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接口模块

环网中必须至少有一台设备的角色是“管理员（自动）”。
● 环网中只能有一台设备的角色是“管理员”。 其他设备不允许使用“管理员”或“管理员
（自动）”角色。 其他所有设备只能是“客户端”或“非环网节点”角色。
环网端口 1/ 环网端口 2
一次选择一个端口作为环网端口 1 或环网端口 2。下拉列表框显示了每个设备类型可以使
用的端口。 如果在出厂前设置了端口，此域将不可用。
诊断中断
如果需要发出有关本地 CPU 中 MRP 状态的诊断中断，请选中选项“诊断中
断”(Diagnostics interrupts)。 可组态以下诊断中断：
● 布线或端口错误
环网端口的以下错误会产生诊断中断：
– 相邻的环路端口不支持 MRP。
– 环路端口连接到非环路端口。
– 环网端口连接到其他 MRP 域的环网端口。
● 中断/恢复（仅冗余管理器）
如果环网中断后再恢复原始组态，将产生一个诊断中断。 如果这些中断都发生在 0.2
秒之内，这就表示环网中断。
PROFINET 功能
4.12 系统冗余
系统说明
174 系统手册, 03/2012, A5E00879148-06
注意
为确保在第三方设备用作环网中的冗余管理器时无错运行，必须在闭合环网前对环网
中的所有其它设备分配固定角色“客户端”。 否则，将产生循环数据帧和发生网络故
障。
4.12 系统冗余
4.12.1 简介
为什么使用容错自动化系统？
使用容错自动化系统的目的是减少生产停机时间，无论停机是由错误/故障还是维护工作
引起。
生产停机的成本越高，使用容错系统的需求就越迫切。 避免了生产停机就能很快收回投
入的高额容错系统成本。
SIMATIC 中的容错自动化系统 (S7–400H) 包含两个通过光纤电缆进行同步的冗余子系
统。
这两个子系统构成了一个容错自动化系统，该容错自动化系统基于“主动冗余”原理使用双
通道(2 选 1)结构进行操作。
 PROFINET 功能
4.12 系统冗余
系统说明
系统手册, 03/2012, A5E00879148-06 175
主动冗余的含义是什么？
主动冗余是指所有冗余资源连续工作，同时参与控制任务的执行。
对于 S7400H，这意味着两个 CPU 中的用户程序完全相同并由 CPU 同步执行。
同步子系统
主 CPU 与备用 CPU 通过光纤电缆链接。 两个 CPU 通过此连接保持事件同步程序执行。
图 4-29 同步子系统
同步操作由操作系统自动执行，不会影响用户程序。 用户程序的创建方法与标准
S7-400 CPU 相同。
PROFINET 功能
4.12 系统冗余
系统说明
176 系统手册, 03/2012, A5E00879148-06
4.12.2 在 在 PN/IO 接口上使用 I/O 设备，系统冗余
如果通过 PROFINET 进行 IO 设备的系统冗余连接，每个 IO 设备和每个 H CPU 之间都
会建立起一个通信连接（应用程序关系）。 可以通过任意拓扑互连建立这种通信连接；
因此无法从系统拓扑中识别 IO 设备是否已经按照系统冗余模式进行了连接。
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功率

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除了系统冗余模式之外，IO 设备也可以作为所谓的“单侧设备”进行操作。 这种情况下，
在这两个 CPU 中，只有一个会和 IO 设备建立通信连接。 但是，单侧连接的不足就在
于，如果建立通信连接的 CPU 故障，那么 IO 设备将停止工作。
带有冗余系统的 PN/IO
下图显示了两个 IO 设备以系统冗余模式相连的组态。 这种拓扑的优势十分明显。 在任
何地方出现线路中断，整个系统都可以继续操作。 任何时候总在维护一条 IO 设备的通信
连接。 随后冗余 IO 设备的工作方式便与单侧 IO 设备一样。
① S7-400H 系统
② 冗余 IO 设备
图 4-30 带有冗余 IO 设备的 S7-400 H 系统
 PROFINET 功能
4.12 系统冗余
系统说明
系统手册, 03/2012, A5E00879148-06 177
带有单侧 IO 设备的 PN/IO
下图显示了可以实现的一种带有交换机的拓扑组态。 两台 IO 设备通过单侧相连（非冗
余），另外三台 IO 设备连接为冗余系统。
① S7-400H 系统
② SCALANCE（如 X400）
③ 冗余 IO 设备
④ 单侧 IO 设备
图 4-31 带有冗余和单侧 IO 设备的 S7-400 H 系统
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4.12 系统冗余
系统说明
178 系统手册, 03/2012, A5E00879148-06
IO 设备数
总共，最多可以将 256 台 IO 设备连接到两个集成的 PN/IO 接口。 两个 PN/IO 接口之间
的站编号是分布的，介于 1 和 256 之间。
4.12.3 组态
使用 PROFINET IO 组态系统冗余
要求
● 相关组件支持 PROFINET 系统冗余。
● 不组态 IRT 通信。
● H 系统的 IO 系统位于相同的网络中。
在以下示例中，为一个冗余 PROFINET 组态系统配置冗余 IO 设备，如上一节“带有冗余
IO 设备的 S7-400 H 系统”中的图所示
未使用 PROFIBUS 组件。 可以在“高可用性系统 S7-400H”手册中找到组态 H 系统的基本
信息。
 PROFINET 功能
4.12 系统冗余
系统说明
系统手册, 03/2012, A5E00879148-06 179
按以下步骤进行操作
在 SIMATIC 管理器中新建一个 H 站，并打开该站的“HW Config”。
1. 为冗余控制器插入一个 400 机架（如 UR2-H）。
2. 插入一个 400-H PN/DP CPU（例如，CPU 414-5 H PN/DP）
3. 正常连接以太网接口，并设置 IP 参数。
4. 组态电源模块和 H 同步模块。
5. 复制创建的站： 为此，请选择站，然后选择“ “ 编辑 > 复制 ”(Edit > Copy) 和“ “ 编辑 >
>
插入 ”(Edit > Insert)
6. 与平常一样，将 IO 设备拖动到其中一个 IO 系统上，组态冗余 ET200M 模块（例如，
IM153-4 PN HF V4.0）。 默认情况下，将冗余连接模块（连接到两个 PROFINET 阶
段元件）。
图 4-32 HW Config 中冗余连接的 ET200M 模块。
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4.12 系统冗余
系统说明
180 系统手册, 03/2012, A5E00879148-06
有两种选择可以作为单侧 IO 设备连接模块：
● 按上文所述组态冗余模块，并导航至模块属性的“冗余”(Redundancy) 选项卡。 可以通
过这里的复选框将 IO 设备仅分配到一个 IO 系统，从而仅分配给一个 CPU。
图 4-33 模块属性中的“冗余”(Redundancy) 选项卡
● 在所需的 IO 系统上组态的标准 IO 设备（例如，IM153-4 PN ST V4.0）。
图 4-34 单侧连接的 ET200M 模块
说明
H
H 系统和分离的子网
只有当 H 系统的两个 PROFINET IO 系统位于同一个子网时，才能冗余集成 IO 设
备。 或者，每个 CPU 可以连接到不同子网。 在这种情况下，始终单侧连接 IO 设
备。
 PROFINET 功能
4.12 系统冗余
系统说明
系统手册, 03/2012, A5E00879148-06 181
4.12.4 可以实现的拓扑
拓扑
在 PROFINET 中，您还可以将系统冗余与其他 PROFINET 功能相结合。
① S7-400H 系统
② SCALANCE X400（单侧 IO 设备）
③ ET200M（单侧/系统冗余 IO 设备）
图 4-35 带有 MRP 的系统冗余的示例组态
说明
如果环网的重新组态时间大于选择的 IO 设备响应监视时间，则 RT 通信中断（站故
障）。这就是为什么应该选择足够长的 IO 设备响应监视时间。 这也适用于环网外 MRP
组态的 IO 设备。
PROFINET 功能
4.12 系统冗余
系统说明
182 系统手册, 03/2012, A5E00879148-06
带有 W-LAN 的系统冗余
① S7-400H 系统
② 冗余 I/O 设备 ET 200M
③ SCALANCE X400
④ 单侧 I/O 设备 ET 200M
⑤ SCALANCE W
⑥ 单侧 IO 设备 ET 200M，由 W-LAN 连接
图 4-36 带有单侧 IO 设备和 W-LAN 连接的系统冗余的示例组态
 PROFINET 功能
4.13 优选 PROFINET 的设置建议
系统说明
系统手册, 03/2012, A5E00879148-06 183
4.13 优选 PROFINET 的设置建议
使用 RT 优化 PROFINET
使用 PROFINET，可以建立高性能且在所有层次上都高度集成的通信。
通过遵守下列指南，可以进一步提高 RT 模式下 PROFINET IO 系统的性能。
1. 在办公网络和 PROFINET 系统之间连接一个路由器或 SCALANCE S。 通过路由器，
可以确定办公通信在外部进行。
2. 在其起作用的地方，建立星形结构的 PROFINET（可能位于控制柜中）。
优化的 PROFINET 拓扑的示例
图 4-37 优化的 PROFINET 拓扑
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4.13 优选 PROFINET 的设置建议
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设置具有 IRT 功能的 PROFINET
在 IRT 模式中设置和操作 PROFINET IO 时，遵守下列规定。 它们用于确保
PROFINET IO 系统实现操作。
1. 如果只有 PROFINET IO 系统的一部分 PROFINET 设备同步，那么注意下列内容：
不参与 IRT 通信的 PROFINET 设备放置在同步域的外面。
2. 如果希望使用几个同步域，为与其它同步域的 PROFINET 设备相连接的端口组态同步
域边界。
3. 在同步域中，每次只能组态一个同步主站。
4. PROFINET IO 系统可能仅属于一个同步域。
5. 如果在同步域中组态 PROFINET 设备，且希望使用 IRT 进行同步，相应的
PROFINET 设备必须支持 IRT 通信。
6. 如有可能，将相同的 PROFINET 设备用作 PROFINET IO 控制器和同步主站。
说明
拓扑组态
使用 IRT 时，建议对拓扑结构进行组态。 因此，STEP 7 可以更加地计算更新时
间、带宽和其它参数。 通过 PROFINET IO 进行的通信将更加快速。对于“高性
能”IRT，需要进行拓扑组态。
小心
超低电压保护
只能在 LAN 中操作具有 PROFINET 接口的模块，LAN 中所有连接的网络组件都通
过 SELV/PELV 电源或可提供等势保护的集成电源供电。
如果将具有 PROFINET 接口的模块连接到 WAN（例如 Internet），则数据传输点
（路由器、调制解调器等）必须确保提供这种保护。
例如，SIEMENS SITOP 电源就提供这种保护。
更多信息，请参考 EN 60950-1（2001）标准。
带 带 IRT 功能的 PROFINET IO 的组态示例
组态实时通信 — 引言 (页 207)一章的图形直观地显示了同步域中的 PROFINET IO 系统
的组态。PROFINET IO 系统工程组态 5 5
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