2023西门子S7-1500、S7-1500RH冗余系统入门指南.docx

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1、示例倚介1SIEMENSSIMATICS7-1500S7-1500R/H冗余系统入门指南10/2018A5EM91319-AA目录示例筒介1.1 安全信息1.2 示例的结构和任务61.3 操作步骤101.4 要求111.5 战道段的接规图13WMW*WW*WMWMW192.1 组态分飙件192.2 组态HCpU_.222.3 组态ET200SP.252.4 组态HM1.设备30示例简介实际上，使用冗余自动化系统是为了实现更的可用性.在冗余操作的系统中，个别自动化组件的故障不会妨用工厂运营，S7-1500R/H冗余系统S7-1500R/H冗氽系统包含2个CPU.即冗余.两个CPU将并行处理相同的

2、项目数据和相同的用户程序.两个CPU通过冗余连接进行同步.如果一个CPU出现故障,另一个CPU会接替它对过程进行控制.Iff妥的基本知织本入门指南通过一个具体示例,指导用户完成S7-1500H冗余系统的组态和媚程.要理解本入门指南中的内容，需要具备以下知识； 有关自动化技术的脸本知识 了解自动化系统高可用性的需求， 了解一11程组态系统STEP7V1.S1.可能发生人员受伤或财产损失根据相关的应用领域，工厂或系统中的S7-1500组件需遵守特定的标准和规定，请遵循适用的安全和事故预防规定，例如IEC60204-1（通用机器安全要求）.本入门指南中的示例介绍了S7-1500H冗余系统的组态和编程

3、.但不保证该示例总是能琳在各种不同的情况中正常运行，因此在执行该示例前，强烈建议您杳回最新版本的系统手册SIMAT1.CS7-1500R/H冗余系统和所用模块的设;手册“必须始终注意以上手册中包含的警告和其它信息，即使它们未监复出现在木入口指南中，如果不遵循这些规定,可能会造成严重的人身伤害并可能损坏机涔和谀施.示馈制介Ia安全信息1.1 安全信息SiemenS为其产品及解袂方案提供了工业安全功能，以支持工厂、系统、机器和网络的安全运行.为了防止工厂、套统、机器和网络受到网络攻击，需要实施并持续维护先进且全面的工业安全保护机制，StemenS的产品和解决方案仅构成此类概念的其中一个要素。客户负

4、货防止其工厂、系统、机器和网络受到未羟授权的访问.只有在必要时并采取适当安全措施(例如使用防火摘和/或网络分段)的情况下,才能将系统、机器和组件连接到企业网络或Internet.此外，需遵循西门子发布的有关安全措施指南，更多关于可执行的工业安全措施的信刖，请访问IhttPS:WVAUS1.efnenS.comindustria1.security)-西门子不断对产品和解决方案进行开发和完善以提诲安全性.SiemenS强烈建议我及时更新产品并始终使用最新产品版本。如果所用的产品版本不再支持，或未更新到到最新版本,则会增加客户遭受网络攻击的风隆.要及时了解行关产品更新的信息，请订阅StemenS工

5、业安全RSS源，网址为(https:/WWwSI1.2 求例的结构和任务1.3 示例的结构和任务隧道中的照黑灯和风Ja控制的自动化交通流量的持续塔长以及越来越严格的安全要求都芮要先进的磁道系统提供保障.与此同时，这些设施时设备的要求也在不断提高，尤其在安全性和可用性至关理要时，以下示例包含三个子任务： 根据族道内的空气污象等级控制安全通风 根据磁道中的空气污染等级控制交通信号灯和隙码物 根据隧道外光线的光照强度控制隧道中的照明图1随道照明灯和风扇控制示例根据1内的空气污染等fit拄制安全通风为了排出有害废气并供应新鲜空气,在隧道中安装了风扇.通风系统需确保不间断操作,从而保持污染物浓度低于设定

6、水平.为此.通风系统需确保始终可用，以从容应对自动化组件故障事件（如，囚隧道内起火.配有两个冗余H-CPU的S7-1500H冗余系统用于确保风曲可用性。使用三个风扇对隧道进行通风，根据道中的空气污染等频控M交通信号灯和障碍物隧道入1.1.通过两个交通信号灯控制,出于安全原因,交通信号灯控制也需要更高的可用性.如果隧道段中的污染物浓度出过最大限伯达2分钟以上，则会对闭陵道.根据道外光线的光照遢度控Mfit道中的照明隧道入I1.的光照强度反差通过不同隧道段的隧道照明调节.通过两个光传感涔测盘隧道外的光照强度.隧道入1.1.照明灯的光照强咬破相应捽制.隧道内照明灯根据白天/夜晚时间来控制。1.2示例

7、的结构和任务工艺图以下工艺图显示了自动化好淡方案的结构.碇道照明灯风或交通信号灯障碍物隧道外光传出器浊度传感器空气质窿传博器HMIH-CPU隧遒I至3段的IO设备图1-2工艺困1.2东蝌的结构和任务示例的自动化俎件组态包括：2个S7-1S00H-CPU冗余操作中如果一个CPU出现故障，另一个CPU会接昔它对版道操作进行控制。3个ET200SP用作PROFINET环网中的IO设备每个隧道段（1至3配卷一个ET200SP（IO设备）分布式Q系统.传感器和执行器连接到姆个IO设备，用于以下任务：污柒物浓度的测;改，并发挥以下作用；-控制风塌速度和气流-控制交通信号灯和障碍物测IIi陂道外光线，-控制

8、人口照明灯 根据白天/夜间时间控制隧道内照明灯。2个精智面板 作员将精智面板用作监控隧道运行的拄制中心.工作原理风J1.1.速度拄IM以及交通信号灯和障网物拄M年台风扇： 具有两种速度（阶段），可跟据测得的污染物浓度选择打开或关闭. 支持2种旋转方向。根据是否测破到污染物，风崩选择是排气模式还是进气罐式.H-CPU通过模拟城输入模块和空气质量传感器测用隧道中的污染物浓度.如果污染物浓度超过以大限做，H-CPU会通过数字状输出模块在ET200SP中响应如下： 提曲风扇电机的速度 两分神后将交通信号灯切换为红色 两分神后关闭障斶物1.2示例的结构和任务如果污染物浓度低于平均限值，H-CPU会通过数

9、字量输出模块在ET200SP中响应如下： 将通风电机切换到停止模式 将交通伯号灯切换为标色 打开障碍物控制魔道中的照明H-CPU使用模拟此输入模块测玳磁道内外的光照强度。根据隧道外照明，数字/输出模块可将隧道入U照明灯的亮度调节为m佳的能见我.数字点输出模块还会根据白天/夜间时间控制磁道内照明灯。CPU中的用户程序会指定限值,并控制ET200SP的随入和输出模块.精智面板在HMI画面中显示S7-1500H冗余系统，如果需要，操作员可以通过HMI后面切换到手动操作并更改限值.S7-1500H和S7-1500R对比作为S7-1500H的甘代方案可以使用S7-1500R冗氽系统实现此自动化任务“在本

10、例中，使用S7-1500H冗余系统，因为它在隧道自动化任务中具有以下优势： 性能优FS7-1500R,具体体现在；- 通过光境建立的刑独冗余连接- 计算能力强- 可以使用更多的PRoFINET设备 两个HCPU之间的距离地长10km该解决方案的优势 系统的可用性高：如果某个H-CPU出现故障或正在维护，则照明和风扇控制可继续运行.不需要封闭隧道. 可林地监视和控制两个H-CPU之间长达10km的陂道设施 实时监拄系统和操作工程师的目标信息 信号可直接在隧道中的ET200SP分布式I/O系统中记录并怆出,无衢匕距离传输.1.3 操作步舞1.4 操作步骤任务执行以下任务以实现示例:表格1-1催道白

11、动化的操作步骤步*嫌作步更多信总1在STEP7中进行硬件中态:使用2个H-CPUs3个ET200SP站及其I/O模块和2个精智面板组态系统.组态（页19）部分2在STEP7中创建用户程序:在祖织块中编写用户程序.创建HMI画面,编程（页35）部分3安装模块并连接各殂件：安装全部模块，连接负敦电源、PROF1.NET环网中的模块、冗余连接和精智面板.冗余系统S7-1500R/H(https:SUPDort1.ndUStrV.siemens.811C5/WWzhview109754833)系统手册gET200SP分布式I/O系统(https:SUPDOrtindUSview58649293)系统手

12、册隧道段的接畿图(页13)一章4调试示例: 在H-CPU中插入SIMATIC存储卡. 接通负载电液和CPU, 调试时在艰态中为CPU分配冗余ID. 将用户程序（硬件配词和用户程序）加我到CPU。 检查1.ED并评估CPU显示屏上的伯恩， 测试该示例的工作原理。询试（页49）.一章1.4嘤求1.5 要求示例要求以下硬件和软件可用于执行该示例：表格1-2馒件/软件要求硬件/软件模块/版本2H-CPU,带有同步模块和SIMATIC存储卡2个相同的1517H-3PNCPU.订货号、功能版本和固件版本完全相同 4个同步模块，适用于长达Iokm的光纤电缆(6ES7960-1FB00-0AA5) 2个SIM

13、ATIC存储卡，容录为256Mb(6ES7954-81.1.02-0AA0)3个ET200SP分布式I/O系统Hut第1段和第3段的2个ET2OOSP,其中分别包含, 1个接口模块IM155-6PNHF(6ES7155-6AU01-0CN0),固件版本V4.2或更尚版本(系统冗余S2) 4个数字量输出模块：- 2个DQ4x24VDC2AST,分别帝有一个浅色BaseUmt.BU型号AO；BU15-P16+A0+2D- 1个DQ424VDC2AST.带布个深色8asenit.BU型号AthBU1.S-P16+A0+2B- 1个DQ4x24.23OVAC2AHF.带有一个浅色BaseUmt.BU型

14、号U0：8U20-P16+A0+2D 1个模拟城输入模块：-A14xU12线制ST.带有一个深色BaseUnit.BU型号AO：BU15-P16A028 1个服务模块隆道第2段的1个ET200SP,包含I 1个接口模块IM155-6PNHF(6ES7155-6AU01-0CN0),固件版本V4.2或更尚版本(系统冗余S2) 2个数字状输出模块：-1个DQ4x24VDC2AST.带Tf一个浅色8asenit.BU型号AO1BU15-P16+A0+2D-1个DQ4x24.230VAC2AHF.带有一个浅色BaseUei,BU型号U0：BU20-P16+A0+2D1个模拟量:输入模块：-A1.4xU12线制ST.带有一个深色BaseUmt.BU型号AO：BU15-P16*A0*-281个服务模块1.S隧道段的接线图硬件/软件模块/版本2个HMI设备TP1900Comfort2个用于57-1500R/H的负载电流PM190W120/230VAC3个用于ET200SP的负载电流24VDC输出电JK的负栽电流(具有安全电气班离)附件1根安装导轨，2根