S7-300软冗余系统调试心得 - 图文

S7-300软冗余系统调试心得

S7-300软冗余系统调试心得

集成工程部 张宏伟

1 基本结构及工作原理

1.1 基本结构

硬件结构包括一对S7-300控制器及I/O、ET200从站（每个从站必须包括2个IM153-2和对应的I/O模块,必须采用有源端子板）及3个通讯（A站对分布式IO PROFIBUS-A、B站对分布式IO PROFIBUS-B、A站对B站数据同步（MPI\\PROFIBUS\\Ethernet））。

软件需要STEP7 V5.x 及软冗余软件包 V1.x

基本结构如下图所示：

图1.1 S7-300软冗余基本结构

由上图可以看出，软冗余可以实现的冗余有

? 主机架电源及总线冗余 ? 控制器冗余 ? 现场总线冗余

第 1 页 共 12 页

S7-300软冗余系统调试心得

1.2 工作原理

在软冗余系统进行工作时，A、B控制系统（CPU、通讯、I/O）独立运行，有主系统的PLC掌握对ET200从站的I/O控制权。A、B系统中的PLC程序有非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，CPU在执行冗余程序段之前会读取系统的冗余状况，若为主系统则PLC执行全部程序，若为备用系统则跳过冗余程序段只执行非冗余用户程序。

图1.2 软冗余工作流程

1.3 程序结构

对于硬件组态，可采用西门子提供的冗余模板，修改CPU信号并添加ET200从站，比较简单，没有什么特别的地方，这里就不再赘述。

S7-300软冗余系统的用户程序包括非冗余程序段、用户程序段、系统诊断功能块、站间冗余数据备份等组成，一般建议将非冗余程序段写到OB1中，而冗余程序段写在OB35中。非冗余程序段和冗余程序段与普通系统的写法一样，区别只是放置的位置不同。在编制冗余程序的时候需要先调用FB 101 功能块，用来判断整个系统的冗余状况，在FB101 的背景DB块中可以读取到冗余连接状况和标志位。利用冗余标志位来选择执行或者不执行冗余程序段。因此编制冗余程序可分为4部分，如下图所示：

第 2 页 共 12 页

S7-300软冗余系统调试心得

图 1.3 软冗余程序结构

首先启动系统冗余数据同步功能，根据状态字判断是否为主控制器，是否需要执行冗余程序段，若为主控制器执行冗余程序段，否则停止系统冗余程序段。

在线监控中，FB 101的RETURN_VAL 若为0，则说明系统冗余正常，若为8015则说明数据同步不成功。

冗余系统控制字和状态字如下图所示

图1.4 软冗余状态字

第 3 页 共 12 页

S7-300软冗余系统调试心得

图1.5 软冗余控制字

表1 软冗余系统用到的一些功能块

注意1：冗余程序段中不能使用S7的定时器和计数器，只能使用IEC定时器，原因是在冗余数据同步的时候无法对S7的定时器和计数器进行同步，从而导致系统执行时存在问题。

注意2：可以通过写控制字的对应位，对冗余系统进行手动切换，方便调试。

第 4 页 共 12 页

S7-300软冗余系统调试心得

注意3：由于S7-300软冗余系统控制器切换时间远小于操作站通讯卡的切换时间，导致现场会发生控制器切换但通讯未切换的问题，用户将只能看到而无法操作数据，在发生紧急状况时造成不良后果，因此可以提取状态字并在画面中显示提示用户做通讯卡切换。

2调试心得及注意事项

软冗余的调试中有很多陷阱，容易误导、犯错，，导致系统无法运行，下面将结合西山煤电项目调试过程中出现的一些调试问题，一一列举。

3.1 冗余数据定义

在FC100“SWR_START”功能块中定义了冗余同步数据区包括：过程映像输出区/DB/IEC/M；非冗余数据区包括：DB。冗余数据区，主站的数据会通过冗余链路覆盖到备用站，保证主备之间数据同步；非冗余 DB区，不要手动创建，程序自动生成；无论主备，数据按照定义的 A-B B-A方向传递。

注意1：无论冗余数据区还是非冗余数据区，A 、B站点的长度必须一致。如果不需要使用，长度定义为0。

注意2：冗余数据区DB块定义可以不连续，但是只要定义了，单个数据区的长度必须大于2（默认空DB块长度为1个INT=2） 注意3：非冗余数据区A-B B-A的 DB必须同时使用，不能只有一个方向的（A-B 0 BYTE ,B-A 100BYTE -----B STOP；B-A 0 BYTE ,A-B 100BYTE -----A STOP）。否则，CPU停机。

注意4：非冗余数据区创建的长度必须是偶数字节，不能是奇数字节，A、 B站点长度一致。否则，CPU停机。

图2.1 数据冗余设置

第 5 页 共 12 页

S7-300软冗余系统调试心得

图4

所以说，这就是OB86中的FC102的重要作用，见图5，DP网络的故障是通过FC102监测到的，如果一时粗心没有在OB86中调用它，那很自然就会出现上面那种问题！

图5

最后总结一下，软冗余调试，不要仅仅通过IM153外部的“ACT”指示灯判断是否切换成

第 11 页 共 12 页

S7-300软冗余系统调试心得

功，一定要同时结合系统的状态字！

3总结

在西山煤电输煤项目上出现过的上述问题有：

? 下载方式错误，没有清空程序；

? 连接资源问题“S7 basic communication”只有一个；

? OB100中调用的FC100，AB站标识错误，修改参数后没有重新生成DB块； ? 冗余DB块部分长度没有更改只有2个字节； ? 非冗余DB块长度太短，只有2个字节； ? 非冗余DB块长度为奇数。

S7-300软冗余系统在调试的时候一定要注意本文第二节中粗体描出的注意事项，要一项一项对防止出错，否则调试的时候会很麻烦。如果实在调不出来而系统冗余的程序和数据比较多的时候，最好耐心点，一点一点的把冗余部分的程序加进去；还有就是重新下载程序的话，最好是采用第二种方法下载，要不然容易出错。

第 12 页 共 12 页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mdvp.html