Page 1
SIMATIC
前言，目录
容错可编程逻辑控制器
1
自动化系统
容错系统
手册
S7-400H
S7-400H
使用入门
安装
处于
S7-400H
耦合和同步
使用
通讯功能
使用
操作期间的组件故障及替换
操作期间修改系统
的安装选项
CPU 41x-H
Profibus DP
的系统和工作模式
S7-400H
STEP 7
上的
组态
模式的
I/O
S7--400H
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
该手册的订货号为
6ES7988-8HA11-8BA0
2004年12
A5E00447391-01
月版
同步模块
S7-400
技术规范
附录
词汇表，索引
周期和响应时间
13
14
15
Page 2
安全指南
!
!
!
本手册包括了保证人身安全及防止财产损失所应遵守的注意事项。在手册中与人身安全有关的注意事项用一
个安全警告符号高亮显示，而与财产损失有关的注意事项则没有安全警告符号。这些注意事项根据危险等级
标识如下。
危险
表示如果不采取适当的预防措施，将导致死亡或严重的人身伤害。
警告
表示如果不采取适当的预防措施，可能导致死亡或严重的人身伤害。
当心
带安全警告符号：表示如果不采取适当的预防措施，可能导致轻微的人身伤害。
当心
不带安全警告符号：表示如果不采取适当的预防措施，可能导致财产损失。
注意
表示如果忽略相关注意事项，可能会导致非预期的结果或状态。
合格人员
规定用法
!
商标
如果出现一个以上的危险等级，则将使用表示最高危险等级的警告注意事项。用安全警告符号警告造成人身
伤害的注意事项可能还包括与财产损失有关的警告。
必须按照该文档安装和使用该设备/系统。只有合格人员才允许调试和操作该设备。在本文档的安全注意事
项中，合格人员是指被授权按照既定安全惯例和标准，对线路、设备和系统进行调试、接地和标记的人员。
请注意如下事项：
警告
本设备及其部件只能用于产品目录或技术说明书中所描述的范畴，并且只能与由西门子公司认可或推荐的
第三方厂商提供的设备或部件一起使用。
只有正确地运输、保管、设置和安装本产品，并且按照推荐的方式操作和维护，产品才能正常、安全地运
行。
由标识的所有名称是西门子AG的注册商标。
本文档中的其它一些标志也是注册商标，如果任何第三方出于个人目的而使用，都会侵犯商标所有者的权
利。
Siemens AG 2004
未经明确的书面许可，不得复制、传播或使用本手册或所含
内容。违者应对造成的损失承担责任。保留所有权利，包括
实用新型或设计的专利许可权及注册权。
Siemens AG
Automation and Drives
Postfach 4848，D- 90327 Nuernberg
Siemens Aktiengesellschaft 6ES7988-8HA11-8BA0
保留所有权利
免责声明版权所有
我们已检查过本手册中的内容与所描述的硬件和软件相符。由
于差错在所难免，我们不能保证完全一致。我们会定期审查本
手册中的内容，并在后续版本中进行必要的更正。
Siemens AG 2004
技术数据如有改动，恕不另行通知。
Page 3
前言
手册用途
该手册提供有用的参考，包含
欲知安装和接线其它模块以安装
器，安装手册。
所需基本知识
自动化技术的常规知识对于理解该手册非常重要。
我们假设读者已经具备计算机或与PC类似设备的相当知识，例如，在操作系统
Windows 2000或XP
因此应该熟悉使用该软件。相关知识参见
尤其当在安全区域中操作
装
手册的有效性
该手册与下列组件有关：
• CPU 414-4H 6ES7 414-4HJ04-0AB0
• CPU 417-4H 6ES7 417-4HL04-0AB0
S7--400H CPU
S7--400H
下运行的编程设备。需要使用
S7-400H
系统时，应该始终遵守
的操作选项、功能和技术数据的信息。
系统的信息，请参见
STEP 7
STEP 7
编程
手册的附录中提供的关于电气控制系统安全的信息。
，其中，固件版本为
本
，其中，固件版本为
本
基本软件组态
手册。
S7-400
S7-400
可编程控制
S7-400H
可编程控制器，安
V4.0.x
版本或更高版
V4.0.x
版本或更高版
，
基本系统组件所要求的版本或订货号
系统组件 所要求的版本或订货号
STEP 7
PROFIBUS DP CP443-5
型上的外部主站
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
扩展
带硬件更新的
订货号为
版本为
订货号为
版本为
订货号为
版本为
6GK7 443-5DX02-0XE0
V3.2
6GK7 443-5DX03-0XE0
V5.0
6GK7 443-5DX04-0XE0
V6.0.31
V 5.2 SP1 HF3
，硬件版本为V2版本或更高版本，固件
版本或更高版本
，硬件版本为V1版本或更高版本，固件
版本或更高版本
，硬件版本为V1版本或更高版本，固件
版本或更高版本
iii
Page 4
前言
系统组件 所要求的版本或订货号
冗余DP从站接口
IM 153-2FO
DP/PA
耦合器或Y链接
通讯模块
网、
通讯模块
(PROFIBUS；S7通讯)
CP443-1(
TCP/ISO传输)
CP443-5
IM 153-2
基本型
注意
IM 153-2：6ES7 153-2AA02-0XB0，V7
和
IM 153-2：6ES7 153-2BA00-0XB0，V1
IM 153-2FO：6ES7 153-2AB01-0XB0，V6
IM 153-2FO：6ES7 153-2AB02-0XB0，V1
IM 157 6ES7 157-0AA81-0XA0，V1
6ES7 157-0AA82-0XA0，V1
工业以太
6GK7 443-1EX10-0XE0
V2.5.5
版本
6GK7 443-1EX11-0XE0
V2.5.5
版本
6GK7 443-5FX01-0XE0
V2.3.2
版本
版本或更高版本
版本或更高版本
版本或更高版本
版本或更高版本
版本或更高版本，且固件版本为
版本或更高版本，且固件版本为
，硬件版本为V1版本或更高版本，且固件版本为
，硬件版本为V1版本或更高版本，且固件版本为
，硬件版本为V2版本或更高版本，且固件版本为
V3.1
V4.0
版本
版本
不同模块可能还有其它限制。请参见相关产品信息和
信息。
STEP 7
安装
硬件升级组件
STEP 7
除了
外，还需要一个硬件升级组件。可以从
载更新文件。要安装升级组件，选择
硬件升级组件命令。
合格证
要获得关于认证和标准的详细资料，请参见
册，第
1.1
节，标准和认证。
该文档在整个信息环境中的位置
该手册可按订货号
提供该手册的电子版。
6ES7988-8HA11-8AA0
STEP 7 -->
S7-400
单独订购。在“
FAQ或SIAMTIC NET
Internet的STEP 7
网页上直接下
配置硬件，然后选择选项
可编程控制器，模块数据
STEP 7
”产品光盘中还
新闻中的
-- >
安装
手
iv
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 5
在线帮助
查找
前言
除了该手册外，在软件的集成在线帮助系统中还提供如何使用该软件的详细支持
信息。
可以使用各种不同界面访问帮助系统：
•
帮助菜单包含多个命令：目录打开帮助索引。H系统的帮助信息位于组态H系统
下。
•
使用帮助提供了关于使用在线帮助系统的详细指示。
•
上下文相关帮助提供关于当前上下文的信息，例如，关于一个已打开对话框或当
前窗口的信息。可以单击“帮助”或使用
•
状态栏为另一种形式的上下文相关帮助。当把鼠标指针放在一条命令上时，它将
F1
键调用该帮助。
显示每个菜单命令的简短描述。
•
当把鼠标指针放在一个按钮上时，还显示工具栏按钮的简短信息。
如果需要阅读印刷版的在线帮助信息，则可以打印单个主题、篇章或整个帮助系统。
为了帮助您更快地找到特殊信息，该手册还包含下列索引工具：
•
手册以目录表和手册所包含的图和表格索引开始。
•
章节的每页左列提供每个部分的内容总览。
•
附录之后是词汇表，词汇表定义了该手册中使用的重要的特殊术语。
•
在手册末尾，可以找到一个索引，该索引允许快速访问相关信息。
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
v
Page 6
前言
回收和废弃
更多支持
H/F
开发中心
S7-400H
系统包含不污染环境的材料，因此可以回收使用。要实现旧设备的回收和废
弃而不污染环境，请联系具有电气废物回收认证的公司。
如果有任何技术问题，请联系相关的西门子代表或代理商。
可以在下列网址上找到联系人：
http://www.siemens.com/automation/partner
可以在下列网址上找到单个
SIAMTIC
产品和系统的技术文档指南：
http://www.siemens.com/simatic-tech-doku-portal
可在下列网址上获得在线目录和订货系统：
http://mall.automation.siemens.com
位于纽伦堡的
H/F
统。
电话：
传真：
开发中心还提供组态和调试支持，并帮助为您的设备故障提供解决方案。
+49 (911) 895--4759
+49 (911) 895--4519
电子邮件：
H/F
开发中心有一个特殊的工厂，专门研究冗余
HF--CC@siemens.com
SIAMTIC S7
自动化系
培训中心
西门子还提供了很多培训教程，使您熟悉
训中心或位于德国纽伦堡
电话：
Internet
：
+49 (911) 895-3200.
http://www.sitrain.com
D 90327
的培训总部，以获取详细资料：
SIMATIC S7
自动化系统。请联系当地的培
vi
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 7
技术支持
前言
Internet
您可以获取所有
•
通过网站请求支持
A&D
产品的技术支持
http://www.siemens.com/automation/support-request
•
•
关于技术支持的更多信息请参见
+ 49 180 5050 222
电话：
+ 49 180 5050 223
传真：
Internet
网页：
http://www.siemens.com/automation/service.
上的服务与支持
除了文档之外，还在
http://www.siemens.com/automation/service&support
在此，可以获得下列信息：
•
不断提供产品最新信息的简讯。
•
通过服务与支持中的搜索功能获取合适的文档。
•
来自世界各地的用户和专家交换经验的论坛。
•
自动化与驱动集团的本地代表。
•
在“服务”下提供关于现场服务、修理、备件及其更多信息。
Internet
上在线提供专有技术信息：
自动化系统
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S7-400H
容错系统
vii
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前言
viii
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 9
目录
1
容错可编程逻辑控制器
1.1 SIMATIC
1.2
2 S7-400H
2.1 S7-400H
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
3
使用入门
3.1
3.2
3.3
4
CPU 41x-H 4-1.........................................................
安装
4.1 CPU
4.2 CPU
系列的冗余可编程逻辑控制器
增大系统有效性
的安装选项
的基本系统
S7-400H的I/O
用于
模块
通讯
用于组态和编程的工具
用户程序
文档
要求
硬件安装和
S7-400H
调试
冗余系统对故障的响应实例
的控制和显示元件
的监视功能
1-1...................................................
1-2.............................
1-4.................................................
2-1......................................................
2-3.............................................
2-5..........................................
2-6...........................................................
2-7...........................................
2-8.......................................................
2-9...........................................................
3-1...............................................................
3-2...........................................................
3-3.........................................
3-5.......................................
4-2...........................................
4-6.................................................
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
状态和错误显示
读取服务数据
模式选择器开关
防护等级
存储器复位的操作顺序
使用存储卡扩展装载存储器
多点接口
4.10 PROFIBUS DP
4.11 S7-400 CPU
5
Profibus DP
处于
5.1
作为
5.1.1 41xH的DP
5.1.2
5.1.3
5.2
5.2.1
5.2.2
自动化系统
A5E00447391-01
作为
用作
一致性数据
通讯块和功能的一致性
访问
S7-400H
(MPI) 4-21..................................................
模式的
PROFIBUS DP
地址区
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
CPU
的工作存储器
容错系统
接口
的参数总览
S7-400H 5-1..........................................
CPU 41x-H 5-2.............................
主站的
41xH CPU 5-3..............................
主站的
41xH CPU
主站的
的诊断
4-8.................................................
4-11...................................................
4-12.................................................
4-13.......................................................
4-14...........................................
4-16.......................................
4-22.............................................
4-23..........................................
5-3................................................
5-6........................
5-11.....................................................
5-12...........................................
5-13...........................................
ix
Page 10
目录
5.2.3 SFB 14“GET
SFB 15“PUT
和
5.2.4
5.2.5
6 S7-400H
6.1
从DP标准从站一致性地读取数据和将数据一致性地写入到DP标准从站
SFC 14或SFC 15
不使用
的系统和工作模式
引言
6.2 S7-400H
6.3 CPU
6.3.1 STOP
的操作状态
操作状态
6.3.2 STARTUP
6.3.3 COUPLING和UPDATE
6.3.4 RUN
6.3.5 HOLD
操作状态
操作状态
6.3.6 TROUBLESHOOTING
7
6.4
6.5
6.6
耦合和同步
7.1
7.2
自检
基于时间的响应
S7--400H
判断
耦合和更新操作的影响
耦合和更新操作的条件
”或读取变量
”或写入变量的一致性规则
系统的状态
操作状态
系统中的过程报警
进行一致性数据访问
操作状态
操作状态
5-13........................
5-14.
5-16.......................
6-1................................................
6-2...........................................................
6-5.............................................
6-6.................................................
6-7..................................................
6-8..............................................
6-9...................................
6-9...................................................
6-10.................................................
6-11...................................
6-12...........................................................
6-15.................................................
6-16...................................
7-1.............................................................
7-2...........................................
7-3...........................................
8
9
7.3
7.3.1
7.3.2
7.3.3
7.3.4
7.4
7.4.1
7.4.2
7.4.3
7.4.4
7.5
S7-400H
使用
8.1
8.2
8.3
8.4
8.4.1
8.5
通讯功能
9.1
耦合和更新操作
耦合顺序
更新顺序
切换到包含已修改组态或存储器扩展的
禁止耦合和更新操作
时间监视
基于时间的响应
确定监视时间
对基于时间响应的影响
用于耦合和更新操作的性能值
耦合和更新操作的特性
I/O 8-1.....................................................
上的
引言
使用单通道、单向
使用单通道交换式
连接冗余
I/O 8-10....................................................
I/O 8-3............................................
I/O 8-5............................................
判断取消激活状态
连接冗余
I/O
的其它选项
基本原理和基本概念
7-4.................................................
7-8.......................................................
7-9.......................................................
CPU 7-12.........................
7-14.............................................
7-16.......................................................
7-18.................................................
7-19...................................................
7-26...........................................
7-27.....................................
7-28...........................................
8-2...........................................................
8-34...............................................
8-36..........................................
9-1...............................................................
9-2.............................................
9.2
9.3
x
适用的网络
所支持的通讯服务
自动化系统
S7-400H
A5E00447391-01
9-5.....................................................
9-5...............................................
容错系统
Page 11
目录
10
9.4
9.4.1
9.4.2
9.4.3
9.5
9.5.1
9.5.2
9.5.3
9.5.4
9.6
使用
10.1
10.1.1
10.1.2
10.1.3
10.1.4
10.1.5
通过冗余S7连接进行通讯
容错系统之间的通讯
冗余系统和冗余
冗余系统和PC之间的通讯
通过S7连接进行通讯
通过S7连接进行通讯--单向模式
通过冗余S7连接进行通讯
通过
与单通道系统的用户自定义耦合
通讯性能
STEP 7
组态
使用
装配冗余站的规则
配置硬件
给冗余站中的模块分配参数
设置
组态网络
10.2 STEP 7
11
操作期间的组件故障及替换
11.1
中央机架和扩展机架中的组件故障及替换
11.1.1 CPU (
11.1.2
11.1.3
11.1.4
11.1.5
电源模块故障及替换
输入/输出或功能模块故障及替换
通讯处理器的故障及替换
同步模块或光纤电缆故障及替换
11.1.6 IM 460和IM 461
CPU
ET 200M
STEP 7
CPU
上的点对点CP进行通讯
组态
参数的建议
中的编程设备功能
CPU)
冗余
故障及替换
接口模块故障及替换
之间的通讯
9-6.........................................
9-7.............................................
9-10...................................
9-11........................................
9-13.............................................
9-13..................................
9-15.........................................
9-16..............................
9-17...................................
9-19.......................................................
10-1........................................................
10-2................................................
10-2...............................................
10-3.......................................................
10-3.......................................
10-5.............................................
10-7.......................................................
10-8........................................
11-1...............................................
11-2...........................
11-3.......................................
11-5.............................................
11-6..................................
11-7.........................................
11-8...................................
11-11...............................
11.2
分布式
11.2.1 PROFIBUS-DP
11.2.2
冗余
11.2.3 PROFIBUS-DP
11.2.4 PROFIBUS-DP
12
在操作期间修改系统
12.1
12.2
可能的硬件修改
在
12.2.1 PCS 7
12.2.2 PCS 7
12.2.3 PCS 7
12.2.4 PCS 7
12.2.5 PCS 7
12.2.6 PCS 7
12.2.7 PCS 7
12.2.8
12.3
在
在
12.3.1 PCS 7
12.3.2 PCS 7
I/O
中的组件故障及替换
主站故障及替换
PROFIBUS-DP
接口模块故障及替换
从站故障及替换
电缆故障及替换
PCS 7
中添加组件
，步骤1：修改硬件
，步骤2：离线修改硬件配置
，步骤3：停止备用站
，步骤4：在备用站
CPU
，步骤5：切换到组态已修改的
，步骤6：转换到冗余状态
，步骤7：改变和装载用户程序
PCS 7
中添加接口模块
PCS 7
中删除组件
，步骤I：离线修改硬件配置
，步骤II：改变和装载用户程序
CPU 12-9.................................
中装载新硬件配置
CPU 12-11.........................
11-1 2....................................
11-1 3...................................
11-1 4...........................
11-1 5...................................
11-1 6...................................
12-1.....................................................
12-2.................................................
12-6.............................................
12-7........................................
12-8................................
12-10...................
12-12..................................
12-13..............................
12-14.........................................
12-15.............................................
12-16................................
12-17.............................
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
xi
Page 12
目录
12.3.3 PCS 7
12.3.4 PCS 7
12.3.5 PCS 7
12.3.6 PCS 7
12.3.7 PCS 7
12.3.8
12.4
PCS 7
在
STEP 7
在
12.4.1 STEP 7
12.4.2 STEP 7
12.4.3 STEP 7
12.4.4 STEP 7
12.4.5 STEP 7
12.4.6 STEP 7
12.4.7 STEP 7
12.4.8 STEP 7
12.4.9
12.5
STEP 7
在
STEP 7
在
12.5.1 STEP 7
12.5.2 STEP 7
12.5.3 STEP 7
12.5.4 STEP 7
12.5.5 STEP 7
12.5.6 STEP 7
12.5.7 STEP 7
12.5.8 STEP 7
12.5.9
STEP 7
在
，步骤
III
：停止备用站
，步骤IV：在备用站
，步骤V：切换到组态已修改的
CPU 12-18.................................
CPU
中装载新的硬件配置
CPU 12-19.........................
，步骤VI：转换到冗余状态
，步骤
VII
：修改硬件
中删除接口模块
中添加组件
，步骤1：添加硬件
，步骤2：离线修改硬件配置
，步骤3：扩展和下载
，步骤4：停止备用站
OB 12-25..................................
CPU 12-26.................................
，步骤5：将新的硬件配置下载至备用站
，步骤6：切换到包含已修改数据的
CPU 12-27.....................
，步骤7：系统转换到冗余模式
，步骤8：编辑和下载用户程序
中添加接口模块
中删除组件
，步骤I：离线编辑硬件配置
，步骤II：编辑和下载用户程序
，步骤
III
：停止备用站
CPU 12-34................................
，步骤IV：将新的硬件配置下载至备用站
，步骤V：切换到包含已修改组态的
CPU 12-35.....................
，步骤VI：系统转换到冗余模式
VII
，步骤
，步骤
：修改硬件
VIII
：编辑和下载组织块
中删除接口模块
12-18.................
12-20.................................
12-21.......................................
12-22.........................................
12-23............................................
12-24.......................................
12-25...............................
CPU 12-26.................
12-28.............................
12-29.............................
12-29........................................
12-31............................................
12-32................................
12-33.............................
CPU 12-34................
12-36............................
12-37......................................
12-38.............................
12-39........................................
12.6
12.6.1
12.6.2
12.6.3
12.6.4
12.6.5
12.7
12.7.1
12.7.2
12.8
12.8.1
12.8.2
12.8.3
12.8.4
12.8.5
CPU
编辑
步骤A：离线编辑
步骤B：停止备用站
步骤C：将已修改的
步骤D：切换到包含已修改组态的
参数
CPU
参数
CPU 12-42.........................................
CPU
参数下载至备用站
CPU 12-44.............................
步骤E：系统转换到冗余模式
CPU
修改
存储器组态
扩展装载存储器
改变装载存储器的类型
重新组态模块
步骤A：离线编辑参数
步骤B：停止备用站
CPU 12-51.........................................
步骤C：将新的硬件配置下载至备用站
步骤D：切换到组态已修改的
CPU 12-52.................................
步骤E：转换到冗余状态
12-40...................................................
12-42.......................................
CPU 12-42.....................
12-45......................................
12-46.............................................
12-46.................................................
12-47...........................................
12-50...................................................
12-51............................................
CPU 12-51.........................
12-54..........................................
xii
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 13
目录
13
同步模块
13.1
13.2
13.3
14 S7-400
周期和响应时间
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5
14.6
14.7
14.8
14.9
14.10
15
技术规范
15.1 CPU 414-4H
S7-400H
用于
的同步模块
安装光纤电缆
选择光纤电缆
周期
计算周期
不同的周期
通讯负载
响应时间
计算周期和响应时间
计算周期和响应时间实例
中断响应时间
计算中断响应时间实例
延迟和监视狗中断的重复性
的技术规范；
(6ES7 414-4HJ04-0AB0) 15-2.........................................
13-1...............................................................
13-2.........................................
13-6...................................................
13-8...................................................
14-1...................................................
14-2...........................................................
14-4.......................................................
14-9.....................................................
14-11.......................................................
14-14.......................................................
14-19.............................................
14-20.........................................
14-23...................................................
14-25...........................................
14-26.......................................
15-1...............................................................
15.2 CPU 417-4H
(6ES7 417-4HL04-0AB0) 15-6.........................................
15.3
A
冗余自动化系统的参数
A.1
A.2
A.2.1
A.2.2
A.2.3
B
单机操作
C
从
S5-H
C.1
C.2
D
容错系统和标准系统之间的区别
E S7-400H
用于冗余
基本原理
比较选定组态的
包含中央
包含分布式
比较包含标准和冗余通讯的系统组态
S7-400H C-1...................................................
移植到
常规信息
组态、编程和诊断
支持的功能模块和通讯处理器
的技术规范；
I/O的FC和FB
MTBF A-7...........................................
I/O
的系统组态
I/O
的系统组态
的运行时间
15-10.................................
A-1...................................................
A-2.......................................................
A-7..........................................
A-9........................................
A-12...............................
B-1...............................................................
C-1.......................................................
C-2...............................................
D-1...........................................
E-1......................................
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
xiii
Page 14
目录
F
冗余
I/O
的连接实例
F.1 SM 321；DI 16 x DC 24 V，6ES7 321-1BH02-0AA0 F-2...............
F.2 SM 321；DI 32 x DC 24 V，6ES7 321-1BL00-0AA0 F-3...............
F.3 SM 321；DI 16 x AC 120/230V，6ES7 321-1FF00-0AA0 F-4............
F.4 SM 321；DI 8 x AC 120/230 V，6ES7 321-1FF01-0AA0 F-5............
F.5 SM 321；DI 16 x DC 24V，6ES7321-7BH00-0AB0 F-6.................
F.6 SM 321；DI 16 x DC 24V，6ES7321-7BH01-0AB0 F-7.................
F.7 SM 326；DO 10 x DC 24V/2A，6ES7 326-2BF00-0AB0 F-8.............
F.8 SM 326；DI 8 x NAMUR，6ES7 326-1RF00-0AB0 F-9.................
F.9 SM 326；DI 24 x DC 24 V，6ES7 326-1BK00-0AB0 F-10................
F.10 SM 421；DI 32 x UC 120 V，6ES7 421-1EL00-0AA0 F-1 1...............
F.11 SM 421；DI 16 x DC 24 V，6ES7 421-7BH01-0AB0 F-12................
F.12 SM 421；DI 32 x DC 24 V，6ES7 421-1BL00-0AB0 F-13................
F.13 SM 421；DI 32 x DC 24 V，6ES7 421-7BL01-0AB0 F-14................
F.14 SM 322；DO 8 x DC 24V/2A，6ES7 322-1BF01-0AA0 F-15..............
F.15 SM 322；DO 32 x DC 24 V/0.5 A，6ES7 322-1BL00-0AA0 F-16.........
F.16 SM 322；DO 8 x AC 230 V/2 A，6ES7 322-1FF01-0AA0 F-17...........
F-1.......................................................
F.17 SM 322；DO16xDC24V/10mA[EExib]，6ES7 322-5SD00-0AB0 F-18.
F.18 SM 322；DO 8 x DC 24 V/0.5 A，6ES7 322-8BF00-0AB0 F-19...........
F.19 SM 322；DO 16 x DC 24 V/0.5 A，6ES7 322-8BH00-0AB0 F-20.........
F.20 SM 322；AO 8 x 12
6ES7 332-5HF00-0AB0 F-21...................
位；
F.21 SM 332；AO 4 x 0/4...20 mA [EEx ib]，6ES7 332-5RD00-0AB0 F-22......
F.22 SM 422；DO 16 x AC 120/230 V/2 A，6ES7 422-1FH00-0AA0 F-23......
F.23 SM 422；DO 32 x DC 24 V/0.5 A，6ES7 422-7BL00-0AB0 F-24..........
F.24 SM 331；AI 4 x 15位[EEx ib]；6ES7 331-7RD00-0AB0 F-25............
F.25 SM 331；AI 8 x 12
F.26 SM 331；AI 8 x 16
F.27 SM 332；AO 4 x 12
F.28 SM 431；AI 16 x 16
6ES7 331-7KF02-0AB0 F-26.....................
位，
6ES7 331-7NF00-0AB0 F-27....................
位，
6ES7 332-5HD01-0AB0 F-28...................
位；
6ES7 431-7QH00-0AB0 F-29...................
位，
词汇表 词汇表
索引 索引
-- 1...............................................................
-- 1...................................................................
xiv
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 15
图
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
2-1
2-2 S7-400H
2-3
3-1
4-1 CPU 414-4H/417-4H
4-2
4-3
5-1
5-2
6-1
6-2
7-1
7-2
7-3
7-4
7-5
8-1
8-2
8-3
8-4
8-5
8-6
8-7
8-8
8-9 2选1
8-10
8-11
8-12 2选1
8-13
8-14 OB1
9-2
9-3
9-4
9-5
9-6
9-7
9-8
9-9
冗余可编程逻辑控制器的操作目的
SIMATIC
使用
没有错误时的网络冗余实例
发生错误时，2选1系统中的冗余实例
发生完全失效时，2选1系统中的冗余实例
总览
冗余系统的用户文档
硬件配置
模式选择器开关的位置
存储卡的设计
CPU 41xH 5-8..................................................
诊断
用于DP主站和DP从站的诊断地址
同步子系统
冗余系统的系统和工作模式
耦合和更新操作的顺序
更新操作的顺序
更新期间，输入信号上的最小信号持续时间实例
与更新有关的时间含义
I/O
最小
单通道、单向
单通道、交换式
中央和扩展机架中的冗余
单向DP从站中的冗余
交换式DP从站中的冗余
单机模式中的冗余
在包含一个传感器的2选1组态中的冗余数字输入模块
在包含两个编码器的2选1组态中的冗余数字输入模块
组态中的冗余数字输出模块
在包含一个编码器的2选1组态中的冗余模拟输入模块
在包含两个编码器的2选1组态中的冗余模拟输入模块
结构中的冗余模拟输出模块
冗余单向和交换式
的流程图
根据组态产生的部分连接的数目实例
包含冗余系统和冗余环的冗余实例
包含冗余系统和冗余总线系统的冗余实例
包含附加CP冗余的冗余系统实例
包含冗余系统和冗余
包含冗余系统和冗余总线系统的冗余实例
在PC中包含一个冗余系统、冗余总线系统和CP冗余的冗余实例
冗余环上标准和冗余系统之间的耦合实例
的全集成自动化解决方案
基本系统的硬件
的控制和显示元件布局
保持时间和优先级
I/O
组态
ET 200M
I/O 8-11.........................................
I/O 8-12.......................................
I/O 8-13............................................
I/O 8-36............................................
H--CPU
>15
的最大禁止时间之间的关系
分布式
I/O 8-6................................
I/O 8-10......................................
的冗余实例
目录
1-2.................................
1-4.............................
1-5.......................................
1-5...............................
1-6...........................
2-2...........................................................
2-3.........................................
2-9.............................................
3-3.......................................................
4-2.........................
4-12...........................................
4-16...................................................
5-9.................................
6-3.....................................................
6-6.......................................
7-5...........................................
7-6.................................................
7-7.....................
7-17...........................................
7-21............
8-3............................................
8-23.................
8-24.................
8-24...................................
8-27.................
8-31.................
8-32...................................
8-38...................................................
9-4...............................
9-8.................................
9-8...........................
9-9..................................
9-10............................
9-11...........................
9-12.......
9-14...........................
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
xv
Page 16
目录
9-10
9-11
9-12
9-13
9-14
9-15
13-1
13-2
14-1
14-2
14-3
14-4
14-5
14-6
14-7 PROFIBUS DP
14-8
14-9
14-10
冗余环上标准和冗余系统之间的耦合实例
冗余系统的冗余实例，在包含冗余标准连接的冗余总线系统上操作
冗余系统和外部单通道系统的耦合实例
冗余系统和外部单通道系统的耦合实例
作为数据吞吐量的一个变量的通讯负载(基本配置文件
作为响应时间的一个变量的通讯负载(基本配置文件
)9-19................
)9-20..................
同步模块
使用分配盒安装光纤电缆
周期的元素和结构
不同的周期
最小周期
公式：通讯负载的影响
时间片的分布
周期对通讯负载的依赖性
网络上的DP周期
最短响应时间
最长响应时间
计算中断响应时间
A-1 MDT A-3...........................................................
A-2 MTBF A-3.........................................................
A-3
A-4
B-1
常规导致故障
可用性
总览：运行时组态的系统结构
F-1 SM 321
F-2 SM 321
F-3 SM 321
F-4 SM 321
F-5 SM 321
F-6 SM 321
F-7 SM 326
F-8 SM 326
F-9 SM 326
F-10 SM 421
F-11 SM 421
F-12 SM 421
F-13 SM 421
F-14 SM 322
F-15 SM 322
F-16 SM 322
F-17 SM 322
F-18 SM 322
F-19 SM 322
F-20 SM 332
F-21 SM 332
F-22 SM 422
F-23 SM 422
F-24 SM 331
F-25 SM 331
(CCF) A-5..............................................
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例，
互连实例；
互连实例；
互连实例；
互连实例，
互连实例；
DI 16 x DC 24 V F-2................................
DI 32 x DC 24 V F-3................................
DI 16 x AC 120/230 V F-4...........................
DI 8 x AC 120/230 V F-5............................
DI 16 x DC 24V F-6................................
DI 16 x DC 24V F-7................................
DO 10 x DC 24 V/2 A F-8...........................
DI 8 x NAMUR F-9.................................
DI 24 x DC 24 V F-10................................
DI 32 x UC 120 V F-11...............................
DI 16 x 24 V F-12...................................
DI 32 x 24 V F-13...................................
DI 32 x 24 V F-14...................................
DO 8 x DC 24 V/2 A F-15............................
DO 32 x DC 24 V/0.5 A F-16.........................
DO 8 x AC 230 V/2 A F-17...........................
DO16xDC24V/10mA[EExib] F-18.................
DO 8 x DC 24 V/0.5 A F-19...........................
DO 16 x DC 24 V/0.5 A F-20.........................
AO 8 x 12
位
AO 4 x 0/4...20 mA [EEx ib] F-22......................
DO 16 x 120/230 V/2 A F-23..........................
DO 32 x DC 24 V/0.5 A F-24.........................
AI 4 x 15位[EEx ib] F-25.............................
AI 8 x 12
位
9-14...........................
9-15.....
9-16.............................
9-18.............................
13-3.......................................................
13-12.........................................
14-3...............................................
14-9.....................................................
14-10.......................................................
14-11...........................................
14-11...................................................
14-13.........................................
14-15...................................
14-16...................................................
14-17...................................................
14-24...............................................
A-6.........................................................
B-5.....................................
F-21...................................
F-26....................................
xvi
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 17
目录
F-26 SM 331
F-27 SM 332
F-28 SM 431
表格
4-1 CPU的LED
4-2
4-3 CPU
4-4
5-1 41x CPU
5-2
5-3
5-4 DP
6-1 S7-400H
6-2
6-3
6-4
6-5
6-6
6-7
7-1
7-2
7-3
8-1
8-2
8-3
8-4
8-5
8-6
8-7
8-8
12-1
13-1
13-2
13-3
14-1
14-2
14-3
14-4
14-5 41x-4H CPU
14-6
14-7
14-8
14-9
14-10 CPU
15-1
A-1
B-1
互连实例；
互连实例，
互连实例；
AI 8 x 16
AO 4 x 12
AI 16 x 16
位
位
位
显示
模式选择器开关的位置
安全等级
存储卡的类型
，作为
作为DP主站的
STEP 7
使用
主站模式中
PROFIBUS DP的MPI/DP
CPU 41x的BUSF LED
读出诊断信息
41xH CPU
的事件检测
接口
的含义
系统状态总览
6-2
与图
容错系统的系统和工作模式有关的解释
导致冗余丢失的错误原因
自检期间对错误的响应
对循环发生的比较错误的响应
对校验和错误的响应
单向调用
OB121
时的硬件错误、校验和错误、第二次发生
耦合和更新功能的属性
耦合和更新操作的条件
优先级
I/O
冗余
>15
的最大禁止时间中用户程序所占份额
的监视时间的累计
TP15_AWP
的典型数值
用于冗余的信号模块
互连带/不带二极管的数字输出模块
模拟输入模块和编码器
状态字节的分配
状态字节的分配
冗余
冗余
编辑
I/O
I/O
CPU
实例，
实例，
参数
OB1
OB1
部分
部分
作为附件的光纤电缆
用于室内应用的光纤电缆规范
用于室外应用的光纤电缆规范
循环程序执行
周期中的决定因素
过程映像传送时间部分，
过程映像传送时间部分，
CPU 414-4H 14-6..............................
CPU 417-4H 14-7..............................
的用户程序执行时间
扫描周期校验点处的操作系统执行时间
由于嵌套中断而延长周期
计算响应时间实例
过程报警和诊断中断响应时间；不带通讯的最大中断响应时间
的延迟和看门狗中断的重复性
用于冗余
用于冗余
I/O
的块的运行时间
I/O的MTBF
因子
单机模式和冗余模式之间的区别
F-27....................................
F-28...................................
F-29...................................
4-3.................................................
4-12...........................................
4-13...................................................
4-17...................................................
5-3.......................
5-6........................
5-7........................................
5-10...............................
6-5...........................................
6-7......................
6-9.........................................
6-12...........................................
6-13.....................................
6-13.............................................
6-14.............
7-2...........................................
7-3...........................................
7-27.
8-17........................................
8-17.............................................
8-25................................
8-31...........................................
8-34.................................................
8-35.................................................
8-39..........................................
8-40..........................................
12-40...................................................
13-8.............................................
13-9.....................................
13-11.....................................
14-3...................................................
14-4...............................................
14-7..................................
14-8.............................
14-8.........................................
14-20...............................................
14-24.........
14-27.................................
15-10......................................
A-10.........................................
B-2...................................
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
xvii
Page 18
目录
xviii
自动化系统
S7-400H
容错系统
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Page 19
容错可编程逻辑控制器
本章介绍冗余和冗余可编程逻辑控制器。
章节 描述 页码
1.1 SIMATIC
1.2
增大系统有效性
系列的冗余可编程逻辑控制器
1
1-2
1-4
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
1-1
Page 20
容错可编程逻辑控制器
1.1 SIMATIC
系列的冗余可编程逻辑控制器
只有采用高度自动化，才能使所有工业部门实现经济、节省资源和低污染的生产活
动。同时，对应用越来越广泛的故障安全可编程逻辑控制器的需求日益突出。
西门子的冗余可编程逻辑控制器已经在实践中证明了其有效性，且已有成千上万台产
品投入使用。
您可能已经熟悉了其中一种冗余系统，例如
S5-95F和S5-115F
安全
S7-400H
是最新的冗余
列，也就是说完全利用了
冗余自动化系统的应用领域
在实践中，冗余可编程逻辑控制器可用来实现较高程度的有效性或容错能力。
SIMATIC S5-115H和S5-155H
系统。
PLC
，将在下文中对其进行介绍。它属于
SIMATIC S7
的所有优点。
冗余自动化系统，例如
，或故障
SIMATIC S7
系统系
容错2选1系统
目的：
通过并行操作两个系统来降低生产损失
风险
1-1
图
冗余可编程逻辑控制器的操作目的
请注意冗余和故障安全系统之间的区别。
采取附加措施以控制和安全有关的过程。
故障安全2选1系统
目的：
通过可靠地断开到安全的“关闭”
位置来保护人员生命安全以及环境
和投资
S7-400H
代表冗余自动化系统，它始终要求
1-2
自动化系统
S7-400H
容错系统
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Page 21
冗余自动化系统的用途
冗余自动化系统可用来降低生产损失风险，而与该损失是由出错还是维护所导致无
关。
故障时间的成本越高，越有必要使用冗余系统。通过避免生产损失，可快速收回冗余
系统较高的投资成本。
软件冗余
在很多应用领域，对冗余质量或可能需要冗余自动化系统的设备单元范围的要求，通
常并不能说明一定需要一套特殊的冗余系统。通常，简单的软件机制足以在发生错误
时，在一个替换系统上继续执行已失败的控制过程。
容错可编程逻辑控制器
冗余
I/O
可选的“
SIMATIC S7
软件冗余”软件包可以应用在
S7-300和S7-400
标准系统
上，以控制那些在切换到二级范围的替代系统时存在切换延迟的过程，如供水、水处
理或运输流量控制过程。
当每种
余。通过冗余
I/O
模块都有两个，且均被组态并作为冗余对操作时，这些
I/O
可使有效性达到最大，因为该类系统可以容许一个
模块出错，详情请参见第
通过“功能
这些块位于
I/O
冗余”块库中的块实现冗余
STEP 7\S7_LIBS\RED_IO
8.4
章。
I/O
。
下的“冗余
IO(V1)
”库中。欲知这些块的功
I/O
模块可视作冗
CPU
和一个信号
能和用法的更多信息，请参见相应的在线帮助。
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
1-3
Page 22
容错可编程逻辑控制器
1.2
全集成系统
OS
工作站
S7-300
增大系统有效性
S7-400H
方面的高要求。系统提供了采集以及准备过程数据所需的所有功能，其中包括用于控
制、开环控制以及监视机组和设备的功能。
S7-400H
相协调地工作。从控制室直到传感器和执行器的全集成系统是行业发展的必然结果，
它能确保系统性能最优。
报表打印机
自动化系统，能满足对最先进可编程逻辑控制器在有效性、智能度和分布式
自动化系统能够和所有其它
服务器 服务器
S7-400H
S7-400
系统
SIMATIC
客户机 客户机
组件，例如
带冗余
CPU的S7-400
SIMATIC PCS7
工程系统
PLC
控制系统
控制室
LAN (冗余)
图
ET 200B
1-2
使用
ET 200L
SIMATIC
的全集成自动化解决方案
通过复制组件获得的分级有效性
S7-400H
该冗余结构包括
为增大有效性，可以复制其它组件，这取决于特定的自动化过程。
的冗余结构能确保随时有效，也就是说，它复制了所有关键组件。
CPU
ET 200X
ET 200M
、电源模块以及用于两个
DP/PA
CPU
的硬件耦合器。
PROFIBUS DP (冗余)
总线耦合器
I/O
分布式
传感器/执行器
1-4
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 23
冗余节点
容错可编程逻辑控制器
冗余节点表示带冗余组件的容错系统。冗余节点的独立性表现为节点内一个组件发生
故障时，并不会导致其它节点或整个系统的可靠性受到限制。
方框图以一种简单的方式阐述了整个系统的有效性。对于2选1系统，冗余节点的一
个组件发生故障时不会削弱整个系统的可操作性。冗余节点链中最弱的链接决定了整
个系统的有效性。
无故障(图
1-3
图
1-3)
。
PS CPU
PS
无故障情况下网络中冗余的实例
CPU
2选1
冗余的冗余节点
总线
总线
IM 153-2
IM 153-2
有故障
1-4
图
显示了一个组件发生故障时并不削弱整个系统的功能的情况。
PS
PS
CPU
CPU IM 153-2
总线
总线
IM 153-2
SM
SM
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
图
1-4
容错系统
有故障情况下2选1系统中冗余的实例
1-5
Page 24
容错可编程逻辑控制器
冗余节点故障(完全失效
1-5
图
显示系统不能再进行操作，因为两个子单元在2选1冗余节点中均发生了故障(完
)
全失效)。
PS
CPU
总线
IM 153-2
SM
总线
图
1-5
PS
完全失效情况下2选1系统中冗余的实例
CPU IM 153-2
2选1
冗余的冗余节点
1-6
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 25
S7-400H
的安装选项
2
该描述的第一部分涉及冗余
组件。之后是用来扩展该基本系统的硬件组件。
第二部分涉及用来对
统使用的附加软件和扩展功能，可用它们来创建用户程序并利用
性来增大有效性。
章节总览 描述 页码
2.1 S7-400H
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
关于组态的重要信息
警告
!
开放式设备
S7--400H
的基本系统
S7-400H的I/O
用于
通讯
组态和编程工具
用户程序
文档
S7--400H
自动化系统的基本组态和
进行组态和编程的工程工具。包括可供
S7--400H
S7--400
S7--400H
基本系统的
基本系
的所有属
2-3
2-5
2-6
2-7
2-8
2-9
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
S7-400
或工具才能进入的控制室、机柜或配电室中。只有指定的或经授权的人员才能进入
该类控制室、机柜或配电室。
模块被归为开放式设备一类，也就是说，必须将
容错系统
S7-400
安装在只能通过钥匙
2-1
Page 26
S7-400H
的安装选项
2-1
图
显示了包含公享分布式
下面几页涉及安装和操作
操作员站
(
设备可视化
WinCC
通过
S7-REDCONNECT
冗余通讯
S7-400H PLC
I/O
且连接到一个冗余系统总线的
S7--400H
)
冗余和
所需要的硬件和SW组件。
冗余系统总线(以太网
工程系统
(
组态和控制器
STEP 7
通过
永久分配给一个
)
)
CPU
S7--400H
分布式
组态的实例。
I/O ET 200M
更多信息
PROFIBUS DP
冗余
2-1
图
S7--400H
冗余
S7--400
S7--400
为
S7--400H
总览
可编程逻辑控制器中同样也使用
的硬件组件的详细信息，请参见
标准系统规定的涉及用户程序设计和组件使用的规则，同样适用于冗余
自动化系统。请参见
标准和系统功能
STEP 7
参考手册中的描述。
S7-400
编程
分布式
S7--400
标准系统的组件。要获得关于
可编程控制器；模块数据
手册以及
S7--300/400
用于
I/O ET 200M
参考手册。
的系统软件；
2-2
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 27
S7-400H
的安装选项
2.1 S7-400H
基本系统的硬件
基本系统包括冗余
可以使用
附录E。
机架
2个PS
UR2H
S7--400
2个CPU
的基本系统
PLC
所需的硬件组件。图
标准模块来扩展基本系统。限制条件只针对功能/通讯模块，请参见
2
根光缆
4
个同步模块
2-2
显示了安装中的组件。
S7-400H
0
机架
基本系统
机架
1
2-2 S7-400H
图
中央处理单元
两个
将机架0中的
基本系统的硬件
CPU
代表
CPU
S7--400H
称为
的核心组件。使用
CPU 0
，将机架1中的
CPU
后面板上的开关来设置机架号。以下
CPU
称为
CPU 1
。
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
2-3
Page 28
S7-400H
S7-400H
用于
的安装选项
的机架
电源
同步模块
UR2-H
机架支持安装两个独立单元，其中每个单元9个插槽，也适用于在
19”
机柜中安
装。
还可以在两个单独的机架上安装
要求为每个冗余
S7--400
自
CPU (
或确切些，为
标准范围的电源模块。
S7-400H
所提供的电源模块的额定输入电压为
20 A
。
。为此，提供了机架
S7--400H
中两个单元中的每个单元)采用一个来
24 VDC和120/230 VAC
UR1和UR2
。
，输出电流为10和
为增大电源的有效性，也可以在每个单元中使用两个冗余电源。对于该组态，应该使
PS 407 10 A R
用
用来耦合两个
电源模块，使额定电压为
CPU
的同步模块被安装在
有两种类型的同步模块：一种用于10米以内的距离，另一种用于两
120/230 VAC
CPU
中并通过光缆互连。
，输出电流为
CPU
10 A
。
距离高达
10
千米的场合。
冗余系统要求使用相同类型的四个同步模块。第
13.1
节描述了同步模块。
光缆
光缆用来互连同步模块，作为
下层同步模块对分别互联。
适合在
S7--400H
中使用的光缆规格参见第
CPU
之间的冗余链接。用它们来实现两个上层和两个
13.3
节。
2-4
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 29
S7-400H
的安装选项
2.2
I/O
的组态版本
S7-400H的I/O
用于
S7-400H
•
•
•
适合在
I/O
•
•
•
可以配以
中央设备
扩展设备
PROFIBUS DP
作为
S7--400H
模块的组态版本：
具有标准有效性的单通道、单向组态
带单通道、单向组态：单输入/输出模块。
元进行寻址。
但当工作在冗余模式时，
有效性增强了的单通道、双向组态。
双向单通道分布式组态只包含一套可以由两个单元寻址的
有效性最大的冗余双通道组态
SIMATIC S7
中使用的功能模块
模块
系列的
上的分布式
CPU
I/O
模块。该
I/O
。
(FM)
和通讯模块
通过冗余耦合器互连，因此可并行执行用户程序。
I/O
(CP)
I/O
模块只位于一个单元，且始终由该单
可以在下列设备中使用：
可参见附录E。
I/O
模块。
更多信息
冗余双通道组态包含两套可以由两个单元寻址的
要获得使用
I/O
的详细信息，请参见第8章。
I/O
模块。
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
2-5
Page 30
S7-400H
的安装选项
2.3
通讯有效性
编程和组态
通讯
S7-400H
•
•
这同样适用于可以使用的中央和分布式组件。附录E中列出了适用的通讯模块。
可以改变与
这些解决方案上至简单的线性网络结构，下至冗余双光纤环。
S7
除使用附加硬件组件外，
需组态冗余连接；无需进行特殊的编程。
在冗余
用来监视通讯连接或在出错时自动切换到冗余连接的功能在后台自动运行。
支持下列通讯方法和机制：
带工业以太网的系统总线
点对点连接
S7--400H
通讯功能完全支持在
CPU
的操作系统中集成了冗余通讯所要求的所有通讯功能。这些功能，例如
通讯的有效性。
PROFIBUS
S7--400H
S7-400H
或工业以太网上进行冗余通讯。
在组态和编程方面与标准系统基本没有区别。只
支持各种解决方案，以满足通讯要求。
更多信息
要获得与
S7--400H
通讯的详细信息，请参见第9章。
2-6
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 31
S7-400H
的安装选项
2.4
可选软件
组态和编程工具
S7-400
与
当编写用户程序时，只需考虑极少的限制。然而对冗余组态仍有一些相关的附加详细
信息。操作系统监视冗余组件并在出错时自动切换到备用组件。必须通过
程使系统识别该相关信息。
要获得详细信息，请参见在线帮助、第10章和附录D。
S7--400H
件。
相似，
系统同样支持
S7-400H
S7--400
也使用
STEP 7
系统中所用的所有标准工具、工程工具和运行系统软
进行组态和编程。
STEP 7
编
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
2-7
Page 32
S7-400H
的安装选项
2.5
S7-400H
用户程序
S7--400
标准
从用户程序执行的角度来看，
的整个同步功能在后台自动执行。无需在用户程序中组态这些功能。
在冗余操作中，在两个
但提供多种可用来调整程序的块，以改进因操作(例如更新)而导致的任何周期延长情
况的响应。
系统的设计和编程规则也适用于
S7--400H
CPU
上同步存储并执行用户程序且由事件驱动。
的特定块
除支持
余功能的块。
可以使用下列组织块对
• OB 70，I/O
• OB 72，CPU
SFC 90“H_CTRL
•
S7--400和S7--400H
冗余错误
冗余错误
可以禁止主站
CPU
系统的块之外，
S7--400H
”可用来以下列方式影响冗余系统：
上的耦合。
的冗余错误作出响应：
S7--400H
与标准系统具有完全相同的特性。操作系统
S7--400H
。
软件还另外提供了可用来影响冗
更多信息
•
可以禁止主站
•
可以删除、继续执行或立即启动周期性自检测试组件。
须知
始终将这些错误OB下载至
OB 83、OB 85、OB 86、OB 87、OB 88、OB 121和OB 122
则当出错时冗余
要获得对上面所列块进行编程的详细信息，请参见
S7--300/400
CPU
中的更新。
S7-400H CPU：OB 70、OB 72、OB 80、OB 82
CPU
会进入
STOP
模式。
的系统软件；系统和标准功能
使用
参考手册。
STEP 7
、
。如果忽略该步骤，
编程
手册，以及
用于
2-8
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 33
S7-400H
的安装选项
2.6
主题 文档
硬件：
具有冗余功能的电源
UR2-H
机架
IM 153-2
IM 157
与H有关的编程：
与H有关的OB、
与H有关的
事件和出错帮助信息
专门用于冗余系统：
容错系统
用于
使用入门
S7-400H
链接并更新
I/O
，通讯
使用
故障和替换，系统修改
SSL
S7-400H
的系统模式
STEP 7
文档
下图提供了对
SFC
扩展、
的组态选项
选件包组态
S7--400H
可编程控制器中各种组件和选件的描述总览。
S7
标准文档
安装
模块规范
指令列表
ET 200M
总线耦合器
Y
链接
STEP 7
使用
系统和标准功能(手册和在线帮助
S7-400H PLC
文档
V5.3版STEP 7
容错系统
(
手册和在线帮助
分布式
DP/PA
I/O
链接和
编程
)
)
容错系统
组态和编程
故障安全系统
V5.2版S7 F
使用
2-3
图
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
系统
冗余系统的用户文档
容错系统
S7 F/FH
手册
自动化系统
2-9
Page 34
S7-400H
的安装选项
2-10
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 35
使用入门
该指南通过特定的实例和工作应用程序结果，一步步讲述调试系统所要执行的步骤。
您可以了解到
逐步执行该实例约需要1至2小时，时间的长短取决于您从前的经验。
3.1
3.2
3.3
3
S7--400H
章节 描述 页码
要求
配置硬件并启动
容错系统响应故障的实例
可编程逻辑控制器的运行原理，并熟悉它对故障的响应。
S7--400H
3-2
3-3
3-5
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
3-1
Page 36
使用入门
3.1
要求
必须满足下列要求：
在PG上安装一个有效版本的标准
配置硬件时所需要的模块：
• S7-400H
-- 1
-- 2
自动化系统由下列各项组成：
个机架，
个电源模块，
UR2-H
PS 407 10A
-- 2个H-CPU，414-4H或417-4H CPU
-- 4
个同步模块
-- 2
根光缆
•
一个带有源背板总线的
ET 200M
-- 2个IM 153-2
-- 1
个数字量输入模块，
-- 1
个数字量输出模块，
•
所有必需的附件，例如
PROFIBUS
STEP 7
SM321 DI 16 x DC24V
SM322 DO 16 x DC24V
软件，参见第
分布式
电缆等
I/O
设备，以及
10.1
节。
3-2
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 37
使用入门
3.2
安装硬件
硬件安装和
3-1
按图
图
3-1
所示安装
硬件配置
S7-400H
S7--400H
0
机架
调试
：
机架
1
S7-400H PLC
ET 200M
分布式
I/O
1.按S7-400
个模块。
2.
使用
CPU
下阻碍
3.按S7-400
4.
连接光缆。
始终将
到任何损坏。
始终分开敷设光缆，以增大其可用性并保护其免受因两条光纤电路故障所引起的
双重故障。
始终在接通电源或系统之前将光缆连接到
中处理用户程序。
可编程控制器，安装和模块数据
CPU
后面板上的开关来设置机架号。
会在上电后应用这些设置。机架号设置错误将阻碍在线访问，并在某些情况
CPU
的运行。
可编程控制器，安装
CPU
的两个上层和两个下层同步模块分别互联。敷设光缆，以防止它们受
手册所述安装
手册所述安装
CPU
CPU
，否则两个
S7--400H
的同步模块。
CPU
自动化系统的两
都可能在主站模式
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
3-3
Page 38
使用入门
调试
5.按ET 200M
6.将PG
7.
S7-400H
S7-400H
1.在SIMATIC
2.
3.
4.
5.
6.
分布式
连接到第一个冗余
上电后执行高质量
STOP LED
在该测试持续时间内一直闪烁。如果
I/O
设备
手册所述组态分布式
CPU
RAM
测试约需要3分钟。不能通过
，即
CPU0
。该
I/O
CPU
。
将成为
CPU
S7--400H
MPI
接口访问
的主站。
CPU
装配了一个备用电池，则下
，且
次上电后将不进行测试。
的调试方法
管理器中，打开实例项目“
HProjekt
”。配置与“要求”中所述的硬
件配置一致。
要打开项目的硬件配置，右击“硬件”对象，然后从快捷菜单中选择对象
开。如果配置相互匹配，则继续执行步骤6.。
如果硬件配置与项目不匹配，则根据模块类型、
并保存项目。欲知更多信息，请参见
SIAMTIC
MPI
地址或DP地址，相应地编辑
管理器的基本帮助信息。
打开“S7程序”文件夹中的用户程序。
在离线视图中，该文件夹始终被分配给
行，并相应地控制数字量输出模块上的
CPU0
。用户程序可使用所述硬件配置来执
LED
棒图。
例如，若硬件配置需要，则编辑用户程序并保存该程序。
选择
"
PLC
下载将用户程序下载至
CPU0
。
"
打
7.
CPU0
通过将
CPU1
的选择器开关设置到
CPU0
结果：
作为主站
合并更新后，
LED
块上的
棒图。
的模式选择器开关设置到
RUN。CPU
S7--400H
CPU
启动，而
进入冗余状态，执行用户程序并相应地控制数字量输出模
CPU1
RUN
启动
重启动，并调用
作为备用站
注意
还可以通过
STEP 7
启动和停止
S7-400H
自动化系统。欲知更多信息，请参见在线帮
助。
始终使用PG命令“冷启动”来执行冷启动。为此，
须将模式选择器的开关设置到
RUN
。将在冷启动例行程序中调用
S7-400H
OB100
CPU
CPU
必须处于
自动化系统。然后将
。
启动。备用站
STOP
OB102
CPU
模式，且必
。
被耦
3-4
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 39
使用入门
3.3
实例1：
冗余系统响应故障的实例
CPU
或电源故障
初始情况：
1.
通过关闭电源来模拟
结果：
理用户程序。
2.
重新接通电源。
结果：
-- CPU0
-- CPU0
-- S7-400H
实例2：光纤接口故障
初始情况：
1.
断开其中一根光缆。
S7-400H
CPU1上LED REDF、IFM1F和IFM2F
执行自动链接和更新。
切换到
S7-400H
处于冗余模式。
CPU0
发生故障的情形。
RUN
模式，现在工作在备用站模式。
现在工作在冗余模式。
处于冗余模式。
CPU
的模式选择器开关均设置成
点亮。
CPU1
进入单机模式并继续处
RUN..
结果：两个
点亮。备用站
2.
重新连接光缆。
3.
例如，使用
(CPU1)
结果：
-- CPU1
-- S7-400H
。
CPU
CPU
STEP 7
执行自动链接和更新。
重新开始工作在冗余模式。
LED REDF和IFM1F或IFM2F (
上的
STOP
进入
“操作状态”重启动现正处于
模式。主站
取决于断开哪根光缆)现在都
CPU
继续工作在单机模式。
STOP
模式的原备用站
CPU
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
3-5
Page 40
使用入门
3-6
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 41
安装
章节总览
CPU 41x-H
章节 描述 页码
4.1 CPU
4.2 CPU
4.3
4.4
4.5
4.9
4.10 PROFIBUS DP
4.11 S7--400 CPU
状态和出错
读取服务数据
模式选择器
多点接口
的控制和显示元件
的监视功能
LED
(MPI)
接口
的参数总览
4
4-2
4-6
4-8
4-11
4-12
4-21
4-22
4-23
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
4-1
Page 42
安装
CPU 41x-H
4.1 CPU
的控制和显示元件
CPU 414-4H/417-4H
显示模块标志、版本、缩写的订货号
和固件版本的标签
INTF、EXTF、BUS1F
BUS2F、FRCE、RUN
STOP LED
存储卡插槽
模式选择器
MPI/PROFIBUS DP
的控制和显示元件
、
、
接口
6ES7417-4HL04-0AB0
V4.0.0
版
INTF
EXTF
BUS1F
BUS2F
IFM1F
IFM2F
FRCE
RUN
STOP
RACK0
RACK1
REDF、IFM1F
IFM2F、MSTR
、
、
RACK0、RACK1 LED
在盖板下在盖板下
用于同步模块1的插槽
PROFIBUS DP
接口
用于外部备用电压的连接器
在后面板上
用于设置机架号的开关
4-1 CPU 414-4H/417-4H
图
用于同步模块2的插槽
的控制和显示元件的布局
4-2
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 43
LED
显示
安装
CPU 41x-H
4-1
表
4.2
第
4-1
表
INTF
EXTF
FRCE
RUN
STOP
BUS1F
BUS2F
MSTR
REDF
RACK0
RACK1
IFM1F
IFM2F
显示了各个
4.3
节和第
CPU的LED
LED
CPU
节涉及由这些
颜色 含义
红色 内部故障
红色 外部故障
黄色 处于激活状态的强制请求
绿色
黄色
红色
红色
黄色
红色 丢失冗余/冗余错误
黄色 机架0中的
黄色 机架1中的
红色 接口模块1上的错误
红色 接口模块2上的错误
LED
上的
总览。
LED
显示
RUN
模式
STOP
模式
MPI/PROFIBUS DP
MPI/PROFIBUS DP
CPU
控制过程
指示的错误和状态。
接口1上的总线错误
接口2上的总线错误
CPU
CPU
模式选择器开关
可以使用模式选择器开关来设置
置的摇臂开关。
4.5
第
节涉及模式选择器开关的功能。
用于存储卡的插槽
可以在该插槽中插入一个存储卡。
有两种类型的存储卡：
• RAM
可以使用
•
闪存卡
闪存卡可在没有备用电池时用来对用户程序和数据进行故障安全备份。可以在
PG或CPU
欲知详细信息，请参见存储卡和第
用于接口模块的插槽
可以将一个
CPU
卡
RAM
卡扩展
CPU
的装载存储器。
中编程闪存卡。闪存卡还可扩展
H--sync
模块插入到该插槽中。
的当前工作模式。模式选择器开关是具有3个位
CPU
装载存储器。
4.8
节。
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
4-3
Page 44
安装
CPU 41x-H
MPI/DP
接口
可以连接到
•
•
•
使用带斜电缆引出端的总线连接器，参见
可以将
口。
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
持连接更多DP站。
设置机架号
使用
(向下)
是机架号0。
CPU的MPI
的设备，例如：
编程设备
操作和监视设备
欲知更多
MPI
S7-400或S7-300 PLC
的信息，请参见第
S7--400
接口组态成DP主站使用，进而作为多达32个DP从站的
4.9
节。
可编程控制器，安装
PROFIBUS DP
接口
接口支持连接分布式
CPU
后面板上的选择器开关来设置机架号。开关具有两个位置，即1(向上)和
。给一个
CPU
分配机架号0，给伙伴
I/O、PG和OP
CPU
分配机架号1。两个
。在系统的单机模式中，它还支
CPU
，第7章
接
0
的缺省设置都
4-4
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 45
安装
CPU 41x-H
将一个外部备用电压连接到“
S7-400H
•
•
•
可以通过将
实现相同的效果。
“
•
•
将一个辅助电压连接到了“
的电缆。注意插孔的极性。
电源模块支持使用两个备用电池。这允许：
备份存储在一个
维持动态数据块中的数据以及标志、定时器、计数器和系统数据的保持性，以及
缓冲内部时钟。
5VDC和15 VDC
EXT. BATT.
”输入的属性：
极性反向保护
短路电流限制为
正极 负极
EXT. BATT.
RAM
模块中的用户程序，
之间的辅助电压连接到
20 mA
EXT. BATT
2.5
毫米插孔
∅
”插口
CPU
的“
”输入y表示下图所示的一根带
EXT. BATT.
2.5
”插口来
毫米插孔
注意
当替换电源模块且希望在替换期间备份存储在
面所述，将一个辅助电源连接到“
EXT. BATT.
RAM
中的用户程序和数据时，应按前
”输入。
自动化系统
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S7-400H
容错系统
4-5
Page 46
安装
CPU 41x-H
4.2 CPU
的监视功能
监视功能和出错消息
CPU
的硬件和操作系统提供了监视功能，可确保正确操作及对出错作出所定义的响
应。多种错误同样可能触发用户程序的响应。
下表提供对可能的错误及其原因、
CPU
每个
错误类别 错误原因 操作系统的响应 出错
时钟脉冲故障 监视处理器时钟脉冲故障
访问错误 模块故障
超时错误
电源模块出错
(
不是电源故障
诊断中断 一个支持中断的
删除/插入中断 删除或插入了一个SM，插入的模块类型错误。调用
CPU
硬件错误
程序执行错误
)
还提供了测试和信息功能，这些功能可以在
系统停止
(SM、FM、CP)
•
用户程序的运行时间
OB)
错误
• OB
•
启动信息缓冲区溢出
•
日时钟错误中断
在中央或扩展机架中：
•
电源模块中至少一个备用电池为低电
压。
•
丢失备用电压。
•
电源模块的
断。
•
检测到并排除了一个存储器错误
•
冗余耦合：数据传送出错。
•
优先级被调用，但相应OB不可用。
•
如果为
于故障状态。
•
过程映像更新出错
超出指定的最大周期。
请求出错
24 V
SFB
调用：背景数据块丢失或处
(OB1
电源发生故障。
I/O
模块报告一个诊断中
CPU
和所有中断和
相应响应的总览。
STEP 7
通过设置一个“OD”(输出禁止)信
号，禁止数字量输出
LED“EXTF
亮。
在SM中：
•
•
•
如果为其它模块：
•
LED“INTF
亮。
调用
如果没有装载OB：
式。
调用
如果没有装载OB：
调用
如果没有装载OB：
式。
如果没有装载OB：
式。
调用
如果没有装载OB：
模式。
调用
如果没有装载OB：
式。
”在错误排除之前一直点
OB122
调用
诊断缓冲区中的条目
如果为输入模块：为累加器或过
程映像中的日期输入“
OB122
调用
”在错误排除之前一直点
OB80l
OB81
OB82
OB83
OB84
OB85
中调用。
null
CPU进入STOP
CPU
继续运行。
CPU进入STOP
CPU进入STOP
CPU
保持在
CPU进入STOP
”
RUN
LED
--
EXTF
INTF
模
EXTF
EXTF
模
EXTF
模
INTF
INTF
模
EXTF
4-6
自动化系统
S7-400H
容错系统
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Page 47
安装
CPU 41x-H
错误类别 出错
机架/站的故障
通讯错误
执行被取消 取消执行程序块。导致取消的可能原因
•
扩展机架中的电源故障
• DP
分段的故障
•
耦合分段的故障：IM丢失或发生故障，
电缆中断
•
状态信息无法写入
•
错误的消息帧标识符
•
消息帧长度错误
•
非法的全局标识符编号
• DB
访问错误
DB
为：
•
括号的嵌套深度超出最大值
•
主控继电器的嵌套深度超出最大值
•
同步错误的嵌套深度超出最大值
•
块调用(U堆栈)的嵌套深度超出最大
调用
如果没有装载OB：
式。
调用
如果没有装载OB：
模式。
调用
如果没有装载OB：
式。
OB86
OB 87
OB 88
操作系统的响应错误原因
CPU进入STOP
CPU
不进入
CPU进入STOP
模
STOP
模
值
•
块调用(B堆栈)的嵌套深度超出最大
值
•
本地数据分配出错
编程错误 机器代码/用户程序错误：
MC7
代码错误
• BCD
•
•
•
•
•
•
•
•
已编译的用户程序出错，例如非法OP代码
或跳转超出了块的结束点
码转换错误
范围长度错误
范围错误
对齐错误
写错误
定时器编号错误
计数器编号错误
块编号错误
没有装载块
OB121
调用
如果没有装载OB：
式。
CPU进入STOP
要求重启动或将
模式。
CPU
CPU进入STOP
存储器复位。
模
LED
EXTF
INTF
INTF
INTF
INTF
自动化系统
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S7-400H
容错系统
4-7
Page 48
安装
含
义
含
义
CPU 41x-H
4.3
状态和错误显示
LED RUN和STOP
RUN和STOP LED
LED
RUN STOP
H D CPU处于RUN
D H CPU处于STOP
B
2HzB2Hz
B
0.5
Hz
B
2Hz
D B
x B
H
H
2Hz
0.5
Hz
提供关于激活的
错误触发了
CPU状态= DEFECT。INTF、EXTF和FRCE LED
由测试功能触发了
启动了冷重启/暖重启。重启动/暖重启可能需要一分钟或更长时间，时间的
长短取决于被调用OB的长度。如果
中可能存在错误。
未缓冲上电的自检处于忙碌状态。自检可能占用多达10分钟。
CPU
CPU
STOP
存储器复位处于忙碌状态
请求存储器复位。
CPU
的操作状态信息。
含义
模式。
模式。没有执行用户程序。可以进行冷启动/热启动。如果由
状态，也将置位错误指示器
STOP
状态。
CPU
(INTF或EXTF)
仍然不进入
。
也闪烁。
RUN
模式，则系统组态
B
0.5
Hz
D=LED
B
0.5
Hz
熄灭；
调试模式
H=LED
LED MSTR、RACK0和RACK1
LED -- MSTR、RACK0和RACK1
三个
息，并显示控制双向
LED
MSTR RACK0 RACK1
H x x CPU
x H D
x D H
D=LED
熄灭；
H=LED
I/O
点亮；
模块的
机架号0上的
机架号1上的
点亮；
B=LED
CPU
。
控制双向
x=LED
以指定的频率闪烁；
提供有关在
I/O
CPU
CPU
CPU
上组态的安装机架号的信
含义
状态与此无关
x=LED
状态与此无关
4-8
自动化系统
S7-400H
容错系统
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Page 49
LED INTF、EXTF和FRCE
含
义
含
义
LED，INTF、EXTF和FRCE
三个
信息。
CPU 41x-H
安装
提供了有关用户程序执行期间的错误和特殊事件的
LED
INTF EXTF FRCE
H x x
x H x
x x H
H=LED
点亮；
LED BUSF1和BUSF2
LED BUSF1和BUSF2
LED
BUS1F BUS2F
H x
x H
B x DP
x B DP
x=LED
指示
MPI/DP
在
PROFIBUS DP
在
主站：
DP
从站：
主站：
DP
从站：
含义
检测到一个内部错误(编程或参数分配错误)。
检测到一个外部错误，即不是由
强制请求处于忙碌状态。
CPU
模块触发的错误。
状态与此无关
MPI/DP和PROFIBUS DP
接口上发现错误。
接口上发现错误。
PROFIBUS DP接口1
没有响应。
DP
主站不对此寻址
PROFIBUS DP接口2
没有响应。
DP
主站不对此寻址
接口上的错误。
含义
上的一个或一个以上从站
上的一个或一个以上从站
H=LED
点亮；
B=LED
闪烁；
x=LED
状态与此无关
自动化系统
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S7-400H
容错系统
4-9
Page 50
CPU 41x-H
含
义
安装
LED IFM1F和IFM2F
LED REDF
LED IFM1F和IFM2F
LED
IFM1F IFM2F
H x
x H
H=LED
点亮；
LED REDF
REDF LED
B
0.5 Hz
B
2Hz
D
H
x=LED
指示具体的系统状态和冗余错误。
耦合
更新
(CPU
冗余
(CPU
冗余
除冗余、耦合、更新外的所有系
统状态
指示第一个和第二个模块接口的错误。
含义
在模块接口1上发现错误。
在模块接口2上发现错误。
状态与此无关
系统状态 边界条件
)
为冗余
为冗余
)
无冗余错误
I/O
发生
冗余错误：
• DP
主站故障，或部分或整个DP主站系
统故障
• DP
从站中冗余丢失
--
--
--
诊断缓冲区
D=LED
通过使用
错误。
熄灭；
H=LED
STEP 7 (PLC -->
点亮；
B=LED
按设定的频率闪烁
模块信息)从诊断缓冲区中读取出错的确切原因以便排除
4-10
自动化系统
S7-400H
容错系统
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Page 51
安装
CPU 41x-H
4.4
要求
使用实例
步骤
读取服务数据
V5.3
安装
如果由于服务事件而需要联系客户支持，则该服务部门可能要求您提供系统
态的特殊诊断信息。该信息存储在诊断缓冲区和实际服务数据中。
选择“
后将它们发送给客户支持。
请注意：
•
•
1.
或更高版本的
PLC -->
如可能，在
在关系到冗余系统的场合，始终保存两个
在同步丢失后仍处于
选择“
保存服务数据”命令来读取该信息，并将数据保存到两个文件，然
CPU
PLC -->
STEP 7
STOP
进入
RUN
保存服务数据”命令
。
模式或在冗余系统丢失同步之后立即保存服务数据。
模式的
CPU
CPU
的服务数据，也就是说，包括那些
的服务数据。
CPU
状
在下一个对话框中，选择文件路径和文件名。
2.
保存文件。
3.
根据要求，将这些文件转发给客户支持。
自动化系统
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容错系统
4-11
Page 52
安装
CPU 41x-H
4.5
模式选择器开关
模式选择器开关的功能
该开关可用来将
式的更多选项。
位置
模式选择器开关为摇臂开关。图
CPU
设置为
RUN或STOP
4-2
显示了开关的位置。
，或复位
RUN
STOP
MRES
CPU
存储器。
STEP 7
提供改变模
图
表
模式或保持在该模式，这和模式选择器开关的位置无关。
4-2
表
RUN
STOP CPU
MRES
(CPU
复位；主站
复位
模式选择器开关的位置
位置
如果没有发生阻碍启动的错误和其它错误，则
持空闲状态。因此可以访问
带按式按钮动作的摇臂开关位置用来复位
存储器
)
4-2
4-2
提供了开关位置的详细信息。如果发生错误或启动错误，则
不执行用户程序，且缺省时输出模块被禁止。
模式选择器开关的位置
I/O
。
注释
CPU
CPU
存储器，参见第
将进入
RUN
模式，然后执行用户程序或保
4.7
节。
CPU
将进入
STOP
4-12
自动化系统
S7-400H
容错系统
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Page 53
安装
CPU 41x-H
4.6
防护等级
可以为项目定义一个安全等级，以防止在未授权的情况下访问
设置的目的在于允许用户访问没有口令保护的某些指定的PG功能，并允许该用户在
CPU
设置安全等级
可以在
如果不知道口令，则可以通过模式选择器开关手动复位
全设置。执行该操作时，
表
表
CPU
程序。这些安全
上执行这些功能。以口令登录时，用户可以执行所有PG功能。
STEP 7
4-3
列出了
4-3 CPU
可视化块列表 允许访问 允许访问 允许访问
监视变量 允许访问 允许访问 允许访问
模块状态
控制和监视功能 允许访问 允许访问 允许访问
S7
通讯
读取时间 允许访问 允许访问 允许访问
设置时间 允许访问 允许访问 允许访问
状态块 允许访问 允许访问 需要口令
PG
上传到
CPU
下载至
删除块 允许访问 需要口令 需要口令
压缩存储器 允许访问 需要口令 需要口令
将用户程序下载至存储卡 允许访问 需要口令 需要口令
控制选择 允许访问 需要口令 需要口令
控制变量 允许访问 需要口令 需要口令
断点 允许访问 需要口令 需要口令
清除断点 允许访问 需要口令 需要口令
的配置硬件下将
S7--400 CPU
安全等级（续）
CPU
功能 安全等级
STACKS
CPU
安全等级设置为
CPU
可能不包含闪存卡。
1--3
CPU
。
存储器，以便清除该安
的安全等级。
1
允许访问 允许访问 允许访问
允许访问 允许访问 允许访问
允许访问 允许访问 需要口令
允许访问 需要口令 需要口令
安全等级
2
安全等级
3
自动化系统
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S7-400H
容错系统
4-13
Page 54
安装
CPU 41x-H
表
4-3 CPU
安全等级（续）
4.7
CPU
功能 安全等级
存储器复位 允许访问 需要口令 需要口令
强制 允许访问 需要口令 需要口令
安全等级
1
安全等级
2
存储器复位的操作顺序
使用实例A：希望将一个新的用户程序下载至
1.
将开关设置到
结果：
2.
将开关切换到
STOP
STOP LED
MRES
位置。
点亮。
，然后保持在该位置。该选择器开关位置具有一个按式按钮
动作触点。
STOP LED
结果：
3.
释放开关，使其在接下来的三秒内返回
STOP LED以2Hz
结果：
熄灭1秒，点亮1秒，然后熄灭1秒，之后一直保持点亮。
的频率闪烁至少3秒(正在复位
点亮
使用实例B：
(
系统存储器复位请求，例如在删除或插入了一个存储卡之后)。
STOP LED以0.5 Hz
的频率慢速闪烁，指示
CPU
。
MRES
，然后重新释放。
CPU
存储器)，之后持续
CPU
正在请求复位存储器
3
CPU
存储器复位的顺序
CPU
• CPU从RAM
• CPU
• CPU
• CPU
• CPU
•
将开关切换到
结果：当正在复位
LED
持续点亮。
MRES
，然后重新释放。
CPU
存储器时，
STOP LED以2Hz
的频率闪烁至少3秒，之后
存储器复位顺序：
中删除用户程序。
从装载存储器中删除用户程序。该过程从板载
RAM
和任何一个
RAM
卡中删除
程序。当用闪存卡扩展装载存储器时，并不删除存储在闪存卡上的用户程序元
素。
复位所有计数器、标志和定时器，但不复位日时钟。
测试其硬件。
将其参数设置成缺省值。
当插入一个闪存卡时，通过将用户程序和系统参数从闪存卡复制到
器复位之后，
CPU
继续运行。
RAM
进行存储
4-14
自动化系统
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容错系统
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Page 55
安装
CPU 41x-H
CPU
存储器复位之后所保持的数据
下列数值在
•
诊断缓冲区的内容
如果在
缺省设置
可以使用
• MPI
CPU
CPU
(120
STEP 7
接口参数。这些参数定义
性。
•
时间
•
工作时间计数器的状态和数值
特性：
MPI
参数
MPI
效的
插入了闪存卡 存储在闪存卡上的
没有插入闪存卡 参数
参数在
MPI
参数。
CPU
CPU
...
存储器复位之后仍将保持：
MPI
...
有效
CPU
中，因而有效
CPU
将诊断缓冲区容量复位成其
地址。请注意下表所显示的特
MPI参数...
存储器复位期间没有插入闪存卡，则
个条目)，也就是说，将在诊断缓冲区中保持最近的
读取诊断缓冲区的内容。
MPI
地址和最高
存储器复位期间采用一个异常位置。下表列出了
存储器复位
...
保持在
120
个条目。
CPU
存储器复位后有
冷启动
•
冷启动使用存储在装载存储器中的起始值初始化过程映像、所有标志、定时器、
计数器和数据块，而和这些数据是否组态成具有保持性无关。
•
重启动(暖启动
•
)
OB1或OB102
程序从
暖重启复位过程映像和非保持性标志、定时器和计数器。
保持性标志、定时器、计数器和所有数据块保持它们的最后有效值。
•
•
OB1或OB101
程序从
只有在备份了存储器时，才能在电源发生故障后进行暖重启。
重启动/暖重启的操作顺序
1.
将开关设置到
STOP LED
结果：
2.
将开关设置到
STOP LED
结果：
CPU
是执行重启动还是热启动取决于其组态。
STOP
RUN
继续执行。
继续执行。
位置。
点亮。
位置。
熄灭，
RUN LED
点亮。
自动化系统
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S7-400H
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4-15
Page 56
CPU 41x-H
安装
冷重启的操作顺序
始终使用PG命令“冷启动”来执行冷启动。为此，
须将模式选择器的开关设置到
4.8
使用存储卡扩展装载存储器
订货号
该章结束处的技术数据中列出了存储卡的订货号。
存储卡的设计
存储卡的大小相当于
正视图
PCMCIA
RUN
。
卡的大小。要将它插入
侧视图
CPU
必须处于
CPU
的前面板的插槽中。
STOP
模式，且必
图
存储卡的功能
存储卡和
可操作数据：
•
•
•
•
夹具
4-3
存储卡的设计
CPU
上的一个集成存储区组成
整个用户程序
注释
符号系统
允许反编译用户程序的附加信息
型号牌
CPU
的装载存储器。装载存储器可能包含的
4-16
•
所有模块参数
自动化系统
S7-400H
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Page 57
存储在存储卡上的数据
下列数据可以存储在存储卡上：
•
用户程序，即OB、FB、FC、DB和系统数据
安装
CPU 41x-H
•
•
确定
确定
CPU
I/O
•从STEP 7 V5.1
S7 --400
用于
的存储卡类型
有两种类型的存储卡可用于
• RAM
•
闪存卡
卡
(FEPROM卡)
注意
不能在
S7--400
使用哪种类型的存储卡
RAM
使用
表
卡还是使用闪存卡取决于具体应用情况。
4-4
特性的参数
模块特性的参数。
版起，适合的存储卡上的所有项目文件。
S7--400
中使用系统未知的存储卡。
存储卡类型
：
RAM
卡
...
如果
还希望能在
如希望在断电时，即在没有备用电池时或在
CPU
将用于下载用户程序的
储卡”下载
可以在
SDB
或
CPU
从
RUN
模式中编辑程序， 使用
之外在存储卡上永久备份用户程序，
RAM
卡插入到
STEP 7
STOP或RUN
中的用户程序。
模式中将整个用户程序或单独的元素，例如FB、FC、OB、
下载至装载存储器。
中删除
RAM
卡时，将丢失存储在该卡上的信息。
CPU
电池。
如果电源装配了一个可操作的备用电池，或
外部备用电压，则如果切断电源时
则将保持
RAM
卡的内容。
RAM
卡仍然插在
RAM
卡
则使用闪存卡
中。通过选择“
RAM
CPU
EXT. BATT.
在“
CPU
中且
...
则
PLC -->
将程序下载至存
卡没有装配集成的备用
”输入处提供一个
CPU
仍然插在机架中，
DB
自动化系统
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容错系统
4-17
Page 58
CPU 41x-H
安装
闪存卡
如果使用闪存卡，则有两种方法可以装载用户程序：
•
使用模式选择器开关将
PLC -->
择“
卡。
•
将用户程序装载到编程设备/编程适配器中处于离线模式的闪存卡中，然后将该闪
存卡插入到
闪存卡为非易失性存储器，也就是说，当从
情况下操作
有外部备用电压)，会保持卡中的数据。
始终将整个用户程序下载至闪存卡。
下载附加的用户程序元素
可以将更多用户程序元素从PG下载至
复位存储器时删除该存储区中的内容，也就是说，在
在存储卡上的用户程序更新装载存储器。
存储卡的容量要求
存储卡的容量由用户程序范围和由使用功能模块或通讯模块而产生的附加存储空间来
确定。欲知所需存储空间的详细资料，请参见这些模块的手册。
CPU
设置为
将用户程序下载至存储卡”将
CPU
中。
S7--400时(
电源模块中没有备用电池或
STOP
。将闪存卡插入到
STEP 7
CPU
CPU
的集成装载存储器中。请注意，
中的用户程序下载至闪存
中删除闪存卡，或在没有备用电压
CPU
的“
CPU
CPU
EXT. BATT.
存储器复位后，将用存储
中，然后通过选
”输入处没
CPU
会在
4-18
自动化系统
S7-400H
容错系统
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Page 59
使用
SIMATIC
管理器确定需要的存储空间
安装
CPU 41x-H
可以通过选择“属性-离线块文件夹”对话框(块
-- >
对象属性
-- >
块标签)来离线查
看块长度。
离线视图显示了下列长度：
• PLC
的装载存储器大小(除去系统数据后所有块的总和
• PLC的RAM
工程设备
(PG/PC)
大小(除去系统数据后所有块的总和
的块长度不在块容器的属性中显示。
)
)
以“字节”为单位显示块长度。
在块属性中显示下列数值：
•
所要求的本地数据量：以字节为单位的本地数据长度
• MC7
• PLC
：以字节为单位的
的装载存储器的长度
• PLC的RAM
的长度(只有在硬件分配已知时
MC7
代码的长度，或DB用户数据的长度
)
这些视图始终显示这些块数据，而和是否位于在线视图或离线视图窗口无关
当打开了一个块容器且设置了“查看详细信息”时，项目视图始终指示
RAM
而与块容器是出现在在线视图还是离线视图窗口中无关。
可以通过选择所有相关块来叠加块长度。
SIMATIC
管理器在其状态栏中输出所选块的
总长度。
..
要求，
该视图不指示不能下载至
工程系统
(PG/PC)
的块长度不在详细视图中显示。
PLC
的块长度(例如
VAT)
。
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
4-19
Page 60
CPU 41x-H
安装
技术数据
名称 订货号
MC 952 / 256 KB / RAM 6ES7 952-1AH00-0AA0
MC 952 / 1 MB / RAM 6ES7 952-1AK00-0AA0
MC 952 / 2 MB / RAM 6ES7 952-1AL00-0AA0
MC 952 / 4 MB / RAM 6ES7 952-1AM00-0AA0
MC 952 / 8 MB / RAM 6ES7 952-1AP00-0AA0
MC 952 / 16 MB / RAM 6ES7 952-1AS00-0AA0
MC 952 / 1 MB / 5V
MC 952 / 2 MB / 5V
MC 952 / 4 MB / 5V
MC 952 / 8 MB / 5V
MC 952 / 16 MB / 5V
MC 952 / 32 MB / 5V
MC 952 / 64 MB / 5V
W¢H¢D(
尺寸
重量 最大为
EMC
保护
闪存
闪存
闪存
闪存
闪存
闪存
闪存
单位为毫米
6ES7 952-1KK00-0AA0
6ES7 952-1KL00-0AA0
6ES7 952-1KM00-0AA0
6ES7 952-1KP00-0AA0
6ES7 952-1KS00-0AA0
6ES7 952-1KT00-0AA0
6ES7 952-1KY00-0AA0
)
5V
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
7.5 ¢ 57 ¢ 87
由设计措施确保
时的电流消耗
35 mA
80 mA
40 mA
90 mA
45 mA
100 mA
45 mA
100 mA
45 mA
100 mA
45 mA
100 mA
40 mA
90 mA
50 mA
100 mA
40 mA
90 mA
50 mA
100 mA
55 mA
110 mA
55 mA
110 mA
55 mA
110 mA
35 g
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
典型为
最大为
--
--
--
--
--
--
--
备用电流
1 µΑ
40 µA
3 µA
50 µA
5 µA
60 µA
5 µA
60 µA
5 µA
60 µA
5 µA
60 µA
4-20
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 61
安装
CPU 41x-H
4.9
2
个可连接设备
多点接口
PG/OP-CPU
CPU-CPU
通讯
(MPI)
例如，可以将下列节点连接到
•
编程设备
•
操作和监视设备
•
附加
一些可连接设备从接口获得
通讯
CPU
能并行处理到
PG
，一个连接被保留给
CPU
通过S7通讯交换数据。
欲知更多信息，请参见“使用
(PG/PC)
(OP和TD)
SIMATIC S7 PLC
PG/OP
24V
的多个在线连接。缺省状态下，其中一个连接被保留给
OP/
操作和监视设备。
MPI
：
电源。不隔离该电压。
STEP 7
编程”手册。
连接器
MPI
将
始终为
到
PROFIBUS DP或PG
MPI (
参见
接口用作DP接口
还可以将
新组态
MPI
MPI
电缆使用带斜电缆引出端的总线连接器，以将设备连接
安装手册
接口组态成DP接口使用。为此，在
接口。该特征可用来组态包含高达32个从站的一个DP段。
，第7章)。
SIAMTIC
管理器中在
STEP 7
下重
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
4-21
Page 62
安装
CPU 41x-H
4.10 PROFIBUS DP
可连接设备
可以将符合DP标准的任何一个从站连接到
在此，
主站。
各种兼容设备从接口获取
连接器
始终使用用于
章)。
冗余模式
在冗余模式下，
CPU
表示DP主站，通过
PROFIBUS DP和PROFIBUS
PROFIBUS DP
接口
PROFIBUS DP
24 V
电源。不隔离该电压。
接口具有相同的参数。
PROFIBUS DP
现场总线连接到被动从站或其它
电缆的总线连接器
接口。
(
参见安装手册，
DP
第
5
4-22
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 63
安装
CPU 41x-H
4.11 S7-400 CPU
缺省值
所有参数都提供适用于很大范围的标准应用的缺省设置。因此，
可立即使用，无需进行进一步的设置。
通过在
参数块
CPU
的缺省设置。通过在
下表提供了可组态
•
•
•
•
•
STEP 7
的响应和属性可以在存储于系统数据块中的参数中来设置。
常规属性，例如
启动，例如启用热启动
周期/时钟存储器，例如周期监视时间
保持性，即所保持的标志、定时器和计数器的数目
存储器，例如本地数据
的参数总览
中选择“配置硬件”可以确定与
HW Config
CPU
系统属性的总览。
CPU
名称
中编辑参数，可以修改这些缺省值。
CPU
相关的缺省值。
S7-400
CPU
具有一个定义
准备就绪，
工程工具
注意：如果在参数中修改
别所有系统数据。结果为，由
通过来自装载存储器中的数值进行初始化。
如果编辑下列参数，则将修改可用于代码和数据块的
--
过程映像的大小，“周期/时钟存储器”标签中的字节数
--
“存储器”标签中的通讯资源
--
“诊断/时钟”标签中的诊断缓冲区的大小
--
“存储器”标签中所有优先级的本地数据量。
•
将中断(过程中断、延迟中断、异步错误中断)分配给优先级
•
日时钟中断，例如启动、间隔持续时间和优先级
•
监视狗中断，例如优先级，时间间隔长度
•
诊断/时钟，例如时间同步
•
防护等级
可以在
STEP 7
中使用“配置硬件”来设置单个
RAM
的分配，则当把系统数据装载到
SFC
生成的所有DB都将被删除，而剩余的数据块将
CPU
参数。
RAM
RAM
区域：
时，
CPU
会识
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
4-23
Page 64
安装
CPU 41x-H
注意
在修改下面列出的参数时，操作系统会初始化下列元素。
•
•
•
•
•
这些初始化为：
--
--
--
--
系统按与冷启动相同的方式启动。
输入的过程映像的大小
输入的过程映像的大小
本地数据的大小
诊断缓冲区输入的数目
通讯资源
以装载的数值初始化数据块
将删除M、C、T、I和Q，而和保持性设置
将删除由
SFC
生成的
DB
将关闭永久编程的动态连接
(0)
无关
专门保存的参数
下列参数专门保存在一个冗余
•
•
在复位存储器时并不删除这些参数，也不能在
CPU
冗余
使用
冗余
的机架号，即0或
CPU
后面板上的选择器开关来改变机架号。
CPU
的工作模式，单机模式或冗余模式
欲知如何改变冗余
CPU
中。
1
CPU
工作模式的信息，请参见附录B。
HW Config
中对其进行更改。
4-24
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 65
处于
章节总览
Profibus DP
模式的
章节 描述 页码
5.1
5.2
Profibus DP
作为
一致性数据
S7-400H
CPU 41x-H
主站的
5
5-2
5-11
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
5-1
Page 66
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
5.1
引言
章节总览
更多参考
Profibus DP
作为
该章描述了将
章节 描述 页码
5.1.1 41xH CPU的DP
5.1.2
5.1.3
欲知关于工程、
STEP 7
参见
CPU
作为
用作
在线帮助系统。
主站的
作为DP主站以及将其组态用于直接数据交换的方法。
Profibus DP
PROFIBUS DP
PROFIBUS
CPU 41x-H
地址区
CPU 41xH
主站的
41xH CPU
主站的
子网和
PROFIBUS
的诊断
子网内的诊断的详细资料和信息，请
5-3
5-3
5-6
更多信息
欲知从
PROFIBUS DP
移植到
PROFIBUS DPV1
http://www.ad.siemens.de/simatic-cs
位于文献号
7027576
下
的详细资料和信息，请登录：
5-2
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 67
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
5.1.1 41xH的DP
41xH CPU
5-1 41x CPU
表
PROFIBUS DP的MPI
作为
PROFIBUS DP的DP
作为
在这些地址中，对于过程映像中的每个
的地址区
DP
诊断地址在输入地址区中占用至少一个字节用于DP主站和每个DP从站。在这些
地址区
PROFIBUS DP的MPI/DP
，作为
接口，各种情况下的输入和输出(字节
接口，各种情况下的输入和输出(字节
地址处，例如，通过
态项目数据时定义DP诊断地址。如果不指定任何DP诊断地址，则
高字节地址开始按降序分配作为DP诊断地址的地址。
通常给
DPV1
主站的从站分配两个诊断地址。
地址区
I/O
可以组态多达x个字节
SFC13的LADDR
接口
414-4H 417-4H
)
)
2048 2048
6144 8192
0至8192 0至16384
参数可以为相关的节点调用DP标准诊断..在组
STEP 7
自动从最
5.1.2
要求
PROFIBUS DP
作为
将相关的
•将CPU
•
•
•
•
CPU
接口组态成DP主站，也就是说，在
组态成DP主站。
分配一个
PROFIBUS
选择工作模式，S7兼容或
缺省设置为
DPV1
分配一个诊断地址
互连DP从站和DP主站系统
主站的
地址
DPV1
41xH CPU
STEP 7
中进行下列设置：
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
5-3
Page 68
处于
Profibus DP
注意
模式的
S7-400H
其中是否有一个
如果是，则它位于
CPU
据传送给DP从站
PROFIBUS
通过
如果不使用
PROFIBUS DP
注意
如果通过
DP
周期。
启动DP主站系统
编辑下列参数，以组态DP主站的启动监视：
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
分配一个从站诊断地址。必须将DP主站连接到DP从站
CPU
的地址区。
从站为
31x或41x CPU
目录的“预组态”站下。在DP主站中给该DP从站
？
监视/修改、编程
MPI
接口，则可以使用
接口来执行监视/修改PG功能。
PROFIBUS DP
接口执行，则应用程序“编程”或“监视/修改”会延长
PROFIBUS DP
接口来编程
CPU
，并指定用于将数
CPU
或通过
DP
主站的
EN 50170
从
•
来自模块的准备就绪消息
•
将参数传送至模块
换句话说，必须在设定时间内由
PROFIBUS
允许使用所有
移植到
EN 50170
Ed1 CP 3/1
征。
DPV1
微修改系统。关于从
页上题为“从
7027576
地址
PROFIBUS
DPV1
的步骤
标准中对分布式
。此处，
功能已被集成到多种西门子自动化组件中。为能使用这些新特征，首先应该稍
EN 50170
。
地址。
I/O
SIMATIC
EN 50170
移植到
CPU (
作为DP主站)启动并组态DP从站。
的改进已经集成到
文档参考
移植到
DPV1的50170
DPV1
。新版本具有多种扩展和简化的特
DPV1
的完整描述，请参见客户支持
”的
IEC 61158 / IEC 61784-1：2002
Internet
FAQ
部分，
FAQ
文献ID为
网
5-4
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 69
PROFIBUS DPV1
支持
DPV1
主站
功能的组件
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
•
集成了DP接口的
•
当与前面所述的其中一个
443-5DX03-0XE0
DPV1
•
系列名称下
站。
• DP
STEP 7
STEP 7 V5.1版+ service pack 2
DPV1
组件可以使用的工作模式
• S7
兼容的模式
在与
• DPV1
在该模式中，可以完全访问
自动化组件。
S7-400 CPU
S7--400 CPU
。
从站
STEP 7
从站通过V3或更高版本的
EN 50170
模式
硬件目录中列出的DP从站在信息文本中可被识别为
兼容的模式中运行的组件不完全支持
。
一起使用时，
GSD
文件集成在
或更高版本。
DPV1
功能。可以和以前一样使用不支持
STEP 7
CP 443-5
中。
DPV1
，订货号为
功能。
DPV1
DPV1
6GK7
从
的站的
DPV1
使用
EN 50170
和
可以在转换到
可以使用
门子
需要一个版本低于V3的
SFC103“DP_TOPOL
诊断中继器用来在运行出错时提高对已损坏模块或DP电缆上的中断的定位能力。该
模块是一个从站，用它来确定DP网段的拓扑并记录从其中产生的任何故障。
可以使用
拓扑进行分析。在相应的在线帮助和
知关于诊断中继器的信息，请参见
货号为
是否兼容
DPV1
后使用所有以前的从站。但这些从站不支持扩展的
DPV1
从站，而无需转换到
DPV1
从站可以工作在S7兼容的模式中。要集成来自其它制造商的
EN50170的GSD
”确定DP主站系统中的总线拓扑
SFC 103“DP_TOPOL
DPV1
。于是，
文件。
”来触发诊断中继器，使其对DP主站系统的总线
DPV1
从站特性如同常规从站..西
“系统和标准功能 ”
PROFIBUS DP
6ES7972-0AB00-8AA0
“用于
。
DPV1
DPV1
手册中描述了
SFC103
的诊断中继器 ”
功能。
从站，
。欲
手册，订
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
5-5
Page 70
处于
点
亮
Profibus DP
模式的
S7-400H
5.1.3
通过
LED
用作
进行诊断
表
分配给组态为
5-2
表
BUSF
关闭 组态正确
点亮
作为DP主站的
所有已组态的从站都可寻址
•
总线错误(硬件故障
• DP
•
多DP主站操作中的不同传输速率(仅单
机模式
闪烁
•
站故障
•
至少其中一个已分配的从站不能寻址
PROFIBUS DP
5-2
显示了
接口故障
BUSF LED
PROFIBUS DP
CPU 41x的BUSF LED
含义 如何操作
)
)
主站的
的含义。
接口的接口的
41xH CPU
的含义
--
•
检查总线电缆是否短路或断裂。
•
评估诊断，重新组态或更正组态。
•
检查总线电缆是否连接到
中断。
•
等待，直到
闪烁，则检查DP从站或评估DP从站的诊断。
的诊断
BUSF LED
CPU 41x
将始终点亮或闪烁。
CPU 41x
已经上电。如果
或总线是否被
LED
不停止
5-6
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 71
通过
请参见
系统和标准功能
STEP 7
读出诊断信息
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
5-3
表
DP
CPU 41x DP
通过
主站
STEP 7
SFC 13
DPNRM_DG
“
SFC 59
RD_REC
“
SFC 51
RDSYSST
“
SFB 52“RDREC
SFB 54“RALRM
读出诊断信息
STEP 7
中的块或标签
从站诊断标签
”
”
”
应用 参见
STEP 7
在
式显示从站诊断
读取从站诊断数据，也就是说，
将这些数据保存到用户程序的数
据区
处理
不一定会将忙碌位设置为“0”。
因此，只要处理
检查
读出S7诊断的数据记录(将这些数
据记录保存到用户程序的数据区
读出
W#16#00B3
SFC 51
SSL
对于
”
读取S7诊断的数据记录，也就是
说，将这些数据保存到用户程序
的数据区
对于
”
读出相关中断OB内的中断信息
用户界面上以纯文本形
SFC13
过程中发生错误时并
SFC13
RET_VAL
SSL
。
DPV1
DPV1
参数。
子列表。使用
调用诊断中断中的
，然后读出从站
从站：
从站：
，就必须
SSL ID
CPU
的
...
STEP 7
参见
诊断”，以及
件和连接
欲知关于
请参见
SFC
关于
标准功能
欲知关于其它从站的结构信息，
请参见相应的描述。
参考手册
在线帮助中的“硬件
STEP 7
使用
手册。
41x CPU
CPU
的信息，请参见
参考手册
结构的信息，
数据
参考手册；欲知
配置硬
系统和
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
5-7
Page 72
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
评估用户程序中的诊断数据
下图显示评估用户程序中的诊断数据的方法。
CPU 41xH
对于整个DP从站的诊断：
调用
在
OB82_MDL_ADDR*
SFC 13
↓
LADDR
参数中输入诊断地址
诊断事件
OB82
OB82_MDL_ADDR
读取
并
OB82_IO_FLAG
读取
(=输入/
输出模块标识符
OB82_IO_Flag的位0
将
OB82_MDL_ADDR
结果：诊断地址
OB82_MDL_ADDR*
“
被调用
)
在
中作为位15输入
”
对于相关模块的诊断：
SFC 51
调用
↓
INDEX
在
在
断数据
参数中输入诊断地址
SSL_ID
参数中输入
)
对于相关组件的诊断：
SFB 54 (在DPV1
调用
↓
MODE=设置1
诊断数据输入
TINFO
和
AINFO
参数。
OB82_MDL_ADDR*
ID W#16#00B3 (=
模块的诊
环境中
)
图
5-8
5-1
诊断
CPU 41xH
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 73
与DP从站功能连接的诊断地址
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
41xH CPU
在
上分配
PROFIBUS DP
配给DP主站一次，分配给DP从站一次。
S7--CPU
PROFIBUS
在组态期间指定两个诊断地址：
诊断地址
在DP主站组态期间，为DP从站(在DP主站
的相关项目中)指定一个诊断地址。下面，
该诊断地址描述为
DP
主站读取该诊断地址处关于DP从站状
态和任何总线中断的信息。参见表
已分配给DP主站
5-4
。
。
的诊断地址。确保在组态期间将DP诊断地址分
DP
从站作为DP主站的
诊断地址
在DP从站组态期间，还可以指定(在DP从
站的相关项目中)一个已分配给DP从站的
诊断地址。下面，该诊断地址描述为
DP
配给
通过该诊断地址，DP从站接收关于DP主
站状态或总线中断的信息。
从站
。
已分
5-2 DP
图
主站和DP从站的诊断地址
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
5-9
Page 74
Profibus DP
处于
事件检测
模式的
S7-400H
5-4
表
显示了处于DP主站模式中的
送的中断的方法。
5-4
表
事件
总线中断
由于总线连接器
短路或断开
DP
从站：
RUN → STOP
DP
从站：
STOP → RUN
在用户程序中进行判断
下表显示了如何在DP主站中判断DP从站的
处于DP主站模式中的
• OB 86
•
•
•
被调用，并显示消息
进入的事件；
已分配给DP主站的DP从站的诊断地址
I/O
带
访问：调用
I/O
访问错误
OB 82
调用
作为进入的事件；
已分配给DP主站的DP从站的诊断地址；
OB82_MDL_STOP=1
变量
OB 82
调用
作为离开的事件；已分配给DP主站的DP从站的诊断地址；变量
OB82_MDL_STOP=0
41xH CPU
41xH CPU
，并显示消息
，并显示消息
的事件检测
DP
OB 122
检测DP从站的操作状态转移或数据传
主站中发生的事件
站故障
，
模块错误
模块正常
RUN--STOP
跳转。参见表
5-4
。
在DP主站中 在DP从站中
诊断地址实例：
主站的诊断地址
主站系统中从站的
诊断地址
除其它信息外，
息：
=1023
=1022
CPU调用OB 82
时具有以下信
• OB 82_MDL_ADDR:=1022
• OB82_EV_CLASS:=B#16#39
作为进入的事件
• OB82_MDL_DEFECT:=
该信息还位于
还应该设置应用程序，以通过
DPNRM_DG
“
DPV1
在
中断信息。
CPU
的诊断缓冲区中
”读取DP从站的诊断数据
环境中，则使用
模块故障
SFB54
SFC 13
。它输出整个
(CPU 41x)
诊断地址实例：
从站的诊断地址
主站的诊断地址=不相关
CPU：RUN → STOP
CPU
生成一个DP从站诊断帧。
..
=422
5-10
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 75
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
5.2
实例1：
实例2：
一致性数据
在内容和某一个时刻写入的过程状态方面属于一个整体的数据被称为一致性数据..为
保持数据一致性，不要在传送期间修改或更新这些数据。
为能在循环程序执行期间给
前将过程信号写入到输入的过程映像，或在程序执行之后将处理结果写入到输出的过
程映像。在随后的程序扫描期间，当寻址地址区“输入”
程序将寻址
块。
当通讯块，例如
断时，可能会出现不一致性。当用户程序修改经通讯块处理过的该过程报警OB的任
何数据时，部分已传送的数据将保持其在过程报警处理之前的原始状态，而其它数据
则由于过程报警处理只表示所增加的数据。
这会导致出现不一致数据，也就是说，数据不再相关。
CPU
的内部存储区(输入和输出的映像位于该区域)，而非直接访问信号模
SFB 14“GET
CPU
提供一个过程信号的一致性映像，可在程序执行之
SFB 15“PUT
”或
(I)
和“输出”
”被较高优先级的过程报警OB中
(O)
时，用户
自动化系统
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容错系统
5-11
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处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
SFC 81“UBLKMOV
SFC 81“UBLKMOV
使用
其它操作系统活动不能中断该复制操作。
SFC 81“UBLKMOV
•
存储器标志
• DB
内容
•
输入的过程映像
•
输出的过程映像
可以复制的最大数据量为
由于不能中断复制，因此使用
增大。
源区域与目标区域一定不能重叠。如果指定的目标区域大于源区域，则此功能只将源
区域中包含的所有数据复制到目标区域。如果指定的目标区域小于源区域，则此功能
只会将能够写入到目标区域的数据复制到目标区域。
5.2.1
通讯块和功能的一致性
”
”将源存储区的内容复制到另一个存储区，即目标区域。
”允许复制下列存储区：
512
个字节。注意指令列表中列出的与
SFC 81“UBLKMOV
”时，
CPU
相关的限制。
CPU
的中断响应时间可能
S7--400
使用
时，不在扫描周期校验点处处理通讯数据；相反，而是在程序周期的固
定时间片内处理该数据。
系统始终可以一致性地处理字节、字和双字数据格式，也就是说，不能中断对1个字
节、1个字=2个字节或1个双字=4个字节的传送或处理。
当用户程序调用通讯块例如
用和访问共享数据)时，只能通过实际的“
SFB 12 BSEND”和SFB 13 BRCV”(
DONE
”参数来协调对该数据区的访问。
它们只能成对地使
这样便可以在用户程序中确保用通讯块进行本地传送的通讯区的数据一致性。
相反，S7通讯功能不要求在
PUT
“
”的块。在此，应在编程阶段考虑一致性数据量。
PLC
的用户程序中使用如
SFB 14“GET
”、
SFB 15
5-12
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S7-400H
5.2.2
CPU
访问
操作系统的通讯功能以固定的块长度访问
S7-400 CPU
这能确保中断响应时间不受通讯负载影响。由于该访问与用户程序异步执行，因此，
不能传送无限字节数的一致性数据。
下面描述了用于确保数据一致性的规则。
的工作存储器
的变量长度高达
5.2.3 SFB 14“GET
规则
SFB 14
如果遵守下列要点，则可以一致性地接收数据：
在激活一个新请求之前，判断接收区域
SFB 15
472
个字节。
”或读取变量和
CPU
的工作存储器。块长度与
SFB 15“PUT
RD_i
的整个当前使用部分。
CPU
有关。
”或写入变量的一致性
启动一个发送操作时
SD_i
中的数据进行复制。可以在块调用后，将新数据写入到这些区域，而不损坏当
前发送数据。
注意
在状态参数
DONE
(REQ
的上升沿)，系统会将要从用户程序中传送的发送数据区
的值变为1时，传送操作才完成。
自动化系统
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5-13
Page 78
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
5.2.4
SFC 14“DPRD_DAT
使用
SFC 15“DPWR_DAT
使用
从DP标准从站一致性地读取数据和将数据一致性地写入到DP标准从站
SFC 14“DPRD_DAT
使用
准从站的数据。
如果在数据传输期间没有出错，则将所读取的数据输入到由
围。
目标范围的长度必须与用
通过调用
SFC 15“DPWR_DAT
使用
中的数据一致性地传送到已寻址的DP标准从站。
源范围的长度必须与用
注意
SFC 14
”从DP标准从站一致性地读取数据
”“读取DP标准从站的一致性数据”一致性地读取DP标
STEP 7
，只能访问已组态起始地址处的一个模块
为选定模块所组态的长度相同。
”将数据一致性地写入到DP标准从站
”，“将一致性数据写入到DP标准从站”将
STEP 7
为选定模块所组态的长度相同。
RECORD
/DP ID
定义的目标范
的数据。
RECORD
PROFIBUS DP
标准从站遵守这些上限。
CPU
相关的限制。对于这些
每个DP从站的用户数据”中的DP标准来确定
而较新的
标准为传送一致性用户数据定义了上限，请参见下一章。典型的
1999
年以前发布的
CPU
，可以通过相关技术规范的索引条目“DP主站
CPU
则能超过DP标准从站所能发送和接收的数据量上限。
CPU
在传送一致性用户数据方面具有与
CPU
可以一致性读写的最大数据长度。
DP
--
5-14
自动化系统
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传输DP从站上的一致性用户数据的上限
处于
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S7-400H
PROFIBUS DP
因此，在一个块中最多可以将64个字
可以在组态中定义一致性数据的长度。在特殊标识格式
据的最大长度为64个字
长度为
128
标准定义了将一致性用户数据传送给DP从站的上限。
= 128
个字节的用户数据传送给DP从站。
(SIF)
= 128
个字节，输入的最大长度为
128
个字节。不允许使用更大的长度值。
中，可以定义一致性数
个字节，输出的最大
该上限只适用于纯用户数据。诊断和参数数据将被归组，以组成完整的数据记录，从
而始终一致性地传送。
在常规标识格式
(GIF)
中，可以定义一致性数据的最大长度为16个字
=32
个字节，
输入的最大长度为32个字节，输出的最大长度为32个字节。不允许使用更大的长度
值。
在此须注意一点：作为DP从站操作的
外部主站上进行组态(由
PROFIBUS DP
的传送内存中只支持最大长度为16个字
GSD
文件实现)。因此，作为DP从站操作的
41x CPU
通常必须支持其通过常规标识格式在
=32
41x CPU
个字节。
在
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容错系统
5-15
Page 80
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
5.2.5
不使用
可以在不使用
送的DP从站的数据区将被写入到一个过程映像分区。因此，该区域中的数据始终具
有一致性。然后，可以使用装载/传送命令(例如
了访问一致性数据以及执行和组态如驱动器或其它DP从站等设备的一种非常简单、
有效(低运行负载)的方法。
对组态为一致性的数据区的任何直接访问，
例如
将
•
•
•
SFC 14或SFC 15
SFC14或SFC15
L PEW或TPAW
SFC14/15
当从
像。虽然在使用系统功能
此。换句话说，无法保证过程映像和系统功能
和过程映像方法一样，
个地址区。
在使用
下列错误：阻止对过程映像读/写访问，且/或
问操作。
解决方案转换为过程映像解决方案时的重要注意事项：
SFC14/15
CP 443-5
，都不会导致发生
方法转换为过程映像方法时，不建议同时使用系统功能和过程映
扩展型的情况下，若同时使用系统功能和过程映像，则会导致
进行一致性数据访问
的情况下访问>4个字节的一致性数据。要一致性传
I/O
访问错误。
SFC15
SFC 50“RD_LGADR
写入时会更新过程映像，但读取时情况并非如
LEW1)
SFC14
”通过
SFC 14/15
访问过程映像分区。这代表
的数值之间的一致性。
SFC 14/15
无法再执行任何读/写访
方法将输出另一
5-16
自动化系统
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容错系统
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实例：
处于
Profibus DP
模式的
S7-400H
下面的过程映像分区3“
•
输出处的
性包含
•
在下拉菜单中的输入下选择“过程映像分区
TPA 3
-- >
整个长度”)，从而可以通过标准的“装载输入xy”命令来读取。
像写入数据。必须使用系统功能
TPA 3
”的实例显示了
：这50个字节一致性地存储在过程映像分区3中(下拉列表“一致
SFC14/15
HW Config
--> ------
。
中的一种组态：
”，这表示：不要向过程映
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容错系统
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自动化系统
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S7--400H
的系统和工作模式
6
本章描述
您将了解在描述冗余系统工作原理时所使用的基本概念。
之后您还将了解有关冗余系统模式的信息。这些模式取决于不同冗余
式，这将在后续章节中描述。
描述这些工作模式时，该部分侧重介绍和标准
式中
最后一部分提供了已修改冗余
6.1
6.2 S7-400H
6.3 CPU
6.4
6.5
S7-400H
CPU
常规特性的描述，请参见
章节 描述 页码
冗余系统的概论。
引言
的系统模式
的工作模式
自检
时间响应
CPU
STEP 7
使用
CPU
时间响应的详细资料。
CPU
所不同的特性。有关相应工作模
编程手册。
的工作模
6-2
6-5
6-6
6-12
6-15
自动化系统
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容错系统
6-1
Page 84
S7--400H
的系统和工作模式
6.1
引言
S7-400H
这两个子系统创建了一个冗余可编程逻辑控制器，该控制器根据“激活冗余”原理使
用双通道(2选1)结构进行操作。
由通过光缆同步的两个冗余已组态子系统组成。
激活冗余的含义是什么？
激活冗余通常也指功能冗余，表示所有冗余资源当前均处于工作状态，同时还包括控
制任务的执行。
S7-400H
对于
协议
为区别两个单元，在描述过程中，对双通道冗余系统采用“主站”和“备用站”的传
统表示法。备用站始终与主站同步处理事件，且在如此操作之前不会明确等待任何错
误。
主站和备用站
失败时，备用站
，这表示两个
CPU
之间的差别对确保重复性错误响应非常重要。因此，当冗余耦合
CPU
CPU
可能进入
中的用户程序完全相同，且由
STOP
模式，而主站
CPU
仍然处于
CPU
同步执行。
RUN
模式。
主站/备用站分配
首次接通
用备用站模式。
当两个
在下列情况下，该主站/备用站设置发生改变：
1.
备用站
2.
冗余主站
3.
未在
S7-400H
CPU
CPU
TROUBLESHOOTING
的电源时，要启动的第一个
同时上电时将保持该主站/备用站设置。
在主站
CPU
CPU
之前启动(至少3秒的时间间隔
出现故障或进入
模式中找到故障(也可参见第
STOP
模式
CPU
采用主站模式，而伙伴
)
6.3.6节)
CPU
则采
6-2
自动化系统
S7-400H
容错系统
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同步单元
S7--400H
的系统和工作模式
通过光缆耦合主站和备用站
执行程序。
子系统
(CPU0)
6-1
图
由操作系统自动执行同步，这不影响用户程序。按与
建用户程序。
事件驱动的同步方法
已经在
践中证明了其有效性，并已用于
事件驱动的同步表示主站和备用站单元始终在可能导致单元不同内部状态的事件发生
时同步它们的数据。
S7--400H
同步子系统
CPU
。冗余
CPU
通过此耦合保持以事件驱动的方式同步
子系统
同步
S7--400
标准
(CPU1)
CPU
相同的方式创
上使用了西门子专利的“事件驱动的同步”方法。该方法已经在实
S7--115H和S5--155H PLC
。
当在
在下列情况下将同步主站和备用站
•
直接访问
•
中断
•
更新用户时间--例如S7定时器
•
通过通讯功能修改数据
CPU
上丢失冗余时，无碍地继续执行操作
I/O
事件驱动的同步方法确保，即使在主站发生故障时也能由备用站
作。
CPU
：
CPU
确保继续操
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容错系统
6-3
Page 86
S7--400H
自检
的系统和工作模式
应该尽快检测、隔离并报告故障。因此在
S7--400H
中集成了大量自检功能，这些功
能均在后台自动运行。
将测试下列组件和功能：
• CPU
•
• CPU
• I/O
互连
处理器
的内部存储器
总线
如果自检检测到一个错误，则冗余系统会试图消除该错误或抑制其影响。
要获取有关自检的详细信息，请参见第
6.4
节。
6-4
自动化系统
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容错系统
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S7--400H
的系统状态
的系统和工作模式
6.2 S7-400H
S7-400H
于，简化用来识别两个
实例：不使用“主站
用“
系统状态总览
下表提供了
表
停止
启动
单机模式
耦合
更新
冗余模式
保持
的系统状态取决于两个
S7--400H
6-1 S7-400H
S7-400H
系统的状态
CPU
的并行操作状态的表示法。
CPU
处于
系统处于耦合模式”。
S7--400H
的系统状态
系统各种状态的总览。
系统状态的总览
STOP STOP
STARTUP STOP
RUN STOP、TROUBLESHOOTING
RUN STARTUP、COUPLING
RUN UPDATE
RUN RUN
HOLD STOP
CPU
的操作状态。使用术语“系统状态”的目的在
RUN
模式和备用站
主站 备用站
两个
CPU
CPU
COUPLING
处于
的操作状态
、断电、
、断电、
同步
DERECTIVE
断电、
、断电、
DEFECTIVE
DEFECTIVE
DEFECTIVE
模式”，而使
、无
、
、无同步
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容错系统
6-5
Page 88
S7--400H
的系统和工作模式
6.3 CPU
的操作状态
操作状态描述了任何给定时间点处
测试和错误诊断进行编程。
从上电到系统冗余的操作状态
CPU
CPU (CPU 0)
CPU
1.
一般说来，两个
CPU
。为便于清晰阐述，在示意图中假设在接通备用站
动了主站
6-2
图
TROUBLESHOOTING (
和
置。
系统模式
停止
涉及两个
CPU
的特性。了解
具有相同的权限，因此任何一个
CPU
操作状态有助于对启动、
CPU
都可以作为主站或备用站
CPU (CPU 1)
。
的操作状态，从上电到系统冗余。不包括
上电
CPU
6.3.6节)
操作状态，因为这两个状态会占用特殊位
CPU 0
将
参见第
主站
STOP
HOLD (
将
STOP
的电源之前启
6.3.5节)
参见第
CPU 1
上电
备用站
CPU
图
2.
3.
4.
5.
6.
6-2
启动
单机模式
链接
更新
冗余模式
冗余系统的系统和工作模式
STARTUP
RUN
RUN
RUN
RUN
更新用户程序
更新动态数据
STOP
STOP
STARTUP/
LINK-UP
UPDATE
RUN
6-6
自动化系统
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容错系统
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Page 89
与图
6-2
有关的解释
S7--400H
的系统和工作模式
表
6-2
条目
1.
2.
3.
4.
5.
6.
6-2
与图
一旦接通电源，两个
根据启动模式，
节。
如果启动成功，则主站
行用户程序。
在转换到
激活状态的变量表。
如果备用站
户程序。如果用户程序之间存在差别，则主站
参见第
完成耦合时将启动更新，参见第
的动态数据。动态数据为输入、输出、定时器、计数器、标志和数据块
由于更新，两个
更新之后，主站和备用站
例外：主站/备用站切换以对组态/程序进行修改。
只有当两个
有关的解释容错系统的系统和工作模式
描述
CPU (CPU 0和CPU 1)
CPU 0进入STARTUP
CPU (CPU 0)
COUPLING
CPU (CPU 1)请求COUPLING
6.3.3
节。
CPU
系统状态时，无法通过“监视”选项打开任何块，且没有处于
CPU
中的存储器内容因而完全相同，参见第
CPU
均处于
版本和固件版本都相同时，才能实现冗余状态。
状态并执行
会切换到单机模式。现在，只有主站
7.3.2
章。在该步骤中，主站
RUN
都会处于
，则主站和备用站
CPU
模式，并同步处理用户程序。
STOP
模式。
OB100或OB102
CPU
将更新备用站
CPU
CPU
6.3.3
，参见第
会比较它们的用
的用户程序，
更新备用站
节。
..
6.3.2
CPU
执
CPU
6.3.1 STOP
除下面所述的附加情况外，处于
CPU
的特性一致。
如果两个
点：
•
首先启动下载了组态的
•
通过在PG上启动系统启动请求，首先启动有在线连接的
是备用站状态。
注意
系统的启动可能触发主站--备用站切换。
操作状态
CPU
都处于
STOP
模式的
STOP
模式，则在将组态下载到其中一个
CPU
，以便将其设置到主站模式。
S7--400H CPU
的特性与标准
CPU
时，请考虑以下几
CPU
，而不管处于主站还
S7--400
自动化系统
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容错系统
6-7
Page 90
S7--400H
CPU
存储器复位
的系统和工作模式
CPU
存储器复位功能只影响选定的
6.3.2 STARTUP
除下面所述的附加情况外，
启动
主站
CPU
STARTUP
冗余
容错
的启动过程
始终由主站
STARTUP
在
比较。如果发现任何区别，则主站
应。
主站
特性一致。
CPU
能区别冷启动和重启动(暖启动)。
CPU
不支持热启动。
CPU
检查并组态：
操作状态
CPU
处理
期间，主站
CPU
。要复位两个
S7--400H CPU的STARTUP
S7--400H
的启动系统状态
CPU
将在线
I/O
CPU
组态与在
按与标准
CPU
特性与标准
..
STEP 7
S7--400 CPU
，必须连续进行复位。
S7--400 CPU
中离线创建的硬件配置进行
相同的方式作出响
的
启动备用站
更多信息
•
•
I/O
双向
其上所分配的单向
I/O
CPU
备用站启动例行程序不调用
备用站
•
要获取有关
CPU
检查并组态：
其上所分配的单向
STARTUP
I/O
状态的详细信息，请参见
OB100或OB102
。
使用
STEP 7
编程
手册。
6-8
自动化系统
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容错系统
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S7--400H
的系统和工作模式
6.3.3 COUPLING和UPDATE
CPU
6.3.4
主站
动作涉及两个连续阶段，即耦合和更新阶段。
在耦合和更新阶段，主站
UPDATE
或
除为建立系统冗余而执行的耦合和更新功能，系统还支持结合了主站/备用站切换的
耦合和更新。
要获取耦合和更新的详细信息，请参见第7章。
操作状态
除下面所述的附加情况外，
特性一致。
至少由处于下列系统模式中的两个
•
•
•
在冗余系统进入冗余模式之前会检查并更新备用站
CPU
状态。
RUN
单机模式
耦合、更新
冗余模式
操作状态
始终处于
S7--400H CPU的RUN
RUN
模式，备用站
CPU
之一执行用户程序：
CPU
特性与标准
CPU
的存储器内容。该
始终处于
COUPLING
S7--400 CPU的RUN
单机模式、耦合和更新
在上述系统状态中，主站
冗余系统模式
当在冗余状态中操作时，主站和备用站
并相互检查。
在冗余状态下，不能使用断点测试用户程序。
只有具有相同
之一时，冗余将丢失。
6-3
表
CPU
一个
冗余耦合出现故障(同步模块或光缆
RAM
出现故障 参见第
比较出错
CPU
处于
CPU
版本和固件版本的
导致冗余丢失的出错原因
出错原因
)
RUN
模式，并以单机模式执行用户程序。
CPU
始终处于
CPU
才支持冗余状态。当发生表
参见第
参见第
11.1.1
11.1.5
6.3.6
RUN
模式，同步执行用户程序
采取的对策
节
节
节。
6-3
所列的错误
自动化系统
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S7-400H
容错系统
6-9
Page 92
S7--400H
的系统和工作模式
模块的冗余使用
下列规则适用于冗余状态：
以冗余模式互连的模块，例如DP从站接口模块
版本和固件版本。
6.3.5 HOLD
除下面所述的附加情况外，
HOLD
HOLD
HOLD
特征
状态的先决条件
只有在
•
当冗余
STOP
•
当冗余系统保持冗余状态时，不能设置断点。
IM 153-2
操作状态
S7--400H CPU的HOLD
特性一致。
状态会占用一个特殊位置，因为它只用于测试。
STARTUP
CPU
处于
期间和单机单元处于
HOLD
状态时，不能使用耦合和更新操作，且备用站
RUN
状态时，才能转换到
模式并输出一条诊断消息。
特性与标准
，必须具有相同的订货号、
S7--400 CPU
HOLD
状态。
CPU
的
保持
6-10
自动化系统
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容错系统
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Page 93
S7--400H
的系统和工作模式
6.3.6 TROUBLESHOOTING
TROUBLESHOOTING
自检例行程序比较主站和备用站
故障、校验和出错以及
下列事件将触发
1.
如果在冗余模式中输出了对
TROUBLESHOOTING
硬件发生故障并进入
要，则以单机模式继续工作。
2.
当只有其中一个冗余
TROUBLESHOOTING
续工作。
3.
当在冗余模式中检测到
TROUBLESHOOTING
可以在组态中修改对
式)。
4.
当只有其中一个冗余
TROUBLESHOOTING
续工作。
然而：当其中一个冗余
TROUBLESHOOTING
状态只在冗余系统状态中可用。
RAM/PIO
TROUBLESHOOTING
CPU
RAM/PIQ
CPU
操作状态
CPU
，并在发现差别时报告错误。错误可能由硬件
比较出错所引起。
状态：
OB121
发生校验和错误时，该
状态。伙伴
RAM/PIQ
状态(缺省响应)，且主站
上发生多位错误时，该
状态。伙伴
CPU
状态。
的单向调用(只在一个
状态。伙伴
CPU
采取主站模式，如需要，则以单机模式继
比较错误时，备用站
比较错误的响应(例如，备用站
CPU
采取主站模式，如需要，则以单机模式继
上发生一位错误时，将调用
CPU中)
CPU
CPU
将进入
CPU
CPU
以单机模式继续工作。
，则
采取主站模式，如需
进入
CPU
CPU
将进入
OB84
，而
CPU
进入
CPU
将认为
STOP
模
将不进入
TROUBLESHOOTING
将
而主站
CPU
保持
RUN
检测到硬件错误时，
DEFECTIVE
状态，否则重新耦合
状态进行置位，以定位故障。备用站
模式。
CPU
进入
CPU
。
CPU
执行整个自检，
冗余系统恢复冗余状态，并自动执行主站--备用站切换。这能确保当在故障检测模式
中检测到下一个错误时，检测原主站
TROUBLESHOOTING
处于
RUN和STOP LED
上指示
状态的
TROUBLESHOOTING
欲知有关自检的更多信息，请参见第
CPU
的硬件。
CPU
不允许通过(例如
6.4
节。
)PG
状态。参见第
进行在线访问。在
4.3
节。
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
6-11
Page 94
S7--400H
的系统和工作模式
6.4
自检
处理自检
CPU
在没有备用电压的情况下上电后(例如首次插入
时上电，以及处于
需要10分钟。
当冗余系统的
备用功能无关。例如，删除存储卡时
运行操作系统将自检例行程序分成多个小程序段，即在多个连续周期中处理的测试
段。组织周期性自检，以执行一次单个、完整的运行。长度为90分钟的缺省时间可
以在组态中修改。
自检期间对错误的反应
如果自检返回一个错误，则发生下列事件：
6-4
表
不单向调用
单向调用
RAM/PIQ
检验和出错 响应取决于错误情况(参见下面)。
多位错误 故障
OB121l
比较错误
TROUBLESHOOTING
CPU
请求复位
自检期间对错误的响应
错误类别
OB 121
时的硬件错误 故障
时的硬件错误 包含单向
CPU
CPU
后上电，或在没有备用电池
状态时)，将执行整个自检程序。自检大约
存储器并然后关闭备用电源时，将执行自检，而与
CPU
将请求复位存储器。
系统响应
CPU进入DEFECTIVE
式。
错误原因将被写入诊断缓冲区。
OB 121的CPU进入TROUBLESHOOTING
态。冗余系统切换到单机模式(参见下面)。
错误原因将被写入诊断缓冲区。
CPU
进入已组态的系统或操作状态(参见下面)。
CPU进入TROUBLESHOOTING
状态。冗余系统切换到单机模
状
状态。
单向调用
6-12
OB121l
时的硬件错误
如果由于事先未缓冲上电，在首次调用单向
TROUBLESHOOTING
入
状态。冗余系统切换到单机模式，同时错误原因将被写入
诊断缓冲区。
OB121
时发生硬件错误，则故障
自动化系统
S7-400H
A5E00447391-01
CPU
进
容错系统
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S7--400H
的系统和工作模式
RAM/PIO
比较出错
校验和出错
如果自检返回
TROUBLESHOOTING
对循环发生的
RAM/PIQ
RAM/PIQ
比较错误，则冗余系统退出冗余模式，备用站
状态(缺省组态)。错误原因将被写入诊断缓冲区。
比较错误的响应取决于错误是发生在随后的自检周期内还是
自检结束后。
6-5
表
在故障排除后的第一个自检周期内 备用站
故障排除后的两个或多个自检周期后 备用站
对循环发生的比较错误的响应
比较错误持续发生
...
响应
CPU
首先进入
状态，然后进入
冗余系统切换到单机模式。
CPU进入TROUBLESHOOTING
态。
冗余系统切换到单机模式。
TROUBLESHOOTING
STOP
状态。
系统对最后一次未缓冲上电后检测到的首次校验和错误作出如下响应：
6-6
表
对校验和错误的响应
CPU
进入
状
检测时间
POST
在
在周期性自检期间
(STOP
在周期性自检期间
(
冗余状态
在
状态中
一位错误
期间 故障
或单机模式
)
TROUBLESHOOTING
)
CPU进入DEFECTIVE
冗余系统切换到单机模式。
将纠正错误。
将纠正错误。故障
冗余系统切换到单机模式。
CPU进入DEFECTIVE
故障
CPU
在检测并消除错误后调用
错误原因将被写入诊断缓冲区。
在F系统中通知F程序，自检已经在
错误。在
S7-400F
S7-400FH
和
可编程控制器
系统响应
状态。
CPU保持STOP
CPU进入TROUBLESHOOTING
STOP
或单机模式中首次发生校验和错误时检测到
模式或单机模式。
状态。
OB84
。
手册中描述了F程序对此的响应。
状态。
自动化系统
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S7-400H
容错系统
6-13
Page 96
S7--400H
的系统和工作模式
单向调用
OB121
时的硬件错误、校验和错误，第二次发生
下表描述了在
41x-4H CPU
二次发生硬件错误和校验和错误的响应。
6-7
表
单向调用
OB121
件错误
检验和错误 当在两个连续测试周期内发
单向调用
错误 处于单机模式的
时的硬
OB121
时的硬件错误、校验和错误，第二次发生
正在执行
生两个错误时，
DEFECTIVE
Config
度
OB121
状态。(在
中组态测试周期的长
)
CPU
CPU
进入
HW
在两倍的测试循环时间用完后，工作在单机或单机模式的
的响应和首次发生该错误时的情况一样。工作在冗余模式中的
响应(单向调用
OB121
时的硬件错误、校验和错误)和首次发生该错误以及故障检测结
束时的情况一样。
的各种工作模式下，
处于单机模式的
正在执行
当在两个连续测试周期内发
生两个错误时，
DEFECTIVE
Config
度
OB121
CPU
状态。(在
中组态测试周期的长
)
41x-4H CPU
CPU
故障
TROUBLESHOOTING
态。冗余系统切换到单机模
式，
当在由第一个错误事件触发
进入
的故障检测状态中发生第二
HW
个错误时，
DEFECTIVE
CPU
进入
CPU
OB121
CPU
进入
状态。
对单向调用
处于冗余模式的
CPU
对第二个校验和错误
CPU
对第二个错误的
时第
状
多位错误
一位错误
当冗余系统工作在冗余模式中时，如果检测到多位错误，则
TROUBLESHOOTING
状态。当故障检测结束时，
CPU
CPU
进入
自动耦合并自行更新，以恢
复冗余操作。转换到故障检测模式时，在诊断缓冲区中报告触发错误的地址。
CPU
在检测并消除错误后调用
OB84
。
6-14
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 97
控制周期性自检
S7--400H
的系统和工作模式
SFC90 H_CTRL
种测试组件，或重新包括这些测试组件。此外，还可以明确调用特殊的测试组件并然
后启动对这些组件的处理。
要获取有关
和标准功能
注意
在故障安全系统中，可能无法进行先禁止，然后又重新启用周期性自检的操作。要
获得更详细的资料，请参见
6.5
基于时间的响应
指令运行时间
STEP 7
允许控制周期性自检的范围和执行。例如，可以从该范围内删除各
SFC90 H_CTRL
手册。
指令的运行时间请参见
的详细信息，请参见
S7-400F
S7-400FH
和
S7-400 CPU
S7-300/400
用于
可编程控制器
的指令列表。
的系统软件，系统
手册。
I/O
处理
响应时间
直接访问
请注意，
因此，应该避免在用户程序中进行直接
区，例如当处理监视狗中断时)来访问数据。这能自动改善性能，因为在过程映像
中，始终可以通过单次运行来同步数值记录。
要获取有关计算响应时间的详细信息，请参见
手册。
请注意，备用站
中断响应时间取决于优先级，因为在更新期间会分级延迟中断。
I/O
访问始终要求两个单元同步，从而延长周期。
I/O
访问，而要使用过程映像(或过程映像分
S7-400
CPU
的任何更新都会延长中断响应时间(参见第
可编程控制器，
7.4.1节)
CPU
。
数据
参考
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
6-15
Page 98
S7--400H
的系统和工作模式
6.6
S7--400H
判断
S7--400H
若在
程报警OB中所读取的过程值，与中断时有效的过程值之间的不一致性。因此，应该
判断过程报警OB中的临时变量(启动信息)。
因此，在使用可触发过程报警的模块
沿或下降沿作出不同的响应，因为这将要求直接访问
这些信号转换作出不同的响应，则将信号分配给不同通道组中的两个输入，并将一个
输入组态用于上升沿，另一个输入组态用于下降沿。
系统中的过程报警
系统中使用可触发过程报警的模块，则可能导致通过直接访问而从过
SM 321-7BH00
时，不建议对同一个输入的上升
I/O
。如果希望在用户程序中对
6-16
自动化系统
S7-400H
容错系统
A5E00447391-01
Page 99
耦合和同步
章节 描述 页码
7.1
7.3
7.4
7.5
耦合和更新操作的影响
耦合和更新操作
时间监视
耦合和更新操作的特性
7
7-2
7-4
7-16
7-28
自动化系统
A5E00447391-01
S7-400H
容错系统
7-1
Page 100
耦合和同步
7.1
耦合和更新操作的影响
由两个
Hz
CPU
的频率闪烁，在更新操作期间，以
耦合和更新操作对用户程序执行和通讯功能具有不同的影响。
7-1
表
用户程序的执行 处理所有的优先级
删除、装载、生成和压缩块无法删除、装载、生成或压
通讯功能、PG操作的执行正在执行通讯功能。 功能的执行受多个程序段限制并被
CPU
自检
测试和调试功能，例如
“监视与控制变量”，
“监视(开/关)”
处理与主站
处理与备用站
REDF LED
上的
指示耦合和更新操作。在耦合操作期间，这些
2Hz
耦合和更新功能的属性
过程
缩块。
如果这些动作中的其中之一
处于忙碌状态，则禁止耦合
和更新操作。
未执行 未执行
禁止测试和调试功能。
当该类动作处于忙碌状态
时，禁止耦合和更新操作。
CPU
的连接 保持所有连接；不能进行任
何新连接。
CPU
的连接 所有连接都将被取消；不能
进行任何新连接。
耦合 更新
的频率闪烁。
(OB)
。 优先级的处理因程序段而被延迟。
将其分成几部分。所有要求在更新
之后均将满足。
要获得详细资料，请参见下面部
分。
无法删除、装载、创建或压缩块。
延迟。所有延迟的功能均将在更新
之后满足。
要获得详细资料，请参见下面部
分。
禁止测试和调试功能。
保持所有连接；不能进行任何新连
接。
在完成更新之前，不能重新建立已
取消的连接
所有连接中断。这些连接在耦合操
作中被取消。
LED以0.5
7-2
自动化系统
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容错系统
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