西门子S7-1500H冗余系统硬件及网络结构
众智博远2019-07-17 23:05
1.1 软件及硬件要求
SIMATIC S7-1500 R/H冗余PLC的冗余功能集成在冗余PLC操作系统中，不需要安装额外的冗余包。软件要求为STEP7 Professional V15.1。
S7-1500H只有一个CPU型号，CPU1517H-3PN，冗余PLC的组成为：
2个CPU1517H-3PN；
2个同步模块
同步光纤
在S7-1500冗余PLC中，不支持本地机架模块的扩展组态，包括电源模块、通信模块、IO模块、工艺模块。对于电源模块因为本地机架没有扩展模块，不需要PS电源扩展背板电源，可以安装PM电源为PLC供电，但不能在博途项目中组态。
S7-1500冗余PLC可通过PROFINET扩展支持PROFINET 系统冗余(SR) NAP S2冗余协议的IO设备，NAP S2原理如下图所示：
一个支持NAP S2冗余协议的PROFINET IO设备可以同时与两个PROFINET IO控制器建立通信关系(AR),区分主AP和备AR，同时只有主AR与IO设备进行正常的IO数据交换，当主AR因故障断开后备AR切换为主AR开始与IO设备进行正常的数据交换。
目前西门子支持NAP S2的分布式IO设备如下所示：
ET 200SP IM 155-6 PN HF (6ES7155-6AU00-0CN0), 固件版本≥ V4.2
ET 200SP IM 155-6 PN/2 HF (6ES7155-6AU01-0CN0), 固件版本≥ V4.2
ET 200SP IM 155-6 PN/3 HF (6ES7155-6AU30-0CN0), 固件版本≥ V4.2
ET 200MP IM 155-5 PN HF (6ES7155-5AA00-0AC0), 固件版本≥ V4.2
如果要与其它PROFINET IO控制器实现PROFINET通信，可通过下面支持NAP S2的PNPN Coupler实现IO 控制器-IO控制器之间的通信：
PN/PN Coupler (6ES7158-3AD10-0XA0), 固件版本≥ V4.2
1.2 网络结构
在S7-1500H冗余系统中，冗余PLC必须安装在MRP冗余环网中，这是实现冗余PLC 主备之间实现组态和程序同步的必要条件。网络结构示意如下图所示：
上面章节所提到的支持NAP S2的西门子分布式IO 设备同时也支持MRP（作为客户端）。冗余PLC通过PROFINET X1接口的两个端口连接在MRP环网中，环网中除了可以连接ET200MP和ET200SP，还可以连接交换机，分配给S7-1500H系统的PROFINET IO也可不连接在环网中，而是通过连接环网中的交换机与冗余PLC通信，如图中交换机Switch1。目前西门子支持NAP S2和MRP冗余协议的交换机有以下类型：
SCALANCE XC-200，固件版本≥ V4.0
SCALANCE XP-200，固件版本≥ V4.0
SCALANCE XF-200BA，固件版本≥ V4.0
上图中通过交换机Switch2连接冗余PLC的X2接口，PC、HMI以及标准PLC可实现与冗余PLC的通信，也可通过交换机Switch1实现与冗余PLC的通信。
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