使用单通道、双向I/O

单通道、双向I/O的定义

单通道、双向组态只包含一套I/O模块(单通道)。

在冗余模式中，这些模块可以由两个系统单元寻址。

在单机模式下，主站单元可以始终寻址所有双向I/O (和单向I/O相反)。

系统支持包含一个带有源背板总线的ET 200M分布式I/O模块和一个冗余 PROFIBUS DP从站接口模块IM 153--2或IM 153--2FO (允许使用的IM 153--2：

6ES7 153-2AA02-0XB0 V7版本或更高版本；允许使用的IM 153--2FO：6ES7 153-2AB01-0XB0 V6版本或更高版本)的单通道、双向I/O组态。每个S7-400H单元 均通过一个DP主站接口与ET 200M的两个DP从站接口之一互连。

PROFIBUS PA可以使用DP/PA链接与冗余系统互连(允许使用的IM 157：

6ES7 157-0AA82-0XA0)。

单通道DP主站系统可以通过Y耦合器与冗余系统互连。支持的IM 157 - Y耦合器组 合：

IM 157 Y耦合器

6ES7 157-0AA82-0XA0 6ES7 197-1LB00 0XA0

建议将单通道、双向I/O组态用于容许在ET 200M内发生单个模块故障的系统组件。

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双向ET 200M 分布式I/O

DP/PA链接或Y链接

图 8-2 单通道、双向ET 200M分布式I/O

规则

单通道、双向I/O组态必须始终对称，也就是说：

• 必须在两个系统单元的相应插槽(例如，两个系统单元的插槽4)中安装冗余CPU和 其它DP主站，或

• DP主站必须连接到两个系统单元上的相同集成接口上(例如，连接到两个冗余 CPU的PROFIBUS DP接口)。

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单通道、双向I/O和用户程序

在冗余模式中，每个子系统本质上均可以访问任何一个单通道、双向I/O。数据自动 通过同步链接传送，并进行比较。由于同步访问，因此，在任何时候，两个系统单元 都可以使用完全相同的数值。

在任何给定时刻，S7-400H都只使用其中一个接口。激活的接口由相应IM 153--2或 IM 157上的ACT LED指示。

通过当前激活接口(IM 153-2或IM 157)的路径被称为主动通道，通过另一接口的路 径被称为被动通道。始终在两个通道上都激活DP周期。然而，只在用户程序中处理 主动通道的输入和输出数值，或将这些数值输出到I/O。这同样适用于异步活动，例 如，中断处理和数据记录交换。

单通道、双向I/O的故障

带单通道、双向I/O的S7--400H对错误的响应：

• 发生故障后，I/O不再可用。

• 在某些故障情况下，例如，系统单元、DP主站系统或DP从站接口IM153--2或IM 157发生故障(参见第9章)，过程仍然可以使用单通道、双向I/O。

这通过切换主动通道和被动通道实现。这种切换在每个DP站上分别执行。谈到故 障，应区别

-- 只影响一个站的故障，例如，当前主动通道的DP从站接口的故障 -- 影响DP主站系统中所有站的故障。

这包括断开DP主站接口、关闭DP主站系统(例如，在CP 443--5的 RUN--STOP转换期间)和DP主站系统的电缆段发生短路。

下面内容适用于受故障影响的每个站：如果两个DP从站接口模块当前都处于工作状 态，而主动通道发生故障，则原被动通道自动进入主动状态。通过调用OB 70向用 户程序报告冗余丢失(事件W#16#73A3)。

在修复故障之后，系统恢复冗余状态。这将重新启动OB 70调用(事件W#16#72A3)。

在这种情况下，不进行主动通道和被动通道之间的切换。

如果一个通道已经发生故障，而剩余(主动)通道也发生故障，则整个站出现故障。这 将启动OB 86调用(事件W#16#39A3)。

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注意

如果DP主站接口模块检测到整个DP主站系统故障(例如，由于短路)，则它只报告该 事件(“主站系统发生故障”W#16#39C3)，且操作系统不再报告单个站故障。该特 性可用于加速切换主动通道和被动通道。

切换主动通道的持续时间 最大的切换时间为

DP错误检测时间 + DP切换时间 + DP从站接口的切换时间

可以在STEP 7中通过DP主站系统的总线参数确定前两个加数。使用相关DP从站接 口的手册《分布式I/O ET 200M和DP/PA总线连接》确定最后一个加数。

注意

使用故障安全模块时，始终为每个故障安全模块设置一个比冗余系统中主动通道的 切换时间更长的监视时间。如果忽略该规则，则故障安全模块有可能在主动通道切 换期间发生故障。

注意

上述计算还包括OB 70或OB 86中的处理时间。确保DP站的处理时间不会超过1毫 秒。在要求大量过程的情况下，将这些过程与所述OB的直接执行分开。

请注意，只有在信号持续时间大于设置的切换时间时，CPU才能检测到信号转换。

当切换整个DP主站系统时，最慢的组件的切换时间即所有DP组件的切换时间。

DP/PA链接或Y链接通常确定切换时间和相关的最小信号持续时间。因此，建议将 DP/PA和Y链接连接到单独的DP主站系统。

使用故障安全模块时，始终为每个故障安全模块设置一个比冗余系统中主动通道的 切换时间更长的监视时间。如果忽略该规则，则故障安全模块有可能在主动通道切 换期间发生故障。

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在耦合和更新操作期间切换主动通道

在带主站/备用站切换的耦合和更新操作期间(参见第7.3.1节)，在双向I/O的所有站上 执行主动和被动通道切换。在该过程中调用OB 72。

无扰动切换主动通道

为了防止在主动和被动通道切换期间发生I/O故障或由I/O输出替换值，双向I/O的DP 站将它们的输出设置为HOLD，直到完成切换且新通道接管控制过程为止。

为了确保在切换操作期间检测到DP站的整个故障，由各个DP站和DP主站系统监视 切换。

假如正确设置了最小I/O保持时间(参见第7.4节)，则不会在切换期间发生任何中断或 数据记录丢失。如有必要，将自动重复执行。

系统组态和编程

例如，应该将具有不同传送时间的双向I/O分配给单独的段，以简化计算监视时间。

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