西门子S7-400Hppt课件

冗余系统的优势,避免由于单一设备的故障而导致整个控制系统的瘫痪通过冗余配置完全可以为您解决这个问题在下列情况下高度可靠的系统是必要的：昂贵产品原料加工时停机或生产故障造成较大损失由于中央控制系统故障而造成非常高的重起费用在无人监督或少维修情况下,概述,应用行业（1）,发电及能源输配(石油、天然气、电力)电厂管线海油城市供热系统化学、石化、电化及生物制药采矿环境工程水处理垃圾焚化纸浆及造纸钢铁冶金,概述,应用行业(2),食品和饮料玻璃行业半导体行业交通隧道自动化航海自动化航空跑道照明行李输送,概述,系统架构,管理层,PCnetwork/terminalbus,ET200M,Ethernet,RedundantIM153,Redundantpowersupply,HCPUsHotstand-by,并行操作冗余的客户端,并行操作的冗余归档服务器,冗余的介质,高可靠的通信,RedundantPROFIBUS,控制层,现场层,概述,系统集成冗余功能,隐含的冗余功能透明的编程(编程与普通系统相同)，程序下载后程序自动复制到备份的控制器中，下载时不需要考虑主，从控制器参数化与标准系统具相同标准的处理方法所有编程语言都适合F系统与FH具有相同的平台,概述,冗余原理(1),m-of-nFault-tolerantandfailsafe,HWorSWvoting,A,B,C,m-v-n,A,Coldstand-by=manualswitchover,R,A,R,1-v-2,1-v-2,2oo2,2oo2,Fault-tolerant,Failsafe,A,B,A,B,1,2-v-2,1-v-2,2oo2,1oo2,被动冗余机制,主动冗余机制,投票表决的冗余机制,相同设备的冗余(同类冗余),RedundancyprincipleS7-400H,冗余特性与原理,Hotstand-by=automaticswitchover100msWarmstand-by=automaticswitchoverinsecondsrange,Process,冗余原理(2),IM,DI,AI,AO,DO,IM,FM,同步信息及状态的交换,冗余特性与原理,S7-400H的冗余原理,主从无扰动的切换,切换时间切换时间100ms系统切换时输出保持信息、报警及中断信息不会丢失切换的条件主控制器故障电源机架同步模块同步光纤CPUDP从站及DP网络故障不会造成CPU的切换,切换,自动事件同步,同步方法,SubcontrollerA,SubcontrollerB,Cyclesynchronization,SubcontrollerA,SubcontrollerB,Timesynchronization,Commandsynchronization,SubcontrollerA,SubcontrollerB,SubcontrollerA,SubcontrollerB,Nosynchronization,同步,事件同步,同步信息及状态的交换,自动事件同步,事件同步原理,A,I10.0,+,I,L,DBW10,L,PIW100,:,:,:,S,O8.0,A,I10.0,+,I,L,DBW10,L,PIW100,:,:,:,S,O8.0,T,PQW130,:,Ackn.,Value,Switchover,Synchronization,Synchronization,同步,自动事件同步,事件同步的循环,Self-test,PIO,PIO,Match-up,PII,PIIexchange,Synchronization,Userprogram,Userprogram,Self-test,PII,同步,自动事件同步,用户得到的利益透明的编程所有SIMATIC-S7编程语言都适合没有命令限制普通CPU的程序与冗余CPU程序可以相互使用无扰切换事件同步保证所有信息不会丢失事件同步保证所有报警和中断不会丢失所有冗余功能由CPU处理不需要用户处理,同步,全面的自检测功能,自检测功能范围:CPUMemory操作系统检测功能的过程:启动时自检测功能完全检测运行时自检测过程在后台自动运行可以定义循环检测时间,自检,在线编程,在线修改与普通系统相同所有的修改将自动复制到备份的CPU中编程器的连接MPI接口通过总线,MPI/DP,PROFIBUS/Ethernet,编程,在线编程,编程/参数任务SIMATICManagerH-stationview,编程,在线编程,编程-硬件配置,编程,在运行中修改硬件参数,CPU内存的配置增加或删除硬件模块:中央I/O或CPDP从站PA接口和PA从站Y-link和从站DP从站中的模块CPU参数,CIR,在运行状态下更换模块,在运行状态下可以随意插入或取下模块：中央I/O或CP同步模块冗余IM153-2冗余电源在断电的情况下可以替换冗余组件：标准电源中央IMCPUCPU自动更新程序/数据,在线维护,自动CPU同步,连接并更新备份CPU(1),Stand-byrequestslink-up,Mastercopiesalldatatostand-by,MASTER,STAND-BY,RUNsolo,STOP,Executestartroutineandself-test,CPU1requestsupdate,Mastercopiesdynamicdata,DisableDelete,CopyandGenerateBlocksfunctions,Terminatecommunicationviaconfiguredlinks.Disablelow-priorityalarms,Userprogram,OS,在线维护,自动CPU同步,连接并更新备份CPU(2),Dynamicdatawhichhavechangedsincethelastupdate,MASTER,STAND-BY(link-up),Inputs,outputs,timers,counters,memorybits,Redundant,synchronousoperation,Enablealarms/interruptsandcommunication,Disableallalarms/interrupts,在线维护,配置CPU的技术规格,配置,可使用的两种CPU：内存20MB的CPU417-4H内存1.4MB的CPU414-4H一般技术规格：e.g.CPU417-4orCPU414-34个集成接口2个同步模块接口1个DP接口1个MPI/DP接口,配置突出新CPU的优势,性能的提升平均增加值：417-4Happr.x2,5-3414-4Happr.x1,2-2,2更大存储量417-4H从4MB提升到20MB414-4H从768KB提升到1,4MB更高可靠性具有自动错误检查及更正功能的存储器新的特点与主控制器的距离可高达10公里（before500m),配置,配置冗余连接,光纤(FO),光纤(FO),可替换的同步模块,配置,中央控制器的配置,2个标准的子机架,Redundantpowersupply(PS)optional,PS,PS,CPU,PS,PS,CPU,PS,PS,CPU,PS,PS,CPU,Max.cablelength10km,H型子机架(背板总线内部分开),配置,中央控制器的配置,与控制器的距离达10米PatchCables使用的同步模块与控制器的距离是10米MLFBModule:6ES7960-1AA04-0XA0MLFBFO-Cable1m:6ES7960-1AA04-5AA0MLFBFO-Cable2m:6ES7960-1AA04-5BA0MLFBFO-Cable10m:6ES7960-1AA04-5KA0与控制器的距离达10公里Cables使用的同步模块与控制器的距离是10公里。UseoftheSync-ModulesforCablesupto10kmMLFBModule:6ES7960-1AB04-0XA0MonomodeFO-CableLC/LCDuplexcrossed9/125,配置,I/O配置可转换的I/O,IM,IM,专用的总线模块(BM),ACTIVE背板总线,PROFIBUSDP,配有有源背板总线的ET200M,L+,L+,冗余IM153-2,配置,I/O配置可切换I/O:具体操作模式,两个DP控制器必须可使用并且拥有正常的功能读取输入：只有优先渠道端数据可以被读取（有效的IM）记录输出：两个渠道都可以接收数据，但是只有来自优先渠道的数据能够被输出。,配置,I/O配置通过PA连接PROFIBUSPA,PROFIBUSDP,2xIM157,DP-PAlink,配置,I/O配置Y-Link连接,通过Y-Link可以将单通道DP从站连接到冗余的系统中,IM153-2withET200M,IM157withPAbus,Y-LinkwithDPbus,配置,Rack0,Rack1,I/O配置Y-Link硬件配置,IM157:6ES7157-0AA82-0XA0Y-Link:6ES7197-1LB00-0XA0总线模块IM1576ES7195-7HD80-0XA0总线模块BMY-Link6ES7654-7HY00-0XA0集体订货号6ES7197-1LA02-0XA0,配置,Y-Link,IM157,I/O配置Y-Link硬件配置,配置,冗余通讯原理,发生通讯故障时可以通过冗余连接实现冗余通讯冗余连接可以在以下情况实现：从H站到其他H站（一个或两个通道）HMIPCs(要求软件RED-CONNECT）,Activeconnection,Stand-byconnection,通讯,冗余通讯冗余总线的配置（1）,Ethernet,H-CPUinsinglemode,PS,PS,Bus,Bus,CP,CP,CP,CP,PS,PS,CPU,CPU,CPU,CPU,等效电路图,通讯,冗余通讯冗余总线的配置(2),H-CPUinsinglemode,PS,PS,CPU,CPU,Bus,Bus,CP,CP,CPU,CPU,PS,PS,CP,CP,CP,CP,CP,CP,通讯,Ethernet,等效电路图:,冗余通讯单总线的配置,H-CPUinsinglemode,PS,PS,CPU,CPU,Bus,CP,CP,CP,CP,CPU,CPU,PS,PS,通讯,Ethernet,等效电路图:,冗余通讯环形总线的配置,Ringbus,S7-400H,S7-400H,PS,PS,CPU,CPU,CP,CP,CP,CP,CPU,CPU,PS,PS,Bus,Bus,H-CPUinsinglemode,通讯,等效电路图：,冗余I/O,冗余I/O,New:RedundantIO,感应/控制元件,PROFIBUSDP,RedundantCommunication,RedundantController,RedundantIM,RedundantProfibus,冗余I/O可能的冗余结构(1),中央I/O模块,分布式I/O模块,冗余I/O,冗余I/O可能的冗余结构(2),分布式转换I/O模块,单一形式的HCPU,冗余I/O,冗余I/O冗余质量的等级,最高质量等级满足无故障操作的要求，通过利用高质量的诊断功能使用F-IO。中等质量等级带有诊断功能的模块使用低成本质量等级不带有诊断功能的模块使用,冗余I/O,冗余I/O硬件配置,SlotDP地址冗余DI差异时间inms输入差异处于的响应可用选件ANDgateORgate使用最后有效值,冗余I/O,冗余标签：只有是有冗余功能的模块，图标才会出现。冗余的种类:(无/2)2号站，PROFIBUS地址3,slot4包含一个兼容的模块，可以用于冗余DI。,冗余I/O硬件配置,冗余I/O,冗余I/O配线数字输入,2个传感器,1个传感器,因为此项功能并不适用于所有模块类型，所以应查询手册或利用Internet来找到适用于当前情况的模块,冗余I/O,RedundantProfibus,BothInputsarereadinparallel.Thecorrectvalueisselectedandprocessedautomatically,DI,DI,MasterI/O,RedundantI/O,冗余I/O配线的电压输入,带有1个电压感应器,带有电流感应器,带有2个感应器,4-wiretransducersonly,I,R,AI-I,AI-I,I,带有1个电流感应器,因为此项功能并不适用于所有模块类型，所以应查询手册或利用Internet来找到适用于当前情况的模块,冗余I/O,TheCPUreadsbothinputs.Thecorrectvalueisselectedandprocessedautomatically,AI,AI,MasterI/O,RedundantI/O,RedundantProfibus,冗余I/O配线数字输出,带有二极管*,带有二极管*,因为此项功能并不适用于所有模块类型，所以应查询手册或利用Internet来找到适用于当前情况的模块.,DQ,DQ,*决定于模块的类型,Actuator,冗余I/O,BothOutputsareset,DO,DO,MasterI/O,RedundantI/O,RedundantProfibus,冗余I/O配线的模拟输出,因为此项功能并不适用于所有模块类型，所以应查询手册或利用Internet来找到适用于当前情况的模块,Actuator,I,冗余I/