本文总结了选型、组态、配置和使用S7 400冗余控制器的过程中经常遇到的问题并给出了相应的答案；

章．系统方案配置及选型

Q1:现在 S7-400 冗余系统包括哪些型号？

版基本参数如丅表所示:

Q2:通常冗余系统打包订货号中都包含什么卡件？

A2:打包订货号是西门子公司为了方便用户将完成特定功能的一组设备和附件整合，變成一个设备组合定货号用户订货时只需要提供这一个订货号，就可以完成订货减少了漏订附件等问题。

目前S7-400H打包订货号分为S7打包订貨号和PCS 7打包订货号包括的设备及附件见下表:

注释:不同订货号包含的内容可能会有偏差，详细信息请参见新样本或咨询西门子热线

A3:在使鼡H系统时，支持两种形式的I/O连接的方式:

CPU 完全相同的用户程序运算运算的结果也会输出到单边 IO 组件里的模板上。由于 I/O 模块只位于一个 CPU 上所以只能始终由该 CPU 进行 IO 寻址。当与 I/O 模块相连接的 CPU 发生故障、接口模块故障、DP 总线故障等时整个 H 系统都不能访问到这些 I/O;

Switch I/O，数据将通过同步鏈接进行比较由于同步访问，因此两个子系统始终可以使用完全相同的数值并输出完全 相同的数据到接口模块。但是在任何时刻H 系統都只使用其中一个接口模块来输出数据。当前接口由相应 IM 153-2 上的 ACT LED 指示通过当前活动接口(IM 153-2 或 IM 157)的路径称为主动通道，通过另一接口的路径称為被动通道DP   周期始终在两个通道上都处于活动状态。但只有主动通道的输出值才会输出到 I/O当 H 系统的一个 CPU、单侧 DP 主站系统或

DP 从站接口模塊 IM153-2 发生故障时，另一个 CPU 仍然可以对这些 I/O 进行寻址读取数据并输出命令故障情况下的切换只在每个 DP  站上分别执行，问题排除后即恢复冗餘模式。需要注意的是在 153-2 因故障切换时控制器并不发生主从切换。

A4:首先仅有S7-400H控制器支持I/O冗余。冗余方式有两种:一种是基于模板级冗余嘚方式;另一种是基于通道级冗余的方式如下表格为Step 7 V5.4 Sp3对应支持的冗余卡件，其他版本或PCS 7系统各不相同请参考具休的订货手册或咨询西门孓热线:

表格建议在电脑上面观看

Q5:什么是 MTA，能否简单介绍一下

A5:MTA是编组端接部件的缩写，它是支持DIN导轨安装方式可以简便、快速、可靠地將现场设备、传感器和执行器连接到ET200M远程IO站的模板，提供IO卡与现场设备的快速连接可大大降低布线

和调试的工作華，因为它通过预组装嘚配有前连接器的预装配电缆与IO模板相连可防止在IO卡前连  接器上的接线错误。另外一部分MTA支持将现场信号接到两个冗余IO上，MTA上内置了信号分配和 保护元件简化了冗余IO信号接线问题。

需要注意的是每种MTA模板 专门对应于特定的 ET 200M I/O 模块开发的它可用于标准 I/O 模块以及冗余和故障安全 I/O 模块。SIMATIC MTA 通过 3 米或 8 米预装配电缆连接至 I/O 模块 具有以下特点:

1. 电源监控板用于监视冗余电源(可选)

• 4螺丝端子用于 1:1 连接现场设备、传感器和執行器

1. 每个输入/输出通道配有带 LED 显示的熔断器
2. 已通过测试并作为 SIMATIC PCS 7 系统组件发布，并已通过相应的认证(FM、UL、CE、

Q6. 单 DP 接口设备如何连接到冗余系統中

A6:单DP从站设备需要通过Y-LINK连接到H系统里如下图所示，需要注意的是单个Y-LINK后所连接的所有站点不能超过64个总循环通讯数据分别不能超过244芓节输入和244字节输出，详细情况请 参考Y-LINK性能参数;

A7:Y-LINK就是Y型链接器它用于将只具有一个PROFIBUS DP接口的设备连接到400H冗余系统，它包括以下组件:

1. 两个 IM 153-2 高性能接口模块用于连接冗余系统的两条 DP 总线;
2. 一个 Y 型耦合器，内部集成了 RS485 中继器有一个 DP 总线接口，用于连接单 DP 总线设备;
3. 一个支持热插拨嘚 IM/IM 背板总线用于安装两个 IM 153-2 高性能接口模块;
4. 一个 Y 型耦合器的背板总线模块;

目前，新的 Y 型连接器打包订货号为 6ES-0XA0 和 6ES-0XA0 两种 它分别包含以下组件:

及以后的版本里，已经将此软件包集成到了系统里不再需要额外定购H option package 软件包。

Q9:不同版本的 冗余 CPU 所支持的同步模块以及光纤是否可以兼容

A9:冗余CPU到目前为止分三个版本，V3版CPU的同步模块、光纤均与其它版本的不兼容V4版与 V4.5版的同步模块、光纤兼容。具休的订货号见下表

SLAVE”单选钮是虚的。如果确实需要S7-400H与第三方CPU通讯建议通过以太网的方式。

A11:冗余CPU可以使用FLASH 存储卡采用FLASH鉲的优点是，在断电情况下没有后备电池时程序不会丢失但缺点是，当改变用户程序并向FLASH卡中下装时控制器需要置于STOP状态。

第二章．系统组态及调试

Q1:为什么冗余 CPU 会自检每次上电都必须经过自检么？

A1:为保证冗余CPU的高可靠性、安全性及一致性冗余CPU在次上电和运行过程中會定时进行 硬件的自检（默认间隔为90分钟一次）。冗余CPU次上电时会进行自检（Stop闪烁其他灯灭），  自检时间根据不同的CPU类型及固件版本不┅样当前冗余CPU     V4.5.x版本，自检时间大概为10到15 分钟如果CPU带电池，那么断电后下次重启系统将不会进行上电自检过程。

冗余CPU属性设置中的H parameters选項卡中的参数主要用于设置冗余CPU的自检特性和同步参

在H  CPU  正常运行的过程中为保证系统的高可靠性、安全性及一致性，系统也会自动循环嘚执行内部硬件及内存的自检系统把整个检测过程分割成小的时间片，在系统运行时分散执行该部 分参数即用于设置自检时间和故障時CPU的反应动作。

如果是严重硬件故障则该 CPU 进入 Defective 模式，否则 Troubleshooting 后从 CPU 将再次启动运行，整个系统工作在冗余模式下同时系统将自动进行主從模式的切换。

冗余系统启动时主CPU将先启动，启动完成后从CPU链接到主CPU更新并同步数据。H CPU 的同步过程分4个阶段相应需要设定 4 个监视时間，如上图Pic1所示在这四段时间里，相应的功能将被中断一段时间I/O将保持。这四段时间按长到短的顺序来排列为:

上述四个时间的先后顺序如下图所示在 Update 过程中，上面的 4 个监视时间任何一个超出 都会引起 Update 的失败。Update 失败后系统会重新尝试 Update 过程。其中尝试的次数以及先後两个 Update 之间的时间段，可由 CPU 属性的 ”H Parameters” 标签里的如下选项标识:

在 Update 期间系统会在t1时间点即屏蔽普通OB 的执行。对于时间性要求非常高的应用也

可以设置一个例外的OB，这个 OB 的优先级需要大于15那此时该OB仅仅在t3时间点才被屏蔽运行， 通过H 标签项的如下参数设置:

在无特殊要求的情況下通常不需要修改这些参数;但如果编写的程序非常大（417H系统中），  此时有可能从CPU无法链接主CPU则可以通过Calculate…按钮，重新计算“Update the Reserve” 中的參数

Passivation behavior: I/O 冗余有两种方式，模板冗余和通道冗余;模板冗余时钝化以模板为单位;通道冗余时，钝化以通道为单位注意，具休采用哪种冗余方式需要根据实际使  用的卡件来定制某些卡件不支持通道冗余。详细情况请参考西门子中文网站——网上课堂

Q3:如何组态 Ylink硬件组态中找鈈到相应的 IM153-2 的硬件信息怎么办?

A3:组态Ylink时，仅仅需要组态Ylink的接口模块IM153-2即可如果使用了较老的组态软件，那么可以通过升级硬件组态信息的方式或使用与之相兼容的接口模块来组态，例如:

新的 IM153-2 使用老的接口模块组态通讯不会受到影响。但需要注意背板总线的特殊要求以下為 Y-link 的接口模块和背板总线模板的组合列表:

Q4:无法为冗余 CPU 下载程序和硬件组态？

A4:请检查如下几点:

./ 检查硬件配置和实际硬件是否完全一致例如機架号、槽号、相应槽号的 CPU 对应的 MAC

Q5:在冗余系统中如何下载 CP341 的驱动?

1. 可以通过以太网、Profibus、MPI 等多种方式下载;
2. 下载时需要保证挂在 0 机架系统的 Profibus 总线仩的 153 模块是激活状态(ACT 灯亮)

如果可以停止整个冗余系统，那么请先停止1 号机架的CPU再停止 0 号机架上的CPU，这时下载Modbus 驱动即可;如果不希望400 H停机則可以借助其它的控制器先将Modbus 的驱动下载后， 再将其插入到系统中如在S7 300系统中下载Driver 到 CP341中。

A1:S7-connection fault-tolerant即S7容错连接它是西门子公司S7连接的一种，顾洺思义这种连接通过采用冗余的通讯组件，在通讯的双方之间建立两个以上连接在部分网络组件的故障时，通过 切换到备用连接来能夠保证通讯的正常目前支持S7容错连接的网络包括Profibus和工业以太网，常 用的包括以下几种连接方式:

操作员站与 S7-400H 之间通过工业以太网进行通訊，在 Netpro 里可建立 S7 容错连接该情况下操作员站必须配置 CP1613 及 S7-Redconnect 软件。

A2:有以下几种方式实现S7400冗余系统与普通单CPU之间的通讯包括:

—网上课堂—冗餘系统（H/F）课堂目录下相关文档;

通过工业以太网，此种方式要实现冗余需要单 CPU 与冗余系统的主从控制器分别建立通讯， 并在程序里编程解决 H 控制器切换后的通讯问题可参考西门子中文网站—网上课堂—PCS7

课堂目录下的“PCS7 下实现 HCPU 与单 CPU 以太网通讯的一种解决方案”文档;

一侧。這种方式中 DP/DP 耦合器对于 H 系统和单 CPU 均为从站无需任何编程，组态简单;

如果单控制器为 H 型控制器则此时可以采用工业以太网方式与 S7 400H 冗余系統建立 S7 容错连接，系统将自动完成故障情况下的切换

Q3:第三方上位机软件和 冗余 CPU 通信，西门子推荐什么样的解决方案

A3:第三方系统和冗余CPU通讯，西门子标准的解决方案是使用OPC的通讯方式该方式所需的软硬件Cp1613和S7 Redconnect。

及S7-REDCONNECT授权CP1613集成了独立的微处理器，该微处理器独立处理网络上嘚数据通讯 保证了稳定的通讯性能。在建立WINCC操作员站与S7-400H的连接时只有CP1613才能建立S7- connection    fault-tolerant，该连接能保证在通讯故障时自动切换到另外一个连接，实现操作站与控制器之间的无扰切换从而保证了上下位机的实时通讯。

第四章．系统诊断及维护

Q1:为什么冗余 CPU 无法进入冗余状态从 CPU 無法运行？

或UPDATE无法进行此时，请查看以下情况:

1. 正在删除、装载、生成或者压缩块;
2. 两个 CPU 上内存卡不相同;
3. 同步模块是否正常同步光纤是否囸确连接。
4. CPU 的机架号是否正确设置一个为 rack 0，另一个为 rack1
5. 检查 CPU 是否有强制变華如果有请取消。

A2:S7—400冗余控制器 的 “REDF”指示灯用于指示冗余系統的同步状态当它闪烁时表示两个控制器正在链接或同步。当它常亮时表示冗错系统同步丢失包括CPU之间的同步故障和IO冗余，此时若 控淛器发生切换可能会对生产带来不利的影响，提醒维护人员及时排除故障下面为 H-CPU 的REDF 发光二极管点亮时指示的错误:

Q3:冗余 CPU 的在线切换功能都支持哪些情况下的切换

A3:冗余CPU的Switch to功能支持如下情况下的切换:硬件组态信息更改;扩充存储卡;更换存储卡类型;升级CPU固件版本（V4.5.x版本的冗余CPU才支持，要求Step7 v5.4以上版本）

Q4: S7—400 冗余系统中，不同版本的 CPU 能否一起运行

A4:冗余系统中，两互为冗余的CPU需要相同的订货号和相同的固件版本（标识在CPU上的V x.x.x字样）如果订货号相同，但凅件版本不一致则可以通过升级或降级的方式将固件版本统一;如果订   货号不一致，则必须更换CPU

更早版本）则必须使用4M Flash卡和西门子专用PG來进行固件版本的离线升级或降级;固件版本为V4.5.x及以后版本则可以通过网络的方式来进行在线的CPU的固件升级，无需专用Flash卡和西门子专 用PG

Q6: 如哬读取冗余-CPU 冗余状态

A6:利用 SFC51(SSL-ID W#16#xy71)读出冗余系统信息，详细情况请参考西门子中文网站—网上课堂—冗余控制系统课堂目录下的相关文档