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西門子9寸精智面板TP900
![]() | 6AV2124-0JC01-0AX0 SIMATIC HMI TP900 Comfort, Comfort 面板, Touchbedienung, 9" Widescreen-TFT-Display, 16 MIO 顏色, PROFINET 接口, MPI/PROFIBUS-DP 接口, 12MByte Projektierungsspeicher, Windows CE 6.0, 可項目組態 ab WinCC Comfort V11 |
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1 簡介 軟件冗余是低成本的冗余解決方案,適用于對切換時間要求不是很高的場合,主備切換 ......
1 簡介
軟件冗余是低成本的冗余解決方案,適用于對切換時間要求不是很高的場合,主備切換
時間為秒級的控制系統。軟冗余系統包括兩個站,一個為主站,一個為備用站;主備站的數據通訊鏈路為標準西門子通訊協議 (MPI/Profibus/Ethernet);冗余范圍內的I/O模板需通過Profibus-DP網絡連接到ET200M從站上;西門子的軟件冗余可以在S7-300或S7-400的標準系統中實現,只需調用軟冗余軟件包中的程序塊。
西門子的精智面板支持和軟冗余CPU通訊,如圖1的系統架構,并且當某個CPU連接
中斷,面板可以切換連接到另一個CPU;如果兩個CPU主備切換,面板可以切換到主CPU。
圖1
本文描述的是用WinCC V11組態的精智面板通過腳本的方式實現切換連接的方法;本文
只描述面板和CPU的集成PN口之間通過工業以太網通訊,面板和CPU之間通過其他通訊方式(如MPI/Profibus)連接也可以參考本文。
本文所使用的硬件和軟件如下:
(A) S7-300 soft redundancy
CPU 315-2PN/DP (6ES7315-2EH13-0AB0, Firmware V2.5)
CPU 317F-2PN/DP (6ES7317-2FK14-0AB0, Firmware V3.2)
CP342-5 (6GK7342-5DA02-0XE0, Firmware V5.0)
IM153-2 (6ES7153-2BA02-0XB0)
(B) Panel
KP700 Comfort (6AV2124-1GC01-0AX0)
(C) Software
WinCC V11 SP2 upd2
Step7 V5.5 SP2+HF1
此方法只適用于支持三個以上連接,支持腳本及ChangeConnection函數的面板,如全
系列的Comfort Panel。
本文不介紹軟件冗余的原理及組態方法,詳細可以參考:
《SIEMENS PLC系統軟件冗余的說明與實現》
下載中心文檔編號:A0039
78604454
2 組態Comfort Panel和S7-300軟冗余系統的通訊
2.1 CPU組態
說明:本文描述的CPU組態是使用Step7 V5.5完成的,不涉及Step7 V11的使用。
A站:315-2PN/DP+IM153-2
B站:317F-2PN/DP+IM153-2
AB站之間通過CP342-5建立連接,實現冗余數據同步。
2.1.1 Step7中的硬件組態
A站:在Step7中組態315-2PN/DP,在DP總線上添加IM153-2,如圖2所示。
圖2
在CPU的屬性中選擇Clock Memory,設置Memory byte為MB0,如圖3所示。
圖3
B站:在Step7中組態317F-2PN/DP,在DP總線上添加IM153-2,如圖4所示。
圖4
在CPU的屬性中選擇Clock Memory,設置Memory byte為MB0,如圖5所示。
圖5
2.1.2 Step7中的網絡組態
A站和B站之間通過CP342-5建立FDL連接,此連接為AB站之間的數據鏈路通道,打開
Netpro界面,新建一個FDL連接,如圖6所示。
圖6
2.1.3 Step7中的CPU編程
說明:本文描述的編程只涉及實現軟冗余功能的部分,其他功能的實現不予介紹。
A站:OB100中調用FC100,實現初始化,如圖7所示。
圖7
OB35中調用FB101,必須在執行冗余用戶程序的前/后分別調用FB101,如圖8所示,而FB101內部調用了FB104、FC5、FC6,必須裝載這三個塊。
圖8
OB86中調用FC102,這樣當DP總線有故障時CPU可以實現主備切換,如圖9。
圖9
B站:OB100中調用FC100,實現初始化,如圖10所示。
圖10
OB35和OB86中的編程和A站相同。
組態好的項目分別下載到CPUA和CPUB中,做好硬件接線。
2.2 在WinCC V11中組態Comfort Panel
在WinCC V11中插入一個HMI 設備,選擇設備類型為“SIMATIC精智面板 > KP700”,
如圖11所示。
圖11
2.2.1 組態連接
在項目中組態三個連接,分別對應A站、B站和實際連接。Conn_A對應A站,CPU的參數
是A站的參數,如圖12所示。
圖12
Conn_B對應B站,CPU的參數是B站的參數,如圖13所示。
圖13
建立Conn_real用于創建過程變量,通信驅動程序選擇“SIMATIC S7 300/400”,PLC
的地址參數默認設置為192.168.0.2,擴展插槽是2,機架號是0,如圖14。切換連接的腳本會根據切換條件給conn_real分配不同的參數。
圖14
2.2.2 組態變量
在Conn_A下建立變量,如圖15所示。其中trigger_PLCA的地址是M0.4,采集模式是
“循環連續”,采集周期是500ms。
圖15
在Conn_B下建立變量,如圖16所示。其中trigger_PLCB的地址是M0.4,采集模式是
“循環連續”,采集周期是500ms。
西門子9寸精智面板TP900
圖16
項目中的其他變量如圖17所示,test1和test2用于測試conn_real的連接狀態。
圖17
2.2.3 切換連接的腳本邏輯解釋
在變量trigger_PLCA的“事件—數值更改”中添加腳本conn_PLCA,實現切換連接到
conn_A,如圖18所示。腳本邏輯參見下文。
圖18
在變量trigger_PLCB的“事件—數值更改”中添加腳本conn_PLCB,實現切換連接到
conn_B,如圖19所示。腳本邏輯參見下文。
圖19
在項目樹下面的“計劃任務”中建立一個新任務,每分鐘執行一次,在函數列表中添加
腳本conn_lost,用于檢測是否和兩個CPU的連接都中斷,如果都中斷,提示“connection lost”,如圖20所示。
圖20
本文附件中包含三個腳本文件。在項目樹的“腳本 > VB腳本”下添加腳本
“conn_PLCA”,將附件中的conn_PLCA.txt文件內容拷貝到conn_PLCA中,注意ChangeConnection的參數必須和conn_A的參數*,如圖21所示。
圖21
繼續添加腳本“conn_PLCB”,將附件中的conn_PLCB.txt文件內容拷貝到
conn_PLCB中,注意ChangeConnection的參數必須和conn_B的參數*,如圖22所示。
圖22
繼續添加腳本“conn_lost”,將附件中的conn_lost.txt文件內容拷貝到conn_lost中,
如圖23所示。
圖23
以conn_PLCA為例解釋腳本邏輯。
- 觸發變量trigger_PLCA的地址M0.4,每0.8秒0/1變化一次,如果面板和CPU連接正常,能一直檢測到變量數值變化,即能觸發conn_PLCA動作;
- 初始化。給”connected_to”變量賦值"Conn_A, 192.168.0.2"。
- 給A站的連接狀態值"conn_state_PLCA"復位為1,表示連接正常;
- 判斷B的連接狀態值"conn_state_PLCB",如小于10則加1,如果檢測到B站斷開,則B的連接狀態值會加到11;
- 切換連接。給出切換條件:
(A) 如果B的連接狀態值>=11,說明B站斷開;
(B) 如果B的連接狀態值<=5,即連接正常,但同時讀A站的軟冗余狀態字SwitchPLCA和B站的軟冗余狀態字SwitchPLCB,如果A狀態字=5同時B狀態字=10,說明A為主B為備;
(C) 如果B的連接狀態值<=5,即連接正常,但A站的軟冗余狀態字SwitchPLCA=0h25(十進制37),B站的軟冗余狀態字SwitchPLCB=9,說明A運行而B停機。
以上三個條件只要滿足一個,就可以切換連接到CPUA,因此三個條件做“或”運算。
CPU狀態與狀態字變量SwitchPLCA(DB5.DBB9)和SwitchPLCB(DB5.DBB9)的對
應關系請參考表1。
操作 | CPUA狀態 | CPUB狀態 | CPUA狀態字 SwitchPLCA | CPUB狀態字 SwitchPLCB | 連接到 |
上電 | 主、Run | 備、Run | 0000 0101 (0x05) | 0000 1010 (0x0A) | Conn_A |
A停機 | 備、stop | 主、run | 0000 0101 (0x05) | 0010 1001 (0x29) | Conn_B |
A啟動 | 備、run | 主、run | 0000 0110 (0x06) | 0000 1001 (0x09) | Conn_B |
B停機 | 主、run | 備、stop | 0010 0101 (0x25) | 0000 1001 (0x09) | Conn_A |
B啟動 | 主、run | 備、run | 0000 0101 (0x05) | 0000 1010 (0x0A) | Conn_A |
B從站斷開 | 主、run | 備、run | 0000 0101 (0x05) | 0000 1010 (0x0A) | Conn_A |
B從站恢復 | 主、run | 備、run | 0000 0101 (0x05) | 0000 1010 (0x0A) | Conn_A |
A從站斷開 | 備、run | 主、run | 0000 0110 (0x06) | 0000 1001 (0x09) | Conn_B |
A從站恢復 | 備、run | 主、run | 0000 0110 (0x06) | 0000 1001 (0x09) | Conn_B |
表 1
連接狀態變量conn_state_PLCA/B的值和連接的對應關系請參考表2。
變量conn_state_PLCA/B的值 | 連接狀態 |
0 | 初始化 |
1~5 | 連接正常 |
6~10 | 連接中斷 |
11~20 | 故障 |
100 | 無效 |
表 2
6. 如果檢測到無連接的狀態,則切換到A站。
腳本conn_PLCB的邏輯和conn_PLCA基本相同,只是在第⑤步 的切換條件有不同,
具體描述如下。
(A) 如果A的連接狀態值>=11,說明A站斷開;
(B) 如果A的連接狀態值<=5,即連接正常,但同時讀A站的軟冗余狀態字SwitchPLCA和B站的軟冗余狀態字SwitchPLCB,如果A狀態字=6同時B狀態字=9,說明B為主A為備;
(C) 如果A的連接狀態值<=5,即連接正常,但A站的軟冗余狀態字SwitchPLCA=5,B站的軟冗余狀態字SwitchPLCB=0h29(十進制41),說明B運行而A停機。
以上三個條件只要滿足一個,即切換連接到CPUB。
腳本conn_lost的邏輯如下。
- 每分鐘讀一次兩個連接的狀態變量,如果連接正常,將連接變量conn_state_PLCA/B設為5;
- 如果讀到連接狀態變量的值大于等于5,則設為100,表明連接無效;
- 如果兩個連接的狀態變量值均為100,說明兩個連接都無效,顯示“connection lost”。
2.2.4組態畫面
組態一個畫面,如圖24所示。
其中“當前連接到”后面的IO域連接”connected_to”變量;“PLCA/PLCB connection
status”后面的IO域連接“conn_state_PLCA/PLCB”變量;“trigger_PLCA/PLCB”后面的IO域連接“trigger_PLCA/trigger_PLCB”變量;“test1”和“test2”后面的IO域連接“test1”和“test2”變量,用于測試conn_real連接狀態;“status of PLCA”后面的IO域連接“StatusOfPLCA”變量(DB5.DBW8);“status of PLCB”后面的IO域連接“StatusOfPLCB”變量(DB5.DBW8)。
圖24
2.3 項目下載測試
組態后的項目編譯下載到KP700 Comfort中,在KP700和兩個CPU之間連好網線,由
于KP700有兩個以太網口,本身相當于交換機,因此可以用兩個網口各連接一個CPU。做
如下調試。
(1) 上電初始化,A為主站、run,B為備站、run,變量trigger_PLCA/B都在0/1變化,
KP700默認和A站連接。
圖25
(2) 手動停止CPUA,A站為stop狀態,B站為主、run。Conn_A無效,變量
trigger_PLCA無效,連接變量conn_state_PLCA為100,連接conn_real切換到CPUB。
圖26
(3) 再次啟動A站,A為備、run,B為主、run。Conn_A恢復,trigger_PLCA在0/1變
化,conn_real保持和CPUB連接。
圖27
(4) 拔掉B和屏之間的網線,conn_B無效,trigger_PLCB無值,連接狀態變量
conn_state_PLCB為100,屏切換到和A連接。A為備、run,B為主、run。
圖28
(5) 再拔掉A和屏之間的網線,conn_A無效,trigger_PLCA也無值,連接狀態變量
conn_state_PLCA/B均為100,屏無法和任意一個CPU連接,因此屏上顯示“connection lost”。
圖29
(6) 連上屏和A站、B站之間的網線,conn_A和conn_B都恢復,trigger_PLCA/B的值
都在0/1變化,conn_real和B連接。因為B為主、run,A為備、run。
圖30
電源模板
6ES7307-1BA00-0AA0 電源模塊(2A)
6ES7307-1EA00-0AA0 電源模塊(5A)
6ES7307-1KA01-0AA0 電源模塊(10A)
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0 CPU312,32K內存 MPI協議
6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C,32K內存 10DI/6DO
6ES7313-5BF03-0AB0 CPU313C,64K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7313-6BF03-0AB0 CPU313C-2PTP,64K內存 16DI/16DO
6ES7313-6CF03-0AB0 CPU313C-2DP,64K內存 16DI/16DO
6ES7314-1AG13-0AB0 CPU314,96K內存
6ES7314-6BG03-0AB0 CPU314C-2PTP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7314-6CG03-0AB0 CPU314C-2DP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K內存
6ES7315-2EH13-0AB0 CPU315-2 PN/DP, 256K內存
6ES7317-2AJ10-0AB0 CPU317-2DP,512K內存
6ES7317-2EK13-0AB0 CPU317-2 PN/DP,1MB內存
6ES7318-3EL00-0AB0 CPU319-3 PN/DP,1.4M內存
內存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡 64kByte(MMC)
6ES7 953-8LG11-0AA0 SIMATIC Micro內存卡128KByte(MMC)
6ES7 953-8LJ20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡4MByte(MMC)
6ES7 953-8LP20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡8MByte(MMC)
開關量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0 開入模塊(16點,24VDC)
6ES7 321-1BH10-0AA0 開入模塊(16點,24VDC)
6ES7 321-1BH50-0AA0 開入模塊(16點,24VDC,源輸入)
6ES7 321-1BL00-0AA0 開入模塊(32點,24VDC)
6ES7 321-7BH01-0AB0 開入模塊(16點,24VDC,診斷能力)
6ES7 321-1EL00-0AA0 開入模塊(32點,120VAC)
6ES7 321-1FF01-0AA0 開入模塊(8點,120/230VAC)
6ES7 321-1FF10-0AA0 開入模塊(8點,120/230VAC)與公共電位單獨連接
6ES7 321-1FH00-0AA0 開入模塊(16點,120/230VAC)
6ES7 321-1CH00-0AA0 開入模塊(16點,24/48VDC)
6ES7 321-1CH20-0AA0 開入模塊(16點,48/125VDC)
6ES7 322-1BH01-0AA0 開出模塊(16點,24VDC)
6ES7 322-1BH10-0AA0 開出模塊(16點,24VDC)高速
6ES7 322-1CF00-0AA0 開出模塊(8點,48-125VDC)
6ES7 322-8BF00-0AB0 開出模塊(8點,24VDC)診斷能力
6ES7 322-5GH00-0AB0 開出模塊(16點,24VDC,獨立接點,故障保護)
6ES7 322-1BL00-0AA0 開出模塊(32點,24VDC)
6ES7 322-1FL00-0AA0 開出模塊(32點,120VAC/230VAC)
6ES7 322-1BF01-0AA0 開出模塊(8點,24VDC,2A)
6ES7 322-1FF01-0AA0 開出模塊(8點,120V/230VAC)
6ES7 322-5FF00-0AB0 開出模塊(8點,120V/230VAC,獨立接點)
6ES7 322-1HF01-0AA0 開出模塊(8點,繼電器,2A)
6ES7 322-1HF10-0AA0 開出模塊(8點,繼電器,5A,獨立接點)
6ES7 322-1HH01-0AA0 開出模塊(16點,繼電器)
6ES7 322-5HF00-0AB0 開出模塊(8點,繼電器,5A,故障保護)
6ES7 322-1FH00-0AA0 開出模塊(16點,120V/230VAC)
6ES7 323-1BH01-0AA0 8點輸入,24VDC;8點輸出,24VDC模塊
6ES7 323-1BL00-0AA0 16點輸入,24VDC;16點輸出,24VDC模塊
模擬量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0 模擬量輸入模塊(8路,多種信號)
6ES7 331-7KB02-0AB0 模擬量輸入模塊(2路,多種信號)
6ES7 331-7NF00-0AB0 模擬量輸入模塊(8路,15位精度)
6ES7 331-7NF10-0AB0 模擬量輸入模塊(8路,15位精度)4通道模式
6ES7 331-7HF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路,14位精度,快速)
6ES7 331-1KF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路, 13位精度)
6ES7 331-7PF01-0AB0 8路模擬量輸入,16位,熱電阻
6ES7 331-7PF11-0AB0 8路模擬量輸入,16位,熱電偶
6ES7 332-5HD01-0AB0 模擬量輸出模塊(4路)
6ES7 332-5HB01-0AB0 模擬輸出模塊(2路)
6ES7 332-5HF00-0AB0 模擬輸出模塊(8路)
6ES7 332-7ND02-0AB0 模擬量輸出模塊(4路,15位精度)
6ES7 334-0KE00-0AB0 模擬量輸入(4路RTD)/模擬量輸出(2路)
6ES7 334-0CE01-0AA0 模擬量輸入(4路)/模擬量輸出(2路)
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0 IM365接口模塊
6ES7 360-3AA01-0AA0 IM360接口模塊
6ES7 361-3CA01-0AA0 IM361接口模塊
6ES7 368-3BB01-0AA0 連接電纜 (1米)
6ES7 368-3BC51-0AA0 連接電纜 (2.5米)
6ES7 368-3BF01-0AA0 連接電纜 (5米)
6ES7 368-3CB01-0AA0 連接電纜 (10米)
6ES7 390-1AE80-0AA0 導軌(480mm)
6ES7 390-1AF30-0AA0 導軌(530mm)
6ES7 390-1AJ30-0AA0 導軌(830mm)
6ES7 390-1BC00-0AA0 導軌(2000mm)
6ES7 392-1AJ00-0AA0 20針前連接器
6ES7 392-1AM00-0AA0 40針前連接器
6ES7 392-1BM01-0AA0 彈簧行連接器
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0 FM350-1 計數器功能模塊
6ES7 350-2AH00-0AE0 FM350-2 計數器功能模塊
6ES7 351-1AH01-0AE0 FM351 定位功能模塊
6ES7 352-1AH02-0AE0 FM352 電子凸輪控制器+組態包光盤
6ES7 355-0VH10-0AE0 FM355C 閉環控制模塊
6ES7 355-1VH10-0AE0 FM355S 閉環控制系統
6ES7 355-2CH00-0AE0 FM355-2C 閉環控制模塊
6ES7 355-2SH00-0AE0 FM355-2S 閉環控制模塊
6ES7 338-4BC01-0AB0 SM338位置輸入模塊
6ES7 352-5AH00-0AE0 FM352-5高速布爾處理器
6ES7 352-5AH00-7XG0 FM352-5功能軟件包
通訊模板
6ES7 340-1AH02-0AE0 CP340 通訊處理器(RS232)
6ES7 340-1BH02-0AE0 CP340 通訊處理器(20mA/TTY)
6ES7 340-1CH02-0AE0 CP340 通訊處理器(RS485/RS422)
6ES7 341-1AH01-0AE0 CP341 通訊處理器(RS232)
6ES7 341-1BH01-0AE0 CP341 通訊處理器(20mA/TTY)
6ES7 341-1CH01-0AE0 CP341 通訊處理器(RS485/RS422)
6ES7 870-1AA01-0YA0 可裝載驅動 MODBUS RTU 主站
6ES7 870-1AB01-0YA0 可裝載驅動 MODBUS RTU 從站
6ES7 902-1AB00-0AA0 RS232電纜 5m
6ES7 902-1AC00-0AA0 RS232電纜 10m
6ES7 902-1AD00-0AA0 RS232電纜 15m
6ES7 902-2AB00-0AA0 20mA/TTY電纜 5m
6ES7 902-2AC00-0AA0 20mA/TTY電纜 10m
6ES7 902-2AG00-0AA0 20mA/TTY電纜 50m
6ES7 902-3AB00-0AA0 RS485/RS422電纜 5m
6ES7 902-3AC00-0AA0 RS485/RS422電纜 10m
6ES7 902-3AG00-0AA0 RS485/RS422電纜 50m
6GK7 342-5DA02-0XE0 CP342-5通訊模塊
6GK7 342-5DF00-0XE0 CP342-5 光纖通訊模塊
6GK7 343-5FA01-0XE0 CP343-5通訊模塊
6GK7 343-1EX30-0XE0 CP343-1 以太網通訊模塊
6GK7 343-1EX21-0XE0 CP343-1 以太網通訊模塊
6GK7 343-1CX00-0XE0 CP343-1 以太網通訊模塊
6GK7 343-1CX10-0XE0 CP343-1 以太網通訊模塊
6GK7 343-1GX20-0XE0 CP343-1 IT 以太網通訊模塊
6GK7 343-1GX21-0XE0 CP343-1 IT 以太網通訊模塊(支持PROFINET)
6GK7 343-1HX00-0XE0 CP343-1PN PROFINET以太網通訊模塊
6GK7 343-2AH00-0XA0 CP343-2 AS-Interface
6ES7971-1AA00-0AA0 S7-300系列電池
6ES7971-5BB00-0AA0 可充電電池
6ES7314-6EH04-0AB0
CPU314C-2PN/DP