侧视图
6 链接和同步
6.2 链接和更新的功能顺序
链接和更新任务有两种模式
• 在 正常 链接和更新模式中 容错系统可以从单一模式转换到冗余系统模式 然 后两个CPU 同步处理相同的程序
• 对于主系统 热备系统切换后的链接和更新 第2 个经修改部件后的 CPU 会接过过 程控制任务 硬件配置 存储器组态或操作系统都可能被修改
为了返回到冗余系统模式 必须按顺序执行一个 正常 的链接和更新工作 如何启动链接和更新任务
初始状态 单一模式 即 容错系统中只有一个 CPU 通过光缆被连上 并处于 RUN 模 式
为了获得冗余系统 按下列步骤进行链接和更新工作
• 将热备CPU 上的模式开关从 STOP 位置转到 RUN 或 RUN-P 位置
• 如果在POWER DOWN 之前 CPU 不是处在 STOP 模式 则将热备 CPU 通电 POWER ON 模式选择器位于 RUN 或 RUN-P 位置
• 操作员在PG/ES 上控制
只能通过操作员在PG/ES 上的控制 利用主/热备 CPU 转换开关起动链接和更新工作 注意
如果热备 CPU 上的链接和更新工作被中断 例如 POWER DOWN STOP 前后矛 盾的数据会导致此CPU 发出复位请求 当热备 CPU 复位后 重新执行链接和更新工作
链接和更新工作的处理框图
下图展示了链接和更新工作总体内容上的功能顺序要点 起始状态是主CPU 为单一模式 在图示中CPU0 已被指定为主 CPU
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主CPU(CPU0) 热备CPU(CPU1) RUN(运行) 链接(REDF LED 灯以 0.5Hz 的频率闪烁) STOP(停止)
热备CPU请求LINK-UP
不能再进行各功能块的删除 不能再进行各功能块的删除
装入 生成和压缩工作 装入 生成和压缩工作
不能再有测试和试运行功能 不能再有测试和试运行功能
比较存储器配置 操作系统版本以及FEPROM内容
复制装载存储器内容*)
复制主存储器中的用户程序块*)
断开所有的链接
恢复DP从设备的功能
链接假定
Update(更新) 见图6-2
取消抑制 取消抑制
响应被延时的执行任务 响应被延时的执行任务
冗余系统模式或新的热备CPU处于STOP状态的 主/热备CPU切换模式
*) 如果选择 切换到修正配置后的 CPU 有效时 则不复制装载存储器中的内容 在第 6.2.3 节中介绍用户可以看到的从主 CPU 上主存储器内的用户程序块 OB FC FB DB SDB 中复制的内容
图6-1 链接和更新的功能顺序
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主CPU CPU0 热备CPU CPU1 RUN 运行 更新 REDF LED 灯以 2 Hz的频率闪烁 STOP 停止 发送到所有登录通讯伙伴的
状态报文 同步化
对数据记录的异步 SFC 给予否定应答*
报文延迟
延迟所有优先级小于15的OB块 包括OB1
起动对最大扫描周期时间扩展的 监视功能
主CPU复制已修正过的数据块的内容 延迟当前的通讯任务或拒绝接受新的
通讯任务
起动对最大通讯延迟的监视功能
延 迟执 行 优 先级 15的各OB 块 但不包括带特殊处理功能 的看门狗中断OB块
如果适合 执行带特殊处理功能的 看门狗中断OB块
起动对优先等级 15的最大阻塞 时间监视功能
主站复制输出 起动最小I/O保持时间
主CPU复制已经修正的数据块中的内容
主CPU复制定时器 计数器中的内容 以及存储器标识 主任务更改 输入信号和诊断缓冲器中的内容
* 在下面的章节中详细介绍 SFC SFB 和通讯功能的内容
图6-2 更新工作过程
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更新阶段内输入信号持续的最短时间
在更新阶段 需停止程序扫描一段时间 此内容将在后面详细说明 而当满足下列条件 时 即使是在更新阶段 CPU 也能可靠地检测到输入信号的变化
信号持续最短时间 I/O 更新所需要时间的 2 倍 仅适用于 DP +具有一定优先等级的调用间隔时间
+具有一定优先级别的程序的处理时间 + 更新时间 +具有最高优先级别的程序的处理时间
例如
优先级别 15 的 OB 块 例如 OB40 的输入信号持续最短时间的估算
图6-3 更新阶段输入信号持续的最短时间的举例
6.2.1 链接过程
不管是在冗余系统模式还是主/热备 CPU 切换情况 其链接过程是有差别的 获取冗余系统模式的链接工作
为了消除两个子系统中的差异 主CPU 和热备 CPU 执行下列比较工作 检查下列内容
1. 存储器配置是否相同 2. 操作系统版本是否相同
3. 装载存储器 FEPROM 卡 的内容是否相同
4. 装载存储器 集成SRAM 和 RAM 卡 的内容是否相同
如果1 2 或 3 项中的内容不相同 热备 CPU 切换到 STOP 模式 并给出故障信息 如果4 中的内容不相同 主 CPU 将自身 RAM 中装载存储器内的用户程序复制到热备 CPU
信号持续的最短时间 仅适用于DP
更新I/O 的时间 最坏情况2X
具有一定优先级的OB 块的处理时间 例如 运行OB40 的时间
特 定 优 先 级 别 的 OB 块的调用时间 间隔 例如OB40
更新时间 75ms+修正 后的数据块 内容所占 时 间 每KB 为 0.7ms
具有最高优先级别的 OB 块的处理时间
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装载存储器 FEPROM 中的用户程序不被复制 但在链接之前主/热备 CPU 中 FEPROM 卡的内容必须保持一致
主/热备 CPU 在切换情况下的链接
利用STEP 7 用户可以选择下列选项中的一项 内容如下
• 切换到已修正配置后的CPU
• 切换到已扩展存储器配置后的CPU
切换到已修正操作系统后的CPU 选项不能与当前操作系统版本一起使用 切换到已修正配置后的CPU
用户可以在热备CPU 上对下列存储器进行配置
• 硬件配置
• 装载存储器的类型 例如 用户已经用一个FLASH 卡替换掉一个 RAM 卡 新的 装载存储器可以比原先的大或小
链接过程中没有功能块从主CPU 复制到热备 CPU 中 详细资料见第 6.2.3 节 上述情况 硬件配置的修改 装载存储器类型的改动 执行步骤的说明见下面章节 注意
如果用户既没有修改硬件配置 也没有改变热备 CPU 上装载存储器的类型 就会一直执 行主/热备 CPU 切换工作 原主 CPU 切换到 STOP 模式
切换到已扩展存储器配置后的CPU
用户可以在热备CPU 上对下列存储器进行配置
• 扩展主存储器空间和/或
• 扩展装载存储器空间——为了完成此项工作 用户必须使用具有相同型号的装载存 储器模板 例如 不管是RAM 卡还是 FLASH 卡 FLASH 卡上的内容必须一致 链接过程中主 CPU 上的用户程序块 OBs FCs DBs SDBs 从装载存储器和主存储 器中被复制到热备CPU 下面的情况例外 如果装载存储器模板是 FLASH 卡 则只有主 存储器中的功能块被复制
上述情况 主存储器空间的扩展 装载存储器空间的扩展 执行步骤见下面章节 注意
如果用户已经改动了热备CPU 上装载存储器的类型或者是热备 CPU 上的操作系统 则热 备CPU 不会切换到 RUN 模式 而是退回到 STOP 模式 并产生一个相对应的诊断缓冲 区输入
如果用户既没有扩大热备 CPU 上主存储器的空间 也没有扩大它的装载存储器空间 则 热备CPU 不会切换到 RUN 模式 而是退回到 STOP 模式 并产生一个相对应的诊断缓 冲区输入
主/热备 CPU 不能进行切换 原主 CPU 将继续保持 RUN 模式
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6.2.2 更新步骤
10. 增加所有限制条件 将执行延迟中断和通讯功能 所有 OB 继续执行 对被延迟的监视器中断 OB 块 不能保证和以前调用的程序等距离分布 注意
I/O 设备存储过程中断和诊断中断 如果这样的中断是由远程输入/输出站上的模板设置 的 当功能块被解除抑制后 会再次调用它们 如果这样的中断是由中央I/O 模板设置的 只有不再产生对此功能块的特殊中断请求 解除抑制后 它们才会全部被调用
如果PG/ES 请求主/热备 CPU 切换 则新的结果是原热备 CPU 变为主 CPU 原主 CPU 切换到STOP 模式 或者两个 CPU 都转为 RUN 模式 冗余模式 并且同步执行用户程 序
如果已经执行了主/热备切换工作 更新后的下一个周期 OB1 有它自己的标记符 请参 考S7-300/400 系统软件 系统和标准功能手册 组态发生变化后的其它特性见第 6.2.3 节
延迟的通知功能
SFCs SFBs 和操作系统服务功能列出各种触发信息 由此可以得到在每种情况下的所有 的被登录的参量 更新工作开始后 通知单功能延迟一段时间后给出
• SFC 17 ALARM_SQ SFC 18 ALARM_S SFC 107 ALARM_DQ SFC 108 ALARM_D
• SFC 52 WR_USMSG
• SFB 31 NOTIFY_8P SFB 33 ALARM SFB 34 ALARM_8 SFB 35 ALARM_8P SFB 36 NOTIFY SFB 37 AR_SEND
• 状态
• 系统诊断信息
从此时起 通过SFC 9 EN_MSG 和 SFC 10 DIS_MSG 进行的阻塞和发布事件指令 将得到一个负的返回值 并被拒收
派生工作的通讯功能
如果一个 CPU 接受下面列出的工作之一 则必然依次产生通讯工作 并把这些信息传送 到其它模板 例如 使用这些指令去读或写来自或发送到远程输入/输出站的参量数据记 录 在更新工作完成前 上述工作将被拒绝
• 通过O M 功能读/写数据记录
• 通过SSL 信息读数据记录
• 阻塞和释放信息
• 进行信息登录和取消信息登录
• 确认信息
注意
通过WinCC 系统记录最后 3 个功能 并且当更新工作完成后自动地重复进行
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6.2.3 切换到已修正配置后的 CPU
如果是从STEP 7 上利用可选项 切换到已修改配置的 CPU 将触发链接和更新工作 其 行为与处理存储器内容是不一样的
载装载存储器
主CPU 不会将装载存储器中的内容复制到热备 CPU 上 工作存储器
从主CPU 上的主存储器中将下列组件内容传送到热备 CPU
• 在两个装载存储器中 具有相同接口时间标记以及 Read Only 只读 和 断开 属性没有设置的所有数据块中的内容
• 主CPU 中由 SFC 产生的数据块
热备CPU 中由 SFC 产生的 DB 块被复位
如果具有相同号码的数据块也包含在热备CPU 的装载存储器中 链接工作会被中断 并输入诊断缓冲区
• 过程映像 定时器 计数器和存储器标识符
• 过程映像 定时器 计数器和存储器标识符