侧视图
8 通讯功能
8.4 通过容错 S7 连接通讯
通讯系统的可用性
容错通讯在整个SIMATIC 系统中加入了另外的冗余通讯部件 例如 CPs 和 LAN 电缆 为了说明在使用光学或电气网络时通讯系统的实际可用性 在下面对可能的通讯冗余作了 具体说明
前提条件
对容错连接配置的要求是完成硬件设备的配置
集成在一个容错系统中的两个子系统的硬件配置必须是Ïàͬ的 插槽也必须相同 取决于使用的网络 以下的CP 可以用于容错通讯
• 工业以太网 S7 CP 443-1
• PROFIBUS
S7 CP 443-5 Extended 不作为 DP 主站配置
要在容错系统和PC 之间使用容错 S7 连接 需要在 PC 上安装 S7-REDCONNECT 软 件包 请参阅有关 S7-REDCONNECT 的产品信息散页说明 学习更多关于在 PC 端使 用CP 的信息
组态
系统的可用性 包括通讯 在配置中设定 请参阅STEP 7 文档找到如何配置连接的有关 信息
只有 S7 通讯可用于容错的 S7 连接 完成设置工作需要在 新的连接 对话框中将类型 设为 S7 连接容错
需要的冗余连接的个数由STEP 7 决定 作为冗余节点的一个功能 如果网络结构允许 最多可建立4 条冗余连接 不能通过使用更多 CP 提高冗余性
在 属性-连接 对话框中可按照用户的需要修改容错连接的特殊属性 如果用户使用了 不止一个 CP 也可以在对话框中切换连接 因为在缺省设置中所有连接最初都通过第一 个CP 进行路由 所以这种方法很实用 如果在对话框中对所有连接进行分配 则其它的 连接可通过第二个CP 进行路由
编程
容错通讯可以用于容错 CPU 并通过 S7 通讯的模式进行 可以在一个S7 项目中单独完成这项工作
使用STEP 7 进行的容错通讯编程可以用通讯系统功能块来完成 利用这些块 数据可以 在子网上进行传输 工业以太网 PROFIBUS 集成在操作系统中的标准通讯SFBs 为 您提供确认数据传输选项 不仅能够实现数据传输 也可以使用其它控制和监视通讯对等 体的通讯功能
为标准通讯所编写的用户程序 不需修改即可用于容错通讯 电缆和连接的冗余对用户程 序没有影响
注意
可在S7 标准文件 例如 用STEP 7 编程 中找到有关通讯编程的内容
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通讯功能START 和 STOP 在仅只一个 CPU 或容错系统的所有 CPU 上执行 有关更多详 细内容 参见参考手册用于S7-300/400 的系统软件 系统和标准功能
8.4.1 容错系统间的通讯
可用性
增强互连系统可用性最简单的办法是采用冗余系统总线 可以采用双光纤环网或者双倍电 气总线系统 在这种情况下 连接的节点可以由简单的标准部件组成
采用双光纤环网可以很好地增加系统的可用性 如果双光纤电缆断裂 系统间的通讯依旧 存在 系统将以总线系统 线形 的连接模式进行通讯 原则上环网系统包括两个冗余部 件 可自动形成 2 备 2 冗余节点 光纤网也可配置成线形或星形拓扑结构 然而线形拓 扑结构没有电缆冗余
如果电气网络中的一个网段出故障 则相关系统间的通讯仍旧存在 2 备 2 冗余 以下实例说明了两种版本的不同之处
注意
CPs 上需要的连接资源数目 取决于用户正在使用的网络
如果用户正在使用双光纤环网 参见图 8-3 每个 CP 需要两个连接资源 与此不同 如果使用双重电气网络 参见图8-4 每个CP 只需一个连接资源
容错系统a 容错系统b
容错系统a 系统总线为双光纤环
冗余框图
容错系统b
2oo2 冗余性
图8-3 容错系统的冗余和冗余环网实例
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容错系统a 容错系统b
总线 1 总线 2
容错系统a 系统总线为双光纤环
冗余框图
容错系统b
2oo2 冗余性
图8-4 带有容错系统和冗余总线系统的冗余实例
容错系统a 容错系统b
容错系统a 容错系统b 冗余框图
图8-5 带有附加通讯处理器冗余性的容错系统实例
故障响应
对于双光纤环网只有容错系统中的双重错误 例如系统中的CPUa1 和 CPUa2 才会造成 相关冗余系统之间通讯的完全中断 参见图8-3
如果在冗余电气总线系统中的第一个举例中出现双重错误 例如系统中的 CPUa1 和 CPb2 参见图 8-4 会造成相关系统之间通讯的完全中断
在采用 CP 冗余的冗余电气总线系统举例中 参见图 8-5 只有容错系统中的双重错 误 例如 CPUa1 和 CPUa2 才会造成相关系统之间通讯的完全中断
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8.4.2 容错系统和容错 CPU 间的通讯
可用性
可在一个标准系统中使用冗余系统总线和容错CPU 来增强系统的可用性
例如 如果通讯伙伴为容错 CPU 则与 CPU 416 不同 也需要在此配置容错连接 注意
CP b1 的容错连接占用两个连接资源以实现冗余连接 CP a1 和 CP a2 各分配了一个连接 资源
容错系统a Standard system with fault-tolerant CPU
系统总线为双光纤环
容错系统a 冗余框图
具有容错 CPU 的标准系统
图8-6 带有容错系统和容错 CPU 的冗余实例
故障响应
容错系统中的双重错误 例如 CPUa1 和 CPUa2 和标准系统 CPb1 中的单个错误将 引起相关系统间通讯的完全中断 参见图8-6
8.4.3 容错系统和 PC 间的通讯
可用性
当容错系统与PC 相连 整个系统的可用性不只集中在 PC OS 和它们的数据管理上 而且还涉及到可编程序逻辑控制器上的数据采集
由于PC 的硬件和软件特性 使得它们是非容错性的 然而 它们可以在一个系统中以冗 余的模式装备 这类PC OS 系统及其数据管理的可用性可以由合适的软件 例如 WinCC Redundancy 来保证
通过容错连接实现通讯
为实现容错通讯 PC 上需要安装 S7-REDCONNECT 软件包 这样就可以将 PC 连接 到带有一个CP 的光纤网或者带有两个 CP 的冗余总线系统上
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配置连接
PC 端不需要附加的容错系统配置 PC 端的连接配置由 STEP 7 项目以 XDB 文件的形式 完成
您将了解如何在WinCC 文档中使用 STEP 7 容错 S7 通讯将 PC 集成进您的 OS 系统
容错系统a
服务器
系统总线为双光纤环 容错系统a
冗余框图
2oo2 冗余性
图8-7 带有容错系统和冗余总线系统的冗余实例
容错系统a
服务器
系统总线为双光纤环 容错系统a
冗余框图
2oo2 冗余性
图8-8 PC 中带有容错系统 冗余总线系统和通讯处理器的冗余实例
故障响应
容错系统中的双重错误 例如 CPUa1 和 CPUa2 和 PC 中的故障将引起相关系统间通 讯的完全中断 参见图 8-7 和 8-8