西门子冗余系统指南.pdf

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1、 西门子冗余系统指南西门子冗余系统指南 Siemens redundancy system introduction 使用入门使用入门 Edition(2008 年年1 月月) 摘摘 要要 本文主要介绍了 SIMATIC H 系统的基本组成，S7-400H 硬件冗余原理、S7-400H 的硬件组态、S7-400H 的系统通讯、S7-400H 系统的 H-CIR 功能、S7-400H 的系统信息及诊断、冗余 IO 的实现以及软件冗余的原理和配置等。关键词关键词 S7-400H，通讯，H-CIR，诊断，冗余 IO，软件冗余 Key Words S7-400H，communication，H-CIR

2、，diagnoise，redundant IO，soft redundancy A&D Service&Support Page 2-127 目目 录录 西门子冗余系统指南.1 第一章SIMATIC H系统介绍.4 1.1 SIMATIC H系统发展的历史.4 1.2 故障率的计算方法.6 1.3 SIMATIC H系统的优点及应用领域.9 第二章 S7-400 H硬件组态.16 2.1 例子所需硬件和软件.16 2.2 硬件安装.16 2.3 使用STEP 7 进行组态.17 2.4 存储器复位.26 2.5 STEP7 程序下装.26 第三章S7-400H系统通讯.28 3.1 S7-40

3、0H与S7-400H之间的通讯.28 3.2 S7-400H与标准CPU之间的通讯.40 3.3 H系统与WinCC的通讯.45 3.4 OP与S7-400H的连接的解决方案.64 第四章S7-400H系统的H-CIR功能.69 4.1 使用H-CIR功能前的几点说明.69 4.2 H-CIR功能原理.69 4.3 H-CIR功能举例(STEP V5.3 SP2 以下).70 4.4 H-CIR功能举例(STEP V5.3 SP2 及以上版本).75 第五章S7-400H系统信息及诊断.79 5.1 利用SFC51(SSL-ID W#16#xy71)读出H系统信息.79 5.2 利用SFC51

4、(SSL-ID W#16#xy75)读出H系统可切换DP从站的信息.82 5.3 利用SFC87 读出冗余连接状态信息.83 5.4 利用SFC90 控制H系统的连接状态和检测.85 5.5 利用FC125 监控DP从站工作状态.86 5.6 利用OB块诊断S7-400H系统.89 第六章 冗余I/O.91 6.1 冗余I/O的定义.91 6.2 冗余I/O配置.91 6.3“I/O冗余”库函数及使用.94 6.4 冗余I/O 的硬件安装和配置.95 6.5 冗余信号模板类型及型号.96 6.6 冗余 I/O参数设置及配置方式.97 6.7 模板的去钝化.102 6.8 编程顺序和例程.104

5、 6.9 编 程.108 6.10 SIMATIC PCS7 MTA(Marshalled Termination Assemblies).109 第七章 软件冗余的原理和配置.110 7.1 软件冗余基本信息介绍.110 7.2 软件冗余系统的调试过程.115 A&D Service&Support Page 3-127 第一章第一章 SIMATIC H 系统介绍系统介绍 1.1 SIMATIC H 系统发展的历史系统发展的历史 1.1.1 H 系统的定义系统的定义 在现代工业的各个领域，要求拥有一种能够满足经济、环保、节能的高度自动化系统，同时，具有冗余及故障安全功能的可编程控制器是针对最

6、高等级的控制需求。H(高可靠性)系统，通过将发生中断的单元自动切换到备用单元的方法实现系统的不中断工作，H 系统通过部件的冗余实现系统的高可靠性。F（故障安全）系统，通过将发生中断的系统切换到安全状态（通常为停车）来避免造成对生命、环境和原材料的破坏。FH 或 HF（故障安全和高可靠性）系统，通过将发生故障的通道关闭，保证系统无扰动运行。S7-400H 是西门子提供的最新冗余 PLC。由于他是 SIMATIC S7 家族的一员，这意味S7-400H 拥有所有 SIMATIC S7 具有的先进性。1.1.2 SIMATIC H 系统的发展系统的发展 西门子 SIMATIC H 产品发展列表：19

7、86：S5-150H 带串行数据传输。1987：S5-150H 带并行数据传输。1990：S5-155H 带 CPU946R/947R。1991：S5-115H 带 CPU942H。1992：S5-155H 新功能（支持 2-OO-3 数字和模拟输入）。1994：S5-155H 带 CPU948R 和新功能。1997?四月：分离机架 S5-155H。?九月：S5-155H Lite 版本。1998?一月：IM153-3 连接 S5-115H,155H 和 S7 软冗余。?五月：S7 软冗余。?七月：S7-400 冗余电源。?十二月：带 CPU417H 的 S7-400H 系统 Beta 版发布

8、。1999?五月：带 CPU417H 的 S7-400H 系统全面发布。2000?八月：H-CPU 在 S7-400F 中使用。A&D Service&Support Page 4-127 ?十二月：带 CPU414H 的 S7-400H 系统全面发布。2001?二月：Y-Link 连接单通道 DP-Slaves。2003?一月：支持冗余 DI/DO AI/AO 模件。2004 新 CPU?十二月：V4 CPU 414-4H/417-4H 全面发布。?程序执行性能增加?CPU414-4H 大约为原 CPU 的 1.5 倍?CPU417-4H 大约为原 CPU 的 2.5 倍?更多的内存?CPU

9、414-4H 集成 1.4MByte?CPU417-4H 集成 20MByte?更高的稳定性 内存带有自动错误探查和修复（EDC）?同步电缆长度增加?以前 500m?短距离同步模件最长 10m?长距离同步模件最长 10Km 2005?二月：在 S7-400F 系统中使用 H-CPU V4。2007 十月：V4.5 CPU 414-4H、417-4H 全面发布?工作内存增大 CPU414-4H 集成 2.8M Byte CPU417-4H 集成 30M byte?执行速度加快 CPU414-4H 大约为原来的 1.33 倍 CPU417-4H 大约为原来的 1.4 倍?新增一款 V4.5 412

10、-3H CPU 集成 768K 内存 A&D Service&Support Page 5-127 1.2 故障率的计算方法故障率的计算方法 系统发生故障的频率和时间的关系可以用浴盆曲线来表达，如图 1-1 所示。1.2.1 浴盆曲线原理浴盆曲线原理 故障频率 常数A&D Service&Support Page 6-127 图 1-1 浴盆曲线 从该曲线可以看出，系统故障率在系统早期投用和晚期老化后的故障率较高，而在使用中间段时随机故障率相对恒定。1.2.2 故障率计算公式故障率计算公式 C=在考虑的时间范围 t 内，发生故障的部件数 N=整个使用的部件数 t=考虑的时间范围 1.2.3 平

11、均无故障时间平均无故障时间 MTBF MTBF=1/1.2.4 可靠性计算公式可靠性计算公式 c.t早期故障 磨损故障 随机故障 t AS=MTBF/(MTBF+MDT)MDT=平均故障时间（或 MTTR=平均修复时间）举例：?MTBF=100h，MDT=0.5h-?A=99.5%!?MTBF=1year，MDT=24h-?A=99.7%因此，考虑系统的可靠性需同时考虑 MTBF 和 MDT。1.2.5 如何增加系统的可靠性如何增加系统的可靠性 从可靠性公式中可以看出，增加系统的可靠性可以从提高 MTBF 和降低 MDT 两个方面进行。1.2.5.1 增加系统的稳定性增加系统的稳定性 增加稳定

12、性，可从如下环节考虑：?设备生产商?使用高质量部件?使用具有更高标准的部件?预烧?抗过载保护?质量控制?冗余?工厂设计人员?网络结构?冗余安装?符合安装条件需要?在合适的环境条件下使用?工厂操作人员?维护?快速故障诊断?自动故障诊断和定位（自测试）?具有诊断功能?诊断工具的稳定性?训练有素的维护人员?快速修复 A&D Service&Support Page 7-127 ?系统不停机情况下修复（在线修复）?修复工程容易?快速备件发送?训练有素的专业人员 1.2.5.2 整个系统的整个系统的 MTBF 对于串行系统而言，系统故障发生率是各部件故障发生率之和，如图 1-2 所示。举例：1 23 M

13、TBF1 MTBF2MTBF3 1 A&D Service&Support Page 8-127 图 1-2 串行系统的 MTBF 可见部件越多 MTBF 时间越小。SIMATIC H 系统的平均无故障时间：CPU:15 年 IO 模件：50 年 平均修复时间:大约 4 小时，对于工厂设计通常 10 年进行一次大修，更换部件。注：MTBF 的计算方法没有一个确定的标准，各个产品生产商的计算方法不同。MTBFsys MTBF1MTBF2MTBF3 111=+1MTBFsys=1+2+3 1.2.5.3 故障容错性比较故障容错性比较 对于单机操作和冗余操作方式下的 H 系统故障容错性比较，如图 1

14、-3 所示：图 1-3a 图 1-3b 图 1-3c 以单机操作的系数为 1，那么安装与 H-RACK 机架上（2X9 槽，中间物理分隔）的 H 系统可靠性提高 57 倍，如果 H 系统分别安装于完全分开的机架，例如普通九槽机架，可靠性将提高 59 倍。1.3 SIMATIC H 系统的优点及应用领域系统的优点及应用领域 1.3.1 冗余系统的目的冗余系统的目的 使用冗余系统的目标是减少因一个错误或系统维护而导致的产品损失。停车成本越高，越值得采用冗余系统。通常投资冗余系统较高的费用会因避免的产品损失而很快地返还。软冗余：A&D Service&Support Page 9-127 在许多应用

15、场合，对于工厂单元的冗余质量和控制范围并不完全必要使用一个专用的冗余系统来执行，例如切换时间较长或丢失部分信息，但并不影响控制过程。通常来说，简单的软冗余机制就可将因一个错误事件导致的故障控制过程切换到一个备用系统上而继续进行。利用可选软件包“SIMATIC S7 Software Redundancy”软冗余可在 S7-300 和 S7-400 标准系统中运行。这样配置的软冗余系统可用于能够容忍切换延迟在秒级的控制过程，例如：水厂工作、水处理或交通控制。冗余 I/O：当两个单独的模块被组态并以冗余对方式使用时，则采用冗余 I/O。这种方式能够得到最高的可靠性，因为系统可以忍受单个 CPU 和

16、单个信号模件发生故障。冗余 I/O 是通过使用功能块库“function I/O redundancy”来执行的。这些功能块只能在 S7-400H 系统中使用。H 系统的优点：系统的优点：避免由于单个 CPU 故障造成系统瘫痪，无扰动切换，不会丢失任何信息。需要 H 系统高可靠性的原因：?处理贵重原料?停车或不合格产品的成本昂贵?控制系统瘫痪导致重新开车的费用高?无需监视和维护人员的操作场合 1.3.2 H 系统的工业应用领域系统的工业应用领域 S7-400H 系统是用于高程度的可靠性和容错能力的场合，例如：能源开采和配送（石油、天然气、电力）?电力?管输?离岸?区域加热系统 化学制品、电力化

17、工、石化和采矿工业 环保工程?水处理?垃圾焚化 纸浆和造纸 钢铁 食品和包装 玻璃工业 半导体工业（应用）交通 A&D Service&Support Page 10-127 ?隧道自动化?海底隧道自动化 机场?跑道照明?行李输运 1.3.3 S7-400H 系统的架构系统的架构 S7-400H 系统的冗余结构确保了任何时候的系统可靠性，例如所有的重要部件都是冗余配置。这包括了冗余的 CPU、供电模件和用于冗余 CPU 通信的同步模块。根据特定的自动化控制过程需要，还可以配置冗余客户服务器、冗余通讯介质、冗余接口模件 IM153-2 等，如图 1-4 所示。A&D Service&Suppor

18、t Page 11-127 图 1-4 S7-400H 的冗余架构 1.3.4 SIMATIC S7-400H 系统受益于用户系统受益于用户 对于用户来说，可以将 H 系统作为普通的系统，因为 H 系统具有 隐藏的冗余性?通明的编程（与非冗余系统编程方法一致）?标准的系统参数化 管理级 PC 网络网络/终端总线终端总线 过程级 现场级 ET 200M 以太网以太网客户机客户机 并行冗余并行冗余 服务器服务器 并行冗余并行冗余 With archive-matching 高可靠性高可靠性 通信通信 介质冗余介质冗余 H CPUs 软冗余软冗余 热备份热备份 暖备份暖备份 冗余冗余 power s

19、upply冗余冗余 冗余冗余 PROFIBUS IM 153 ?标准的处理方法 S7-400H 系统可无限制使用所有的 SIMATIC 编程语言，并可作为 F 和 FH 系统的平台。1.3.5 冗余原理冗余原理 S7-400H 系统中两个 CPU 同时工作，CPU 没有切换时间。I/O 为 2OO2 主动冗余，同时工作。1.3.5.1 S7-400H 系统亮点系统亮点 1.平滑的主从切换 2.自动事件同步 3.集成的错误识别和错误定位功能 4.操作期间可对系统进行修改 5.类似标准 CPU 的在线编程 6.下载程序时，只考虑单个 CPU，程序可自动拷贝到另一个 CPU 中。7.CPU 修复后自

20、动再进入。8.运行中所有部件可更换。1.3.5.2 无扰动主从切换无扰动主从切换?CPU 无切换时间?IM153 切换时间参考 PROFIBUS 参数?切换期间输出保持?切换期间无信息或报警/中断丢失。CPU 切换条件标准 主站故障（供电、机架、CPU）DP 链或 DP 从站接口模件故障都不会强制 CPU 切换。1.3.5.3 同步原理同步原理 H 系统采用西门子专利的事件同步方式进行同步。保证同步的有效性的同时又不会增加 CPU的运算负担。同步事件包括：?过程映象区更新?I/O 直接访问?中断、报警?更新计时器?使用通讯功能时的数据改变 A&D Service&Support Page 12

21、-127 这种同步方式给客户带来的好处：?用户不用考虑怎样实现同步?无命令限制?从标准 CPU 到高可靠性 CPU 用户程序容易移植 无扰动切换?无信息丢失?无报警/中断丢失 1.3.5.4 全面的自测试功能全面的自测试功能 SIMATIC H 系统的自测试功能处理的范围包括：CPU、内存、同步连接。测试形式：1.H 系统启动时的自测试?完全的测试 2.循环模式的自测试?作为背景任务永久执行?在指定范围时间内完成（缺省 90 分钟），如图 1-5 所示：图 1-5 设置 H 系统自检测参数 A&D Service&Support Page 13-127 1.3.5.5 在线编程在线编程 S7-

22、400H 系统可以在线进行编程修改。与标准系统的在线修改一样，修改后的程序被下载到连接的 CPU 中，通过光纤同步模块将程序传输到另一个 CPU 中。可以通过 MPI、PROFIBUS 或 Ethernet 接口在线修改程序。1.3.5.6 在线修改系统参数及添加、删除硬件功能（在线修改系统参数及添加、删除硬件功能（H-CIR）在 S7-400H 系统运行中可以在线修改系统参数、添加、删除硬件，可在线修改的范围包括：CPU 内存组态 添加或删除：?中央 I/O 或 CP?DP 从站?PA 接口和 PA 从站?Y-Link 和其从站?模块化 DP 从站中模件 CPU 参数（蓝色标注的参数可修改）

23、1.3.5.7 模件更换模件更换 运行模式下可添加和删除的模件：?I/O 和 CP?同步模件?冗余 IM153-2?冗余电源 在停电状态下能够替换的冗余部件：?标准电源?中央 IM?CP PROFIBUS?CPU(更换后可自动更新程序和数据)1.3.5.8 备份备份 CPU 与主与主 CPU 同步建立的过程同步建立的过程 CPU 故障后，替换的备份 CPU 与主 CPU 同步连接自动建立，备份 CPU 发出 Link-up请求，主站在禁止删除、拷贝和生成块功能后将所有数据发送给备份 CPU。备份 CPU 执行自测试，然后向主站发出更新请求。主站在终止已组态连接的通讯和禁止低级别的报警后，拷贝动

24、态数据给备份 CPU。主站运行用户程序，在禁止所有报警和中断后向已 Link-up 的备A&D Service&Support Page 14-127 份 CPU 发送上次更新后发生改变的动态数据。备份 CPU 接收主 CPU 的输入、输出、定时器、计数器和内存位信息，主 CPU 使能报警/中断和通讯，主、备 CPU 进入到冗余、同步操作过程。同步连接的建立如图 1-6 所示：A&D Service&Support Page 15-127 主主CPU 备份备份CPU1 图 1-6 备份备份CPU请求请求 link-up 主主CPU拷贝所有数据到从站拷贝所有数据到从站 单独运行模式单独运行模式

25、停止停止 执行例行控制执行例行控制 和自测试和自测试 CPU 1请求更新请求更新 关闭关闭 删除、拷贝和建功能块删除、拷贝和建功能块 功能功能 终止已组态连接的通讯终止已组态连接的通讯.禁止低级别的报警禁止低级别的报警 主主CPU拷贝所有数据拷贝所有数据 用户程序 操作站 从上次更新后发生改变的动态数据 输入、输出、定时器、计数器和内存位备份备份CPU (lilnk-p)使能报警使能报警/中断和通讯中断和通讯 主主CPU 同步，开始冗余操作同步，开始冗余操作 禁止所有报警和中断禁止所有报警和中断 第二章第二章 S7-400 H 硬件组态硬件组态 以例子的形式介绍 S7-400H 系统的组态过程

26、 2.1 例子所需硬件和软件例子所需硬件和软件 硬件：一套 S7-400H PLC，包括(1)1 个安装机架 UR2-H(2)2 个电源模板 PS 407 10A(3)2 个容错 CPU，CPU414-4H 或 CPU 417-4H(4)4 个同步子模板(5)2 根光缆 一个 ET200M 分布式 I/O 设备，包括(6)2 个 IM 153-2(7)1 个数字量输入模板(8)1 个数字量输出模板 必备的附件，如 PROFIBUS 屏蔽电缆及网络连接器等。软件：STEP 7 V5.3 SP2 标准版(已集成冗余选件包)或更高版本。2.2 硬件安装硬件安装（1）设置机架号 CPU V3 版本，通

27、过同步子模板上的开关设置；CPU V4 版本，通过 CPU 背板上的开关设置；CPU 通电后此机架号生效。（2）将同步子模板插到 CPU 板中。（3）连接同步光缆 将两个位于上部的同步子模板相连；将两个位于下部的同步子模板相连；在打开电源或启动系统之前要确保 CPU 的同步光缆已经连接。同步光纤的连接如图 21 所示：A&D Service&Support Page 16-127 图21 S7-400H 同步光纤的连接（4）组态分布式 I/O 站 ET200M，使其作为具有切换功能的 DP 从站。（5）将编程器连到第一个容错 CPU（CPU0）上，此 CPU 为 S7-400H 的主 CPU。

28、（6）通电后 CPU 自检查 CPU 第一次通电时，将执行一次 RAM 检测工作，约需 3 分钟。这段时间内 CPU 不接收通过 MPI 接口来的数据，并且 STOP LED 灯闪烁。如果有备用电池，再次通电时不再做此项检查工作。（7）启动 CPU 装入程序后执行一个热启动操作：首先启动主 CPU，然后启动热备 CPU。2.3 使用使用STEP 7 进行组态进行组态2.3.1 创建项目组态创建项目组态 S7-400H 在 STEP7 中新建一个项目，在 Insert 菜单下的 Station 选项中选择 SIMATIC H Station，添加一个新的 S7-400H 的站，如图 22 所示：

29、A&D Service&Support Page 17-127 图 22 创建项目和添加 S7-400H 站 2.3.2 配置硬件配置硬件（1）在S7-400H站目录下双击Hardware打开硬件配置。（2）添加一个 UR2 H 机架，如图 23 所示：图23 添加UR2H机架 A&D Service&Support Page 18-127 （3）配置电源和CPU，并设定CPU上PROFIBUS DP主站的地址，本例为2，如图24所示：图24 添加S7-400H CPU（4）添加同步子模板到IF1和IF2槽位上。（5）添加以太网网卡并配置MAC网络地址，如图25所示：图25 配置以太网模板CP

30、443-1 只有以太网可以与 HMI 系统 WINCC 通信。A&D Service&Support Page 19-127 (6)将机架 0 的硬件配置拷贝，粘贴，复制机架 1 并调整网络参数，如：以太网的 MAC 地址等，在硬件组态中出现两个机架，如 26 所示：图26 S7-400H的硬件配置图 2.3.3 系统参数设置系统参数设置 容错站中的模板参数赋值与 S7-400 标准站中的模板参数赋值没有什么区别。对于中央处理器单元只需对 CPU0（机架 0 上的 CPU）设定 CPU 参数，所设定的数值将自动分配给 CPU1（机架 1 上的 CPU）。除以下参数外 CPU1 的设置不能更改：

31、?CPU 的 MPI 地址?集成 PROFIBUS DP 接口的站地址和诊断地址?I/O 地址区中的模板 在 I/O 地址区编址的模板必须完全在过程映象内或完全在过程映象外，否则不能保证数据的一致性。CPU 参数设置(1)点击 Cycle/Clock memory（循环/时钟存储器)”选项栏，如图 27 所示，设置 CPU 循环处理参数。建议设置:A&D Service&Support Page 20-127 扫描循环监视时间尽可能长（例如 6000 ms）过程输入映象尽可能小（稍大于实际使用的输入点数）过程输出映象尽可能小（稍大于实际使用的输出点数）出现 I/O 访问错误时调用 OB 85：

32、只对于输入错误和输出错误 图27“Cyclic/Clock Memory”参数配置（2)设置诊断缓冲区中的报文数量 在“Diagnostics/Clock（诊断/时钟）”选项栏中可以设置诊断缓冲区的报文数量 建议设定较大数值，例如：1000。（3）模块的监控时间 在“Startup（启动）”选项栏中，可以指定模块监视时间，它取决于容错站的配置。如果监视时间太短，CPU 将在诊断缓冲区中输入 W#16#6547 事件。参数的传输时间取决于以下因素：?总线系统的传输速率（传输速率高=传输时间短）?参数和系统数据块的大小（参数长=传输时间长）?总线系统上的负载（从站多=传输时间长）建议设置：600（

33、对应于 60 秒）(4)CPU 自检周期 A&D Service&Support Page 21-127 在“H Parameter（冗余系统参数）”选项栏中，配置 CPU 后台自检的周期。可选范围为 10 分钟到 60000 分钟。建议设置：使用缺省值 90 分钟，如图 28 所示：图28“H Parameter”参数配置 2.3.4 配置配置 ET200M 站站(1)点击 DP 总线“master:DP master system(1)”,在硬件目录 PROFIBUS DP 下，选择一个IM153-2 的站点，双击添加一个 ET200M 站。(2)设定 ET200M 站的地址。(3)在 E

34、T200M 站上添加 I/O 模块。从站配置后的如图 29 所示：A&D Service&Support Page 22-127 图29 配置ET200M站 2.3.5 配置配置 Y-Link 耦合器耦合器（1）点击 DP 总线“master:DP master system(1)”，在硬件目录的 DP/PA Link 下选择IM157，并双击添加一个站。（2）设定 Y-Link 的站地址（3）选择将 Y-Link 设置为一个 DP/DP 耦合器或 DP/PA 耦合器如图 210 所示：图210 选择Y-Link的类型（4）在Y-Link后的PROFIBUS总线上添加单一总线接口的从站站点，如

35、：Masterdrive等。组态完成的界面如图211所示：A&D Service&Support Page 23-127 图211 Y-Link配置图 注意：在修改硬件配置后或退出 HW Config 之前一定要进行编译。2.3.6 添加错误诊断添加错误诊断 OB 块块 以下错误 OB 块必须装入 S7-400H 的 CPU 中，OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、OB121 和 OB 122。如果没有装载这些 OB，H 系统 在出现错误时可能会进入 STOP 状态，这些 OB 块另一个功能可以对事件信息进行诊断，OB 块的诊断功能见表 2

36、1 所示。表 21 H 系统 OB 块的上面 OB no.故障/出错类型 故障原因 操作系统的响应 故障指示灯OB70 I/O 冗余故障 PROFIBUS DP 冗余故障 PROFIBUS DP 切换 OB 70 调用 如果没有装载 OB CPU不会进入 STOP 方式 OB72 CPU 冗余故障 CPU 冗余故障 主从切换 同步故障 同步模块故障 更新取消 校验错误(例如 RAM,PIQ)OB 72 调用 如果没有装载 OB CPU进入 STOP 方式 A&D Service&Support Page 24-127 OB80 定时错误 用户程序 OB1 和所有中断以及出错 OB 超过规定最大

37、循环时间 OB 请求出错 起始信息缓冲区溢出 时间出错中断 INTF指示灯亮直到故障被清除 OB 80 调用 如果没有装载 OB CPU 进入 STOP 方式 INTF OB82 诊断中断 具有中断能力的一个 I/O 模板报告一个诊断中断 OB 82 调用 如果没有装载 OB CPU进入 STOP 方式 EXTF OB83 插/拔中断 插入一个电源模板或拔出一个电源模板并插入一个不正确的模板类型，如果在缺省参数设置的 CPU 处于 STOP 方式时只拔出所插入的电源模板，EXTF 指示灯不亮，如果没有再插入电源模板指示灯将闪亮 OB 83 调用 如果没有装载 OB CPU进入 STOP 方式

38、EXTF 调用了优化级但没有相应的 OB 对于 SFB 调用背景数据块丢失或故障 INTF OB85 优先级错误 在过程映象更新过程中出错 OB 85 调用 如果没有装载 OB CPU进入 STOP 方式 EXTF OB86 机架/站故障 扩展机架中的电源故障 DP 线路故障 耦合线路故障，接口模板丢失或故障线路中断 OB 86 调用 如果没有装载 OB CPU进入 STOP 方式 EXTF OB87 通讯错误 状态信息不能被输入到数据块中 不正确的帧标识符 帧长度出错 非法的全局标识号 数据块访问出错 OB 87 调用 如果没有装载 OB CPU进入 STOP 方式 INTF A&D Ser

39、vice&Support Page 25-127 OB88 取消处理 一个程序块的处理被取消取消的可能原因是 嵌套深度太深 主站控制继电器嵌套深度太深 同步故障嵌套深度太深 块调用 i 栈嵌套深度太深 块调用 b 栈嵌套深度太深 本地数据分配出错 未知指令 带有名称的子指令超出块范围 OB 88 调用如果没有装载 OB CPU 进入 STOP 方式 INTF OB121 编程错误 用户程序中的机器代码出错 BCD 转换错误 范围长度出错 范围出错 调整出错 写出错 计时器编号出错 计数器编号出错 块编号出错 块未装入 OB 121 调用 如果没有装载 OB CPU进入 STOP 方式 INTF

40、 OB122 存取出错 模板故障 SM FM CP EXTF 指示灯亮直到故障被清除 EXTF 2.4 存储器复位存储器复位 下载用户程序前最好将存储器复位，步骤如下：（1）设置模式选择器至 STOP 设置 结果：STOP 指示灯亮（2）设置模式选择器到 MRES 位置并保持 结果：STOP 指示灯将熄灭 1 秒钟亮 1 秒钟，然后保持点亮状态。（3）将模式选择器置于 STOP 位置，然后在接下来的 3 秒内拨至 MRES，然后再拨回STOP 位置 结果：STOP 指示灯以 2 Hz 至少闪亮 3 秒钟，执行存储器复位然后持续点亮。2.5 STEP7 程序下装程序下装（1）点击 SIMATIC

41、 MANAGER-OPTION-SET PG/PC,选择相应的通讯接口。A&D Service&Support Page 26-127 （2）在 SIMATIC MANAGER-PLC 下选择“Download”将用户程序装入 CPU0 中。在同步连接建立后，CPU0 中的用户程序通过同步光纤自动传送到备份 CPU1 中。（3）将模式选择器开关拨到 RUN-P 位置启动 S7-400H。首先启动 CPU0，然后启动CPU1。结果 CPU0 作为主 CPU 启动，CPU1 作为热备 CPU 启动。在热备 CPU 建立同步链接并更新缓存区数据后，S7-400H 转换到冗余工作方式并执行用户程序。A

42、&D Service&Support Page 27-127 第三章第三章 S7-400H 系统通讯系统通讯 3.1 S7-400H 与与 S7-400H 之间的通讯之间的通讯 3.1.1 H 系统之间的通讯链路系统之间的通讯链路 冗余通讯增强互连系统之间可用性最简单的办法是采用冗余系统网络，当一条网络链路损坏时，系统可自动切换到另外一条网络链路。其网络的连接可以根据需要组成如下不同的网络结构。(1)在 H 系统的每个机架上分别插入 1 块 CP443-1 组成双以太网，如下图 3-1 所示：图 3-1 H 系统双以太网结构(一)(2)在 H 系统的每个机架上分别插入 2 块 CP443-1

43、组成双以太网，如图 3-2 所示：A&D Service&Support Page 28-127 图 3-2 H 系统双以太网结构(二)(3)在 H 系统的每个机架上分别插入 1 块 CP443-1 组成单以太网,如图 3-3 所示：A&D Service&Support Page 29-127 图 3-3 H 系统以太网结构(三)(4)在 H 系统的每个机架上分别插入 1 块 CP443-1 组成以太环网,如图 3-4 所示：A&D Service&Support Page 30-127 图 3-4 H 系统以太网结构(四)(5)在 H 系统的每个机架上分别插入 1 块 CP443-1 组成

44、以太双环网,如图 3-5 所示：图 3-5 H 系统以太网结构(五)A&D Service&Support Page 31-127 (6)在 H 系统的每个机架上分别插入 2 块 CP443-1 组成双以太双环网,如图 3-6 所示：图 3-6 H 系统以太网结构(六)3.1.2 H 系统之间的通讯配置系统之间的通讯配置 以图 3-4 为例，即 H 系统的每个机架上分别插入 1 块 CP443-1 组成以太环网，来介绍 H 系统的通讯配置。(1)运行 SIMATIC Manager 来创建一个新的项目,示例中为 400H-COM。插入一个新的 H站。示例中将其命名为 417h，如图 3-7 所

45、示。A&D Service&Support Page 32-127 图3-7 建立417h站 (2)通过双击硬件或使用右键弹出菜单,打开 417h的硬件组态（HW Config），根据实际硬件进行组态。如图3-8所示。A&D Service&Support Page 33-127 图3-8 417h站的硬件组态(3)通过分别右击CP443-1和CP443-1(1)“Object properties”来建立以太网,并配置CP443-1属性,如图3-9所示:A&D Service&Support Page 34-127 图3-9 建立以太网并配置CP443-1属性 (4)组态完毕后，可进行编译并

46、通过MPI或以太网下装到CPU中。(5)通过如上步骤建立第二个冗余站417h-b。(6)H 系统的网络组态 在 417-4h 和 417h-b 组态完毕之后，则可进入网络组态。通过点击”Configure Network”图标进入网络组态界面。选择 417h 的 CPU,并在下栏的网络连接里点击鼠标右键插入新的连接“S7 Connection fault tolerant”连结，如图 3-11 所示。A&D Service&Support Page 35-127 图3-11建立网络连接 这样 H 系统之间就建立了共 4 条通讯链路，如图 3-12-所示。A&D Service&Support

47、Page 36-127 图3-12 H系统之间4条通讯链路 (7)存盘编辑网络连接，如图 3-13 所示：A&D Service&Support Page 37-127 图 3-13 存盘编辑网络连接 (8)分别下载417h站和417hb的网络连接，如图3-14所示：图 3-14 分别下载 417h 站和 417hb 的网络连接 A&D Service&Support Page 38-127 3.1.3 H 系统通讯功能块的调用系统通讯功能块的调用 H 系统之间可以通过 BSEND/BRCV 实现通讯数据之间安全的数据传送，也可以通过USEND/URCV 实现通讯数据之间快速的、无确认的数据传

48、送,用 PUT/GET 亦可实现只在单边编程就可以读/写通讯对象的数据.以下系统功能和功能块可以适用于 H 系统之间的通讯。(1)传送和接收功能 SFB 8 USEND 向通讯对象发送数据(无确认.)SFB 9 URCV 从通讯对象接收数据(无确认)SFB 12 BSEND 向通讯对象发送数据(有确认)SFB 13 BRCV 从通讯对象接收数据(有确认)SFB 14 GET 从通讯对象读取数据 SFB 15 PUT 向通讯对象写数据(2)控制功能 SFB 19 START 使通讯对象重启 SFB 20 STOP 使通讯对象停止 SFB 21 RESUME 使通讯对象继续工作(3)监控功能 SF

49、B 22 STATUS 提供通讯对象的工作状态 SFB 23 USTATUS 接收通讯对象的工作状态(4)查询功能 SFC 62 CONTROL 查询连接的状态 以 BSEND/BRCV 为例，简单介绍 H 系统之间的数据交换。在 417H 站中调用 SFB12 CALL BSEND,DB12 REQ :=M10.0 R :=M10.1 ID :=W#16#1 R_ID :=DW#16#1 DONE :=M1.0 ERROR:=M1.1 STATUS:=MW20 SD_1 :=IB0 LEN :=MW8 在 417H-B 站中调用 SFB13 CALL BRCV,DB12 EN_R :=M10

50、0.0 ID :=W#16#1 R_ID :=DW#16#1 NDR :=M20.0 ERROR:=M20.1 STATUS:=MW22 RD_1 :=QB0 LEN :=MW0 参数描述如下：REQ：沿触发。A&D Service&Support Page 39-127 EN_R：为 1 时接收 R_ID：区分双字，用于与同一连接其他块区分，发送与接收必须一致。SD_I、RD_I：发送区与接收区。ERROR：错误位。STATUS：通讯状态字。这样，417h 站 IB0 的数据就可以传送到 417hb 站的 QB0。3.2 S7-400H 与标准与标准 CPU 之间的通讯之间的通讯 3.2.1