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WinCC与S7-1500R/H冗余系统通信有2种方式

发布时间2021-11-24人气:6

WinCC与S7-1500R/H冗余系统通信有2种方式


以下为本次采用的软件和硬件:

软件:

WinCC : SIMATIC WinCC V7.5 SP1

Step7:SIMATIC STEP7 Professional V16

硬件:

CPU 1515R-2 PN 

IM 155-6 PN 


方法1:系统IP通信


WinCC通过S7-1500R/H的系统IP通信,这时S7-1500R/H的2个CPU被看作1个PLC,系统IP自动连接到主PLC。当主PLC宕机后,WinCC通过此系统IP自动切换到备用PLC上。这种方式组态简单,与单PLC无异,WinCC通信连接中的IP地址输入S7-1500R的系统IP即可。

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这种方式适用PC是单网卡的网络结构

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这种连接方式下支持符号访问,也支持AS    读取变量,我们着重介绍方法2

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方法2:通过系统变量通信


WinCC V7.5 SP1 开始支持通过”系统变量“控制的S7-1500R/H冗余通信。可支持单网卡的网络,也可支持双网卡的冗余网络。

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原理:WinCC与主PLC的固定IP通信,监视”通讯连接状态的系统变量“,当主PLC宕机后,WinCC通过“通信控制变量”切换到备用PLC的固定IP进行通讯。 

组态步骤如下:

第一步:创建连接

在WinCC中创建CPU1的连接,用其固定IP地址

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第二步:创建系统变量

在WinCC连接下,手动创建系统变量,变量名格式为“@连接名称@变量名称”。变量地址为空或者使用PLC中没有用到的地址。其变量名称和数据类型如下


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各系统变量的作用如下:

  1. “@<connectionname>@ForceConnectionState” :用来建立/终止冗余连接,设置为1:建立连接,设置为0:断开连接。这里此变量建议设置初始值为1

  2. “@<connectionname>@ConnectionState” :用来反馈冗余连接状态, 值为1时代表连接已经建立,值为0时代表连接已经断开

  3. “@<connectionname>@ConfiguredAddress” :用来反馈所组态的连接参数属性。格式为“AccessPoint=访问点名称;IPAddress=PLC IP地址;”

  4. “@<connectionname>@AlternativeAddress” :设置与备用 CPU(CPU2) 的连接的参数属性,格式为“AccessPoint=访问点名称;IPAddress=备用PLC IP地址;”,需要设置初始值

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    备用连接和组态的连接可以使用同一个访问名,也可以使用不同的访问名。使用不的访问名时,WinCC可以指定两块网卡分别连接S7-1500R的两个CPU。


  5. “@<connectionname>@CurrentAddress” :反馈当前连接的参数属性。

  6. “@<connectionname>@UseAlternativeAddress” : 设置使用组态的连接还是备用连接,设置为1:使用备用连接,设置为0:使用组态的连接。

  7. “@<connectionname>@OpStateConfiguredAddress ” :读取S7-1500R的CPU1 当前的操作模式,0: not connected,4: STOP,6: STARTUP,8: RUN,22: SYNCUP。

  8. “@<connectionname>@>@OpStateConfiguredAddress” :读取S7-1500R的CPU2 当前的操作模式,0: not connected,4: STOP,6: STARTUP,8: RUN,22: SYNCUP。

  9. “@<connectionname>@RedundantCPUs” :指示所连接的控制器是否冗余,设置为1:代表所连接的PLC是S7-1500R/H,设置为0代表所连接的PLC是非冗余的S7-1200/1500。这里设置初值为1。



第三步:变量赋初值

为“@AlternativeAddress”和 “@RedundantCPUs” 赋初值。

  • “@AlternativeAddress”为“AccessPoint=CP_H1_1:;IPAddress=192.168.1.2; ”

  • “@RedundantCPUs”为1。


第四步:创建全局动作

通过变量“@UseAlternativeAddress”设定WinCC的连接参数,包括访问点和PLC IP地址。

注意:修改“@UseAlternativeAddress”的值后,需重新置位 “@ForceConnectionState”。


1、创建全局VBS动作

创建全局VBS动作,自动切换WinCC连接参数,包括下面2种情况:

(1)当前连接中断

(2)S7-1500/1200 被置STOP模式


判断方法:

(1)@ConnectionState=0代表当前连接中断。

(2)WinCC连接正常时(@ConnectionState=1)

  • 当@UseAlternativeAddress = 0并且@OpStateConfiguredAddress = 4时,代表当前WinCC连接到CPU1,并且所连接的CPU为STOP模式。

  • 当@UseAlternativeAddress = 1并且@ OpStateAlternativeAddress = 4时,代表当前WinCC连接到CPU2,并且所连接的CPU为STOP模式。


VBS动作脚本

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以上脚本可以在WinCC帮助中搜索‘VBS381’来获取



2、VBS动作的触发器

当WinCC连接中断或所连CPU的操作模式变为STOP时,需要触发切换脚本。

设置VBS动作的触发器

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第五步:启动运行

在WinCC启动列表中选择“全局脚本运行系统”,然后激活WinCC运行系统。

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可以看到,当WinCC与主PLC连接网络中断或主PLC变成STOP模式时,WinCC连接都会切换连接至备用PLC,保证正常通信。



说明:

1、WinCC使用两块网卡和S7-1500R/H通信

WinCC可组态不同的网卡进行通信。设置变量“@AlternativeAddress”使连接不同的访问名,本文中,主连接使用访问名“CP_H1_1:”,备用连接使用访问名“CP_H1_2:”,这样WinCC就可以使用两块不同的网卡分别连接冗余的两个CPU。

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2、如何确保WinCC连接到主CPU

WinCC通过系统IP与S7-1500R/H通信时,是系统主动识别并连接到主CPU的。但WinCC通过系统变量控制通信连接的方式,则不一定,需要确保WinCC中设定的主连接(如IP地址)是指向当前实际的主CPU (S7-1500面板上显示P为主CPU,B为备CPU).


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