紧张，还是想省点钱不买CP1623，PC站组态时，什么时候需要使用CP1613/CP1623？

A7：取决于具体使用硬件和软件版本。

如果是V6或V8版本的CPU，那么可以使用普通网卡建立S7容错连接，只是需要注意需要V8.2或者更高版本的SIMATIC NET软件。

如果是其他旧版本的CPU，那么还是需要CP1613或者CP1623。

另外如果要使用4路冗余，也是必须使用CP1613 1623的 。

Q8：S7-414H冗余系统中，使用CP443-1创建Modbus TCP/IP通讯，FB909创建的数据区是WORD类型（无法修改此类型），有什么方法可以传送带符号的值？

A8：数据交换区域的数据类型是可以修改的，例如修改为浮点、布尔数据类型，只是Modbus 地址只能是线圈或者寄存器。

举例来说，Modbus 的两个寄存器就可以交换一个浮点数，是带符号的。

Q9：组态S7容错连接以后，下载S7-400H程序到PLCSIM报错，无法装载SDB701，是什么问题？

A9：PLCSIM不支持S7容错连接，无法装载，而SDB700开头的都是组态的连接。

下载程序时不下载S7容错连接，PLCSIM还是可以仿真S7-400H程序的。

如果是不删除S7容错连接的话，可以单独下载硬件组态和程序，不下载网络组态。

Q10：PC组态的时候，应该插入WinCC Appl, Application, 还是OPC Server？

A10：组态WinCC Appl，Application，还是OPC Server，取决于使用的上位系统。

首先，这样组态的都是使用S7容错连接。

如果组态WinCC Appl，通常是STEP 7 和WinCC集成组态项目或者PCS 7项目，编译创建连接、变量和消息等；

如果组态Application，通常是STEP 7 和WinCC分开各自组态的，STEP 7项目中需要组态一个S7容错连接，在WinCC中单独创建连接、变量和消息等；

而OPC Server，更多的其他厂家的上位系统，PC站插入OPC Server作为OPC服务器和S7-400H建立S7容错连接的同时，通过OPC向上位提供数据。

Q11：OS总会出现与CPU 410断开通讯连接的报警，出现到离开的时间差在报警中显示为1s，请问这种情况怎么调整？

A11：这种情况应该是冗余连接丢失的报警进入和离开，间隔1s。

通常见于普通网卡IE General和S7-400H建立的基于ISO-on-TCP的S7容错连接，此时需要调整连接的监视时间，默认是0.5s，可以修改为1s或者更长时间。

Q12：如果是旧版本的CPU V6.0以下的，为了节省CP1613/1623，是否可以把CPU的固件刷一下升级成V6.0以上，这样是不是就可以不用CP1613/1623？

A12：对于V4.0/V4.5旧版本的冗余CPU，是不可能升级到V6版本的CPU的，型号不一样，不是同样的硬件。

Q13：OPC服务器会占用PLC的负荷吗？还是会增加站点的负荷？

A13：这个应该是描述SIMATIC OPC服务器的负荷的问题。

SIMATIC  OPC服务器和S7-400H建立S7容错连接，是占用CPU负荷的。

同时OPC 服务器提供OPC通信，也是占用PC站资源的。

Q14：S7容错连接中的子连接切换是有切换时间？

A14：是的，自连接切换时需要时间的。切换过程中通信是保持的。

切换时间取决于所使用的连接，基于ISO协议，还是ISO-on-TCP协议。如果是基于ISO-on-TCP的S7容错连接，切换时间与连接属性中的监视时间和乘数值有关。

Q15：SIMATIC MODBUS/TCP CP RED(CREDUNDANT)的授权可以重新注册吗？

A15：SIMATIC MODBUS/TCP CP RED的授权是和S7-400H中的机架0的CPU绑定的，如果没有更换机架0 CPU，那么不需要重新注册；如果更换了机架0 CPU，需要重新注册。

Q16：CP 1623的办公通信地址什么时候用？

A16：配置CP 1623的办公通信地址，准确说是NDIS地址，更多是用于计算机之间通信使用的。例如使用CP 1623同时作为工厂总线和终端总线网卡，那么CP1623需要配置工业以太网地址用于和PLC通信， 同时需要配置NDIS地址用于计算机之间的通信（典型应用：下载OS项目）。

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