湖南嘉普云自动化设备有限公司

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一．简述：
软件冗余又称软冗余，和S7-400 H硬件冗余系统相对应，顾名思义是用户使用程序来完成 PLC 系统的冗余功能，可以应用于对主备系统切换时间为秒级的控制系统中，硬件平台一般是S7-300/400, 是Siemens 实现提高系统可用性的一种低成本解决方案，这种PLC软冗余方案已在国内外很多行业和项目中使用。而WinAC RXT 从版本2008起，也开始支持软冗余功能，其原理和编程方式与S7-300/400的软冗余方式基本相同。它不仅能有效提升系统的可用性，又可借助主流PC实现高性能多任务运算，同时具有良好的开放性，是一种高性价比的方案。

WinAC RTX 软冗余系统结构示意图：

系统构成：

A. 两台装有WinAC RTX 2008 的PC作为冗余的控制器（对于较恶略的运行环境，可以使用嵌入式Windows XP作为操作系统，使用无风扇、无硬盘采用电子盘的工业PC硬件平台，实现抗震防尘，比如西门子 MicroBox 427B等）。若其中一台PC可以作为编程设备，也可以使用第三台PC作为PG；

B. 使用 CP5611/5613作为Profibus主站的通讯接口；
C. 作为从站，每个ET200M从站上插有两个IM153-2接口模块，分别与两台WinAC RTX控制器的Profibus相连；
D. 可以选用以太网连接实现两台控制器间的快速数据同步，用户需要在初始化程序（OB100）中定义冗余数据同步区，包括：M区，DB块，过程映像区，IEC定时器/IEC计数器。

该系统结构可以实现：

A. 控制器（PC）冗余；
B. Profibus总线系统冗余（包括：通讯接口，总线接头，总线电缆等）
C. IM153-2冗余

软冗余的基本原理：

本文的实验中所使用的实验设备：

西门子工控机Simatic PC840 V2 配置：

A. 计算机名：CHN840
B. WinXP SP2
C. WinAC RTX 2008 SP1
D. Simatic Net 2008
E. Step7 5.4 SP4
F. 软冗余软件包 V1.2
G. CP5611
H. 板载以太网卡

兼容PC配置 ：

A. 计算机名：chnd
B. WinXP SP2
C. WinAC RTX 2008 SP1
D. Simatic Net 2008
E. 板载以太网卡
F. CP5613

ET200M从站：

A. 6ES7-153-2BA02-0XB0
B. BM IM153/IM153 (6ES7-195-7HD10-0XA0)
C. BM 2X40(6ES7-195-7HB00-0XA0)
D. 8DI/DO SM374 (6ES7-374-2XH01-0AA0)

关于软冗余原理和ET200M更多信息请参考：下载中心A0039 文档《软冗余的原理、调试和例程》，不再复述，本文档只关注用WinAC RTX实现软冗余的过程。

二．组态步骤：

1. 建立项目
使用PC840 为编程设备，打开Simatic Manager，插入两个PC station，分别是CHN840 和chnd，并在组态计算机上设置“PG/PC interface”, S7ONLINE(STEP7)指向“PC internal（local）”。

2. 硬件组态
分别组态两个站的硬件配置：
从硬件目录中分别找到“SIMATIC PC Station”->“Controller”->“ WinLC RTX”->“6ES7 611-4SB00-0YB7”->“V4.4” “V4.4”目录下找到“CP5611/CP5612”和 “CP Industrial Ethernet”->“IE General”，插入PC机架，如下图：

西门子6ES73071BA010AA0

注：V4.4版本的WinLC RTX需要单独安装

CP5611地址为2，为其添加主站系统，并插入ET200M站（6ES7-153-2BA02-0XB0）和IO模块。
两个PC站做相似的硬件配置，此例中：
两个PC站的Profibus站址都为2，ET200M站的站址为5；
在两个PC站的硬件组态中该ET200M站都要存在，并且组态参数相同；
两个PC站的IE General的IP地址分别为192.168.10.222和192.168.10.12，并将它们接入相同的子网（Ethernet1）。

3. 建立连接
进入 NetPro, 为两个PC Station建立S7 连接：
右键点击选中其中一个站的WinLC RTX，在弹出菜单中选择“Insert New Connection”

在弹出对话框中选择通讯伙伴，并选择连接类型为：“S7 connection”。

点击OK确认。弹出S7连接属性对话框，确认连接接口和 Local ID号。该ID号在程序中会使用到。

点击OK确认，退出。

保存编译。通过菜单View -> With DP-Slaves/IO Devices，可以查看系统的网络结构图：

4. 编写软冗余程序
在两个PC Station中添加冗余程序块：
在Step7中打开Soft Redundancy V1.2的例子程序：“SWR_400_MIN”，或从函数库中找到功能块：FB101,FB105,FC100,FC102，拷贝到Step7 项目中。

FC100 “SWR_START”：初始化程序块，定义系统运行的参数；
FB101“SWR_ZYK”：循环调用同步块，将主系统的冗余数据复制到备用系统；
FC102“SWR_DIAG”：诊断功能块，在OB86中调用，将得到的诊断数据提供给FB101使用；
FB105“SWR_SFBCOM”：在该块内部调用SFB12“BSEND”和SFB13“BRCV”功能块，实现数据同步。

分别在两台PC中插入OB100，其中调用冗余初始化程序：

上图中，分别显示了两台PC中各自OB100调用FC100的参数分配情况。关于FC100参数的说明请参考下表：

注意
下面的工具可以用来编辑参数区（LOGO！8）
 

图标	功能
	显示/隐藏所有块之间的引用线
	显示所有块的参数区
	隐藏所有块的参数区

到LOGO! 0BA7前的LOGO!模块的步骤 

1. 在电路图中创建需要的块。
2. 使用拖放建立块的连接器之间的连接。
3. 打开快的菜单，在里面通过双击块来组态引用。
4. 在想要的参数上单击“引用”按钮。在下拉列表框中就会显示可以用来引用的块。单击想要的块来选定它。单击“OK”按钮来保存设置。 
   
   
   图. 03
   
   块的引用和参数就会在电路中有绿色的显示。
   
   图. 04

西门子6ES73071BA010AA0