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西门子PLC系统软冗余调试的常见问题

发布时间2021-11-24人气:10

问题1:硬件组态需要注意什么?

软冗余系统的冗余控制只能通过ET200M 实现,按照图1进行组态。A 、B站的组态必须确保一致,可以拷贝ET200M 的组态,在另一站点组态中使用图2所示菜单操作。

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 图1

图片 图2


问题2:FC100“SWR_START”中定义的数据区,哪些是冗余数据区?哪些是非冗余数据区?有什么区别?


如图3红色区域,冗余同步数据区包括:过程映像输出区/DB/IEC/M;如图3绿色区域,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,无论主备,数据按照定义的A-B B-A方向传递。注意!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。 

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  图3


问题3:软冗余中DB块的影响


 软冗余系统中会使用一些特殊功能的DB 块,在FC100“SWR_START”中定义,如图4:

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  图4

A: 软冗余工作DB,程序会自动生成,不要在项目中手动添加; “DB_SEND_NO”、“DB_RCV_NO”定义的DB,在冗余站两侧一致。

B: FB101“SWR_ZYK”的背景数据块,注意生成DB5的长度。如果创建出错,CPU 能够正常运行但是SF 灯报错,诊断缓冲区如图5:

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图5

查看DB5的长度如图6,只有100字节,此时双击打开DB5看不到内部参数,如图7。可以删除DB5,重新生成FB101“SWR_ZYK”背景数据块。正常MPI同步-194字节;以太网/PROFIBUS 同步-358字节。

图片图6

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图7

 C:冗余DB区,主站的数据随时同步备用站。需要手动创建,IEC定时器的背景数据块也需要生成,A 、B站点长度一致;生成的DB块的长度需要大于2个字(新生成的DB块,内部只有一个INT变量,长度2字节)。否则,CPU会停机,诊断缓冲区报如图8错误:

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图8

D:非冗余DB块

(1)不要手动创建,程序自动生成。

(2) 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,诊断缓冲区如图9:

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图9

(3)创建的长度必须是偶数字节,不能是奇数字节,如图10;A、 B站点长度一致。否则,CPU停机,诊断缓冲区如图11:

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图10

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图11


问题4:其他冗余同步数据区的影响


其他冗余同步数据区如下,包括过程映像输出区和M区,如图12。主站数据随时同步到备用站。过程映像输出区不要大于CPU允许范围,而且每个ET 200M从站允许最大32字节;M区大于1个字节,小于CPU允许最大M区范围。否则,CPU停机,诊断缓冲区如图13。如果不需要使用,长度定义为0。  

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图12

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图13


问题5:修改完FC100“SWR_START”的参数,重新下载后为何会导致CPU报错?


FC100“SWR_START”在CPU启动会生成相关的DB块,修改参数后必须删除已生成旧的DB块,否则会导致CPU故障。手册描述如图14:

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图14

所以,修改完FC100“SWR_START”参数后,建议使用下面方法重新下载。

方法1:

(1)打开项目在线窗口,如图15

(2)删除所有程序块,如图15

(3)重新下载块,如图16

(4)对CPU进行存储器复位操作

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图15

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图16

方法2:选中“Blocks” ,按照图17所示菜单进行下载(删除MMC卡中所有的块,并把新的程序写到卡中,同时对CPU RAM进行一次复位)。

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图17


问题6:同步失败的原因?


当同步失败时,FB101“SWR_ZYK”的返回值会报16#8015的错误,如图18,同时状态字DB5.DBX9.5置1,如图19。在确保物理连接正常情况下,检查下面的参数设置。

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图18

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图19

(1)根据不同的同步方式,注意FC100 “SWR_START”的参数,如图20。“MPI_ADR”表示对方的MPI地址,对于MPI同步有效;“LADDR” “VERB_ID”对于PROFIBUS/ETHERENT 同步有效,分别代表同步CP的硬件地址和连接号,如图21。

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图20

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图21

(2)选择MPI同步,冗余程序块会调用SFC65“X_SEND”和SFC66“X_REV”进行数据同步,占用S7-300 CPU的2个“S7 basic communication”连接资源,如图22。注意,要确保在组态中预留足够的资源,如图23,否则会因为连接资源不够影响同步链路的通讯。

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 图22

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图23


问题7:FC102 “SWR_DIAG”作用


FC102 “SWR_DIAG”必须在OB86中调用,软冗余系统才会对DP总线错误做出判断,从而控制主备切换。注意!如果不调用,此时状态字不会报任何错误,也不会影响CPU故障导致主备切换。但是对于此时出现的总线故障软冗余系统不会切换,但是外部IM153模块会执行切换。注意!FC102 “SWR_DIAG”一定不能修改块编号。


问题8:为什么状态字不稳定,DB5.DBX9.5 0-1闪烁?


如图24,DB5.DBX9.5 0-1闪烁表示同步有时成功有时失败。首先,要保证两个CPU之间冗余数据和非冗余数据区大小一致。其次,冗余主备CPU之间同步过程如图25所示,数据的同步是随着FB101“SWR_ZYK”的执行实现的,所以要确保同步成功,需要两个CPU对FB101“SWR_ZYK”的调用周期一致,建议在OB35中调用(如果在OB1中调用,确保OB1循环扫描周期相差不多)。

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图24

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图25

如果冗余系统使用不同CPU,最好使用OB35调用FB101“SWR_ZYK”,不要在OB1中调用。因为,不同CPU运算速度不同,会导致OB1循环周期差异较大,从而影响同步效果,如图26、 27。

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图26

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图27


问题9:不同版本的软冗余程序包区别


(1)V1.1版本用于早期CPU315-2DP和S7-400的CPU。新CPU需要使用V1.2版本库。如图28(来自冗余软件包文档说明)。

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图28

(2)CPU暖启动过程中如果PROFIBUS总线故障,V1.2版本会导致CPU停机,诊断缓冲区如图29;V1.3版本,CPU 不会停机,SF 亮BF闪烁,诊断缓冲会报总线错误。

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图29


问题10:CPU本体的PN口是否可以进行软冗余数据同步


不行,软件包提供的程序不针对PN口。


问题11:软冗余系统能否带第三方的DP从站


不能,软冗余系统所有的冗余控制只能通过ET200M实现。该从站可以挂在一条PROFIBUS总线上,但是不能实现冗余控制,它的控制权只属于这条总线上的CPU。


问题12:ET200M的两个IM153同时掉电的影响


两个CPU都处于PROFIBUS故障状态,该ET200M站失去控制,系统会执行一次主备切换,状态字会显示错误状态,如图30,建议两个IM153模块使用不同的电源供电。

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图30


问题13:如何临时关闭ET200M从站,而不引起系统的主备切换?


如果没有采取其它措施,关闭DP从站后会引起冗余系统的主备切换。下面的例程介绍了防止切换的措施。例程来自于软冗余手册,在OB86中调用,I0.0作为防止切换的开关,可以在操作员面板或其它途径输入。

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图31

注意:I0.0置位后,此时,任何一个从站的掉站将不会引起主备的切换,一个以上从站的掉站才会引起切换。所以,一定要慎用此功能!站点恢复后,切记复位I0.0,否则影响系统安全。


问题14:不使用的区域该如何设置?


如果不使用该区域,则在参数上输入0。特例,如果不使用映像输出区,则为PAA_FIRST分配一个大于PAA_LAST的数值。


问题15:ET200M 的组态能否使用GSD文件?


软冗余系统组态不推荐使用GSD文件!


问题16:怎样判断冗余系统工作正常


软冗余系统提供了CPU之间的冗余和DP总线的冗余。判断冗余系统正常,切不可只观察IM153-2 “ACT”指示灯,因为两个153-2的切换是有源总线底板的功能,“ACT”正常只代表硬件的切换,不代表软件也切换成功。因此,必须同时观察冗余的状态字,软件硬件都切换成功,才可以判断冗余系统正常。


问题17:TIA Portal 如何组态软冗余?


目前暂时没有支持TIA Portal 的软冗余软件包。不能用TIA Portal 组态软冗余。


问题18:哪些模块可以支持软冗余?


下面的简表列出了支持软冗余的模块,小写字母 x 代表订货号中的通配符:

(1)S7-300 CPU:

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表1

(2)S7-400 CPU:

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表2

(3)具有DP 主站功能通信模块:

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表3

(4)链接站的通信模块:

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表4

(5)ET 200M 布式 I/O 设备上的模块:

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表5


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