西门子软件冗余的原理和配置-2 西门子, 软件

软冗余系统由a和b两套plc控制系统组成。开始时，a系统为主，b系统为备用，当主系统a中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统b当中执行，这时，b系统为主，a系统为备用，这种切换过程是包括电源、cpu、通讯电缆和im153接口模块的整体切换。系统运行过程中，即使没有任何组件出错，操作人员也可以通过设定控制字，实现手动的主备系统切换，这种手动切换过程，对于控制系统的软硬件调整，更换，扩容非常有用，即altering configuration and application program inrun mode 。系统工作原理在软冗余系统进行工作时，a、b控制系统（处理器，通讯、i/o）独立运行，由主系统的plc掌握对et200从站中的i/o控制权。a、b系统中的plc程序由非冗余（non-duplicated）用户程序段和冗余（redundant backup）用户程序段组成，主系统plc执行全部的用户程序，备用系统plc只执行非冗余用户程序段，而跳过冗余用户程序段。数据同步所需要的时间取决于同步数据量的大小和同步所采用的网络方式（图2中的紫色网络线），mpi方式周期最长，profibus方式适中，ethernet网方式最快。 profibus 网络  
1.5  mbaud      
ethernet 以太网  
10  mbaud      
mpi网络  
187.5 kbaud        
每60ms 传送240个字节数据      
每48ms 传送 240个字节数据      
每152ms 传送76个字节数据

表1

用户需要在初始化程序中（ob100）定义冗余部分的数据区，该数据区可以包括：一个过程映象区（processimage area），一个定时器区（iec timer area），一个计数器区（iec counter area），一个 位地址区（memory address area）和一个 数据块区（data block area），s7-300同步的最大数据量为8 kbytes，s7-400同步的最大数据量64kbytes。  主备系统的切换时间  = 故障诊断检测时间 + 同步数据传输时间 + dp从站切换时间 如果cpu的故障是停机或断电，则故障诊断为大约100－1000毫秒，315－2dp同步1000字节的数据所需的时间大约为200－300ms，8个dp从站的切换时间在100ms左右。论控制程序循环扫描到哪里，当前激活的系统（即主系统）随时都会接收并处理报警，这样，在主系统a与备用系统b进行切换过程中产生的alarm存在被丢失的可能。