資源描述：
《軟件冗余的原理和配置》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、軟件冗余的原理和配置7.1軟件冗余基本信息介紹軟件冗余是Siemens實(shí)現(xiàn)冗余功能的一種低成本解決方案，可以應(yīng)用于對(duì)主備系統(tǒng)切換時(shí)間為秒級(jí)的控制系統(tǒng)中。7.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Siemens軟件冗余系統(tǒng)的軟件、硬件包括：（1）1套STEP7編程軟件（V5.2或更高）加軟冗余軟件包(V1.x)；（2）2套PLC控制器及I/O模塊，可以是S7-300（313C-2DP，314C-2DP，31X-2DP）或S7-400（全部S7-400系列CPU）系統(tǒng)；（3）3條通訊鏈路，主系統(tǒng)與從站通訊鏈路（PROFIBUS1）、備用系統(tǒng)與從站通訊鏈路（PROFIBUS2）、主系統(tǒng)與備用系統(tǒng)
2、的數(shù)據(jù)同步通訊鏈路（MPI或PROFIBUS或Ethernet）；（4）若干個(gè)ET200M從站，每個(gè)從站包括2個(gè)IM153-2接口模塊和若干個(gè)I/O模塊；Y-Link不能用于軟冗余系統(tǒng)；（5）除此之外，還需要一些相關(guān)的附件，用于編程和上位機(jī)監(jiān)控的PC-Adapter（連接在計(jì)算機(jī)串口）或CP5611（插在主板上的PCI槽上）或CP5511（插在筆記本的PCMIA槽里）、PROFIBUS電纜、PROFIBUS總線鏈接器等。系統(tǒng)架構(gòu)如圖7－1所示：Operatorpanel/displayunitOptionalextensionMPI/PROFIBUSorEthern
3、etS7-300/S7-400S7-300/S7-400StationAStationBPROFIBUS-DPPROFIBUS-DPET200MdistributedI/OET200MdistributedI/OdevicewithIM153-2devicewithIM153-2圖7-1軟冗余的系統(tǒng)架構(gòu)可以看出，系統(tǒng)是由兩套獨(dú)立的S7-300或S7-400PLC系統(tǒng)組成，軟冗余能夠?qū)崿F(xiàn)：主機(jī)架電源、背板總線等冗余；PLC處理器冗余；PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)冗余（包括通訊接口、總線接頭、總線電纜的冗余）；ET200M站的通訊接口模塊IM153-2冗余。軟冗余系統(tǒng)由
4、A和B兩套PLC控制系統(tǒng)組成。開始時(shí)，A系統(tǒng)為主，B系統(tǒng)為備用，當(dāng)主系統(tǒng)A中的任何一個(gè)組件出錯(cuò)，控制任務(wù)會(huì)自動(dòng)切換到備用系統(tǒng)B當(dāng)中執(zhí)行，這時(shí)，B系統(tǒng)為主，A系統(tǒng)為備用，這種切換過程是包括電源、CPU、通訊電纜和IM153接口模塊的整體切換。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，即使沒有任何組件出錯(cuò)，操作人員也可以通過設(shè)定控制字，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)的主備系統(tǒng)切換，這種手動(dòng)切換過程，對(duì)于控制系統(tǒng)的軟硬件調(diào)整，更換，擴(kuò)容非常有用，即AlteringConfigurationandApplicationPrograminRUNMode。7.1.2系統(tǒng)工作原理在軟冗余系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)，A、B控制系統(tǒng)（處理器，
5、通訊、I/O）獨(dú)立運(yùn)行，由主系統(tǒng)的PLC掌握對(duì)ET200從站中的I/O控制權(quán)。A、B系統(tǒng)中的PLC程序由非冗余（non-duplicated）用戶程序段和冗余（redundantbackup）用戶程序段組成，主系統(tǒng)PLC執(zhí)行全部的用戶程序，備用系統(tǒng)PLC只執(zhí)行非冗余用戶程序段，而跳過冗余用戶程序段。軟冗余系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行過程參考圖7－2。主系統(tǒng)CPU備用系統(tǒng)CPU讀入輸入信息讀入輸入信息執(zhí)行非冗余用戶程序執(zhí)行非冗余用戶程序讀取并評(píng)估備用機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)接收并評(píng)估主機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)執(zhí)行冗余部分用戶程序冗余用戶程序未被執(zhí)行發(fā)送冗余數(shù)據(jù)到備用機(jī)發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)到主機(jī)輸出冗余和非冗余輸出
6、信息輸出冗余和非冗余輸出信息圖7-2軟冗余系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行過程主系統(tǒng)的CPU將數(shù)據(jù)同步到備用系統(tǒng)的CPU需要1到幾個(gè)程序掃描循環(huán)，如圖7－3所示：MCPUonmasterunitfailsPIQPIQPIQPIQPIQ(e.g.CPUinSTOPmodeaOB-Cyc-5OB-Cyc-4OB-Cyc-3OB-Cyc-2Cyc-1steOB-Cyc-4OB-Cyc-3OB-Cyc-2OB-Cyc-1OB-CycrMasterMasterMasterMasterMasterTemporarilyfrozenPIQisoutput(PIQ-M:OB-Cyc-1)PIQPIQ
7、LastcompletelytransferredPIQisoutput(PIQ-M:OB-Cyc-3)OB-Cyc-4OB-Cyc-2CurrentPIQisoutput2TransferofaconsistentPIQPIQPIQPIQPIQPIQOB-Cyc-1OB-Cyc-3OB-Cyc+2OB-Cyc+3OB-Cyc+4ReOB-Cyc-4-5OB-Cyc-4OB-Cyc-3OB-Cyc-2OB-Cyc-1OB-CycOB-Cyc+1OB-Cyc+2OB-Cyc+3OB-Cyc+4MaResetervreReserveReserveReserveRes
