WinAC RTX 2008 软件冗余功能

WinAC RTX软冗余功能

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：CHN840B. WinXP SP2C. WinAC RTX 2008 SP1D. Simatic Net 2008E. Step7 5.4 SP4F. 软冗余软件包 V1.2G. CP5611H. 板载以太网卡

兼容PC配置 ：

A. 计算机名：chndB. WinXP SP2C. WinAC RTX 2008 SP1D. Simatic Net 2008E. 板载以太网卡F. CP5613

ET200M从站：

A. 6ES7-153-2BA02-0XB0B. 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：

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：

分别在两台PC中的OB35中实现冗余数据同步：

添加相应的故障处理块：OB80, OB82,OB83,OB85,OB86,OB122等。在OB86中调用FC102“SWR_DIAG”

5. 组态“Station Configuration Editor”
分别在两台PC 上组态“Station Configuration Editor”：
打开Station Configuration Editor，添加WinLC RTX。

点击OK，弹出WinLC属性窗口：

选中CP5611/CP5621,点击“Add”添加到WinLC RTX 的任意子槽，但要与硬件组态相匹配：

点击OK确认。
再在Station Configuration Editor中添加IE General，其槽号也要与硬件组态信息一致。

6. 编译下载及运行
编译下载两台PC Station，并及查看运行结果。
当两台PC上的 WinAC RTX 控制器工作正常后，若拔掉ET200M 到主控制器的通讯电缆，或停止主控制器的WinAC RTX 来模拟故障， 这时备用控制器会立刻成为主控制器，关于具体冗余切换时间的计算，请参阅：《软冗余手册》。

打开变量监控表，也可以观察到两台PC数据同步工作正常。

在变量监控表中，可以观察到两台PC的冗余状态信息DB5.DBB8和DB5.DBB9；并可通过置位DB5.DBX10.0，很方便的切换CPU的主\备状态。

下图给出了冗余状态字和冗余控制字的具体意义：
冗余状态字：

冗余控制字：

关键词
WinAC RTX 2008, 软冗余

您可以前往全球资源库查看此文档

剩余80%未阅读，请登录后下载/查看文档