容錯通訊
帶有容錯通信功能的SIMATIC提供了一種新的通信類型,該通信類型具有以下特點:
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可用性更高:
發(fā)生故障時,憑借其多達4個的冗余連接,可以繼續(xù)通信。必要的切換工作對于用戶來說是透明的。
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工作簡單;
容錯處理對于用戶也是透明的?墒褂糜糜跇藴释ㄓ嵉挠脩舫绦,無需修改。冗余功能的定義僅需在參數(shù)化階段就可以完成。
容錯通訊目前由 S7-400H(冗余和非冗余配置)和 PC 所支持。對于 PC 來說,需要使用 Redconnect 軟件包(參見“SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)”)。
取決于對可用性的需求,可以使用不同的組態(tài)選項:
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單一總線或冗余總線。
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線型拓撲和環(huán)型拓撲總線。
運行模式
CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要附加功能:
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數(shù)據(jù)交換
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故障響應(控制轉(zhuǎn)換給備用設備)
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兩個子設備的同步
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自檢
冗余原理
S7-400H的工作符合“熱備份”模式的主動冗余原理(支持故障發(fā)生時的無重啟自動切換功能)。根據(jù)該原理,在無故障運行期間,兩個子單元都處于工作狀態(tài)。當故障發(fā)生時,未出現(xiàn)故障的設備將獨立地接管過程控制。
為了確保平穩(wěn)的控制接管,必須通過中央控制器鏈路實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。
在控制轉(zhuǎn)移期間,設備自動地使用
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相同的用戶程序
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相同的數(shù)據(jù)塊
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相同的過程圖像內(nèi)容
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相同的內(nèi)部數(shù)據(jù),例如定時器、計數(shù)器、位存儲單元等
這意味著,這兩個設備的更新操作始終完全一樣,并可以在出現(xiàn)故障時獨立地繼續(xù)執(zhí)行控制功能。
I/O 工作于冗余模式時,其結(jié)果將是:
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在沒有故障的工作期間,兩個模塊均處于工作狀態(tài),即,在存在冗余輸入的情況下,例如通過兩個模塊讀入的共用傳感器(也可以設置兩個傳感器)的信號,會對其結(jié)果進行比較,以將一致性的值提供給用戶以進一步處理。對于冗余輸出來說,由用戶程序計算出的值通過兩個模塊來輸出。
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如果出現(xiàn)了故障,例如輸入模塊中有一個或者兩個均出現(xiàn)了故障,則不再尋址故障模塊,且對故障進行報告處理,此后,僅使用未出現(xiàn)故障的模塊繼續(xù)工作。聯(lián)機修理工作完成之后,又可以尋址兩個模塊。
對于無重啟切換,必須實現(xiàn)兩個子單元的同步。
S7-400H采用“事件驅(qū)動同步”技術。
同步操作伴隨著導致兩個子單元內(nèi)部狀態(tài)出現(xiàn)差異的每個事件而進行。這些事件的發(fā)生情況例如有:
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直接訪問 I/O
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中斷、報警
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更新用戶時間,或
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使用通信功能更改數(shù)據(jù)。
同步由操作系統(tǒng)自動完成,程序編制期間無需處理。
自檢
S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。這涉及到以下部分的檢測工作:
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中央控制器的連接。
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CPU
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處理器/ASIC
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存儲器
每個檢測到故障都將被報告。
啟動時自檢
啟動時,每個子單元都會完整地執(zhí)行全部自檢功能。
循環(huán)工作期間的自檢
完整的自檢需要多個循環(huán)。每個循環(huán)僅執(zhí)行一小部分的自檢,因此,施加至物理控制器上的負荷很小。
組態(tài)、編程
S7-400H 的編程與 S7-400 相類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
對 S7-400H 進行編程需要使用 STEP 7 V5.2。
I/O模塊的組態(tài)
硬件組態(tài)時,用戶必須通過HW Config明確地指出彼此相互冗余的模塊。這僅需指出需要工作于冗余模式的模塊和需要作為“冗余伙伴”的第二個模塊。在用戶程序中,程序編制時使用地址最低的那個模塊。第二個地址對用戶來說不可見,無論是冗余還是非冗余I/O,控制部分的編程工作都完全相同。與非冗余I/O唯一的差別是,冗余I/O程序有兩個塊庫中的功能塊(RED_IN 和 RED_OUT),且在用戶程序的起始和結(jié)束部分調(diào)用這兩個功能塊。
自STEP 7 V5.3起,該庫作為標準組件已經(jīng)集成在STEP 7中。