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西门子S7-1500R冗余系统组态过程

发布时间:2019-08-24 来源:众智博远

S7-1500R 冗余系统具体的组态过程。组态包括两个 CPU 1515R‑2 PN 和两个 IO 设备(ET 200MP 和 ET 200SP)。

要求

组态假定:

  • 已设置 PG/PC 的 IP 地址。

1.创建项目和 R-CPU

  1. 在 STEP 7 中创建新项目。为项目命名。

  2. 从网络视图硬件目录中的硬件配置中选择 CPU 1515R-2 PN。

  3. 将 CPU 拖放到网络视图的任务窗口中。

结果:STEP 7 会自动创建冗余系统的两个 1515R-2 PN CPU。这两个 CPU 将以图形方式显示在 STEP 7 的网络视图中。



提示

从硬件配置中删除 CPU。

仅可成对删除两个 CPU。



 
图片: 在网络视图中显示 CPU

  1. 在设备视图中打开 CPU。在设备视图中,一个 CPU 和二个 CPU 均位于插槽 1 中。位于 CPU 左侧的插槽 0 是为系统电源 (PS) 预留的。

  2. 在“属性”(Properties) 中指定一的 CPU 名称。

2.分配 IP 地址(设备 IP 地址)

STEP 7 会自动为 CPU 的每个 PROFINET 接口分配一个 IP 地址。用户也可手动分配 IP 地址。

对于各 CPU 的 PROFINET 接口 X1,IP 地址位于同一个子网中。

IP 地址将显示在 CPU 属性中“IP 协议”(IP protocol) 部分的“PROFINET 接口 [X1]”(PROFINET interface [X1]) 区域内。

 
图片: IP 地址

冗余 ID

在 STEP 7 项目树中,这两个 CPU 将分别显示在冗余系统中各自的树中:

 
图片: 项目树中的冗余系统

在冗余系统中,每个 CPU 都有一个冗余 ID。在 STEP 7 中,通过冗余 ID 将项目树分配给实际的 CPU。两个 CPU 中顶端的 CPU 通常为冗余 ID 为“1”的 CPU。底部 CPU 的冗余 ID 为“2”。

如果 CPU 带有的硬件配置,同时用户更改了该 CPU 的冗余 ID,则还需更改该 CPU 的名称和 IP 地址。更多信息,请参见“冗余 ID”部分。

3.分配系统 IP 地址

除了各 CPU 的设备 IP 地址之外,还可为 S7‑1500R/H 冗余系统分配系统 IP 地址。

通过系统 IP 地址,可与其它设备(如,HMI 设备、CPU、PG/PC)进行通信。这些设备通常基于系统 IP 地址与冗余系统的主 CPU 进行数据通信。这样,可确保在冗余操作中原来的主 CPU 发生故障后,通信伙伴可在 RUN-Solo 系统状态下与新的主 CPU(之前的备用 CPU)进行数据通信。

按以下步骤两个 CPU 的 PROFINET 接口 X1 的系统 IP 地址:

  1. 在网络视图中,选择一个 CPU。在巡视窗口中,选择“属性”(Properties) 选项卡。

  2. 在区域导航中,选择区域“PROFINET 接口 [X1]”(PROFINET interface [X1]) 和“切换通信的系统 IP 地址”(System IP address for switched communication) 部分。

  3. 请确保接口 X1 选中复选框“启用切换通信的系统 IP 地址”(Enable the system IP address for switched communication)。在“IP 地址”(IP address) 字段中,应用或分配系统 IP 地址。
    子网掩码不能修改,且与 IP 协议的子网掩码相对应。

  4. 为系统 IP 地址应用或分配虚拟 MAC 地址。
    虚拟 MAC 地址的长度为 6 个字节。字节分配采用十六进制。



    提示

    虚拟 MAC 地址

    需确保以太网广播域中存储的所有 MAC 地址。特别是在包含由 VRRP 组成的第三方设备以及由多个 STEP 7 项目所组态的冗余系统组成的系统中。



  5. 另一个 CPU 将自动应用这些设置。

 
图片: 系统 IP 地址

有关系统 IP 地址的更多信息,请参见《通信功能手册》。

4.设置循环监视时间

STEP 7 会指定默认的小和大循环时间值。

默认值将显示在 CPU 属性的“循环”(Cycle) 区域中。



提示

尽可能将循环时间设为较大的值

尽可能选择过程允许的大循环时间。

  • 该循环时间还包含冗余操作中两个 CPU 进行同步的时间。

  • 系统状态进行 SYNCUP → RUN-Redundant 转换时,可能会导致循环时间临时增加。

如果只有一个 CPU 进行过程控制(RUN-Solo 系统状态),则循环时间明显低于冗余操作时所需的时间。



有关循环时间的更多信息,请参见功能手册《循环与响应时间》。

有关系统状态的信息,请参见“操作与系统状态”部分。

5.创建 IO 设备

示例中,将采用系统冗余 S2 的 IO 设备添加到 R-CPU 中。为此,请执行以下步骤:

  1. 切换到网络视图。

  2. 将接口模块 IM 155-5 PN HF 作为 IO 设备从硬件目录拖动到任务窗口。

  3. 将所需模块拖动到 IO 设备中的相应插槽中。

  4. 以同样的方法选择二个 IO 设备 IM 155-6 PN HF。

  5. 分配所需模块。

6.将 IO 设备分配给冗余系统

将 IO 设备分配给 S7-1500R/H 冗余系统时,应将每个 IO 设备连接到各 CPU。

为此,请执行以下步骤:

  1. 在 IM 155-5 PN HF 的 PROFINET 接口与左侧 CPU 的 PROFINET 接口 X1 之间拖放一条连线。

  2. 在 IM 155-5 PN HF 的 PROFINET 接口与右侧 CPU 的 PROFINET 接口 X1 之间拖放一条连线。

  3. 以同样的方法将二个 IO 设备 IM 155-6 PN HF 分配给两个 CPU。

结果:IO 设备连接到采用系统冗余的 S7‑1500R/H


图片: 采用系统冗余的网络视图中分配的 IO 设备

7.S7-1500R/H 冗余系统中 CPU 的 MRP 角色

在 STEP 7 中创建了 S7-1500R/H 冗余系统后,STEP 7 将自动为两个 CPU 的 PROFINET 接口 X1 分配 MRP 角色“管理员(自动)”(Manager (auto))。

8.在 STEP 7 中为环网中的其它设备定义 MRP 角色

要为环网中其它设备定义介质冗余,请按以下步骤操作:

  1. 在 STEP 7 的网络视图中,选择 S7-1500R/H 冗余系统内其中一个 CPU 的 PROFINET 接口 X1。

  2. 在巡视窗口中,浏览到“属性 > 常规 > 选项 > 介质冗余”(Properties > General > Advanced options > Media redundancy)。

  3. 单击“域设置”(Domain settings) 按钮。


    图片: S7‑1500R/H:MRP 角色“管理员(自动)”(Manager (auto))

    在巡视窗口中,STEP 7 将显示该 CPU 中 PROFINET 接口 X1 所在 MRP 域的特性。

  4. 在“设备”(Devices) 表的“MRP 角色”(MRP role) 列中,为其它所有设备分配 MRP 角色“客户端”(Client)。


    图片: S7-1500R/H:为环网设备分配 MRP 角色

9.在 STEP 7 项目外组态设备

将 STEP 7 以外该环网的各设备的 MRP 角色设置为“客户端”(Client)。
示例:例如,通过交换机的 Web 界面设置,为该交换机设置 MRP 角色“客户端”(Client)