S7-400H二重化控制器概述，很全面

S7-400H二重化控制器概述

H(高可靠性)系统是应用在现代工业领域中一种能够满足经济、环保、节能的高度自动化系统，系统能够通过将发生中断的单元自动切换到备用单元的方法实现系统的不中断工作。S7-400H是西门子提供的二重化PLC，它通过部件的二重化实现系统的高可用性。作为SIMATICS7家族的一员，S7-400H拥有SIMATICS7所具有的先进性。

1.S7-400H二重化系统典型的硬件

图1典型的S7-400H二重化系统

1个典型的二重化系统中包括：

(1)1个UR2-H机架(或者2个独立的UR1/UR2机架)

(2)2个S7-400HCPU模块(完全一致)

(3)2个PS407电源模块(也可以选择2×2的二重化配置)

(4)2根同步光纤和4个同步模块

(5)2个相同大小的RAM存储卡

(6)2个CP443-1以太网通讯模块(如果不需要以太网通讯功能可以不配置)

(7)每个电源模块配备1-2块后备锂电池

2.组态S7-400H站的软件

组态相应版本的S7-400H二重化控制器时，所安装软件环境为：WindowsXPProfessionalSP3，()。

在Step7中组态S7-400H站，下本文将以实际例子的形式来介绍S7-400H站的组态过程。

表1示例主要硬件组成

二、在Step7中组态S7-400H站1.硬件安装

（1）安装机架UR2-H。

（2）在机架上安装PS407电源模块，在电池槽内放入2块锂电池，拨码拨到2BATT。

（3）设置二重化CPU的机架号，安装二重化CPU到机架。CPUV3版本，通过同步子模板上的开关设置；CPUV4以上版本，通过CPU背板上的开关设置；本实例中的CPU为6ES7412-3HJ04-0AB0机架号设置在CPU的背面，将左手边CPU的机架号设为0（拨码拨到下方），右手边CPU的机架号设为1（拨码拨到上方），CPU通电后此机架号生效。

（4）将同步子模板插到CPU前面板的两个IF插槽中，并固定。

（5）连接同步光缆。将两个位于上部的同步子模板相连；将两个位于下部的同步子模板相连；在打开电源或启动系统之前要确保CPU的同步光缆已经连接，同步光纤的连接如图2所示。

图2S7-400H同步光纤的连接

（6）安装CP443-1以太网网卡。同时利用网线将2个安装好的CP443-1以太网网卡以及安装有Step7或者PCS7的电脑连接到一个交换机上，完成硬件互联。

（7）通电后CPU自检查。CPU第一次通电时，将执行一次RAM检测工作，约需10分钟。这段时间内CPU不接收通过通讯接口传来的数据，并且STOPLED灯闪烁。如果有备用电池，再次通电时不再做此项检查工作。

（8）启动CPU，将CPU拨码拨到RUN状态，此刻两CPU保持RUN。

2.硬件组态

1．首先双击“SIMATICManager”图标，打开SIMATICManager并新建一个S7-400H的单项目，在项目中插入一个“SIMATICHStation”，插入结束，左侧树形目录下会出现一个“SIMATICHStation(1)”，操作（如图3）所显示。

图3插入一个400H站

2．点中SIMATICHStation(1)后，双击右侧“Hardware”组态硬件进入HWConfig编辑器（如图4）。

►在组态中添加两个UR2-H的机架，添加路径为：SIMATIC400RACK-400UR2-H(6ES7400-2JA00-0AA0)。

►分别在两个机架中添加PS407电源模块，路径为：SIMATIC400PS-400PS40710A(6ES7407-0KR02-0AA0)。

图4在硬件组态中为400H站添加机架和电源模块

►分别在两个机架中添加CPU单元，添加路径为：，在添加CPU的过程中，需要为CPU上集成的DP接口设置地址并且创建所归属的ProfibusDP总线（如图5）。

图5创建ProfibusDP网络

CPU412-3HCPU添加同步模块（所选择同步模块的距离类型要保持一致）（如图6）。

图6添加同步模块

同理，以一样的方式为Rack1添加CPU。

►分别在两个机架中添加CP443-1以太网通讯模块，路径：（如图7）。

图7CP443-1修改MAC参数

为CP443-1设置参数，创建并选择“Ethernet(1)”；

勾选“SetMACaddress/useISOprotocol”，并且为该网卡设置MAC地址（网卡出厂预设MAC地址可以在CP网卡上看到），同时取消选择“IPprotocolisbeingused”项（如图8）。

图8硬件组态结束后的结构

以同样的方式，为Rack1添加CP443-1并设置MAC地址，选择子网“Ethernet(1)”。

利用以上步骤就完成了硬件的组态，或者也可以先组态好Rack0及所需插入的所有模块，然后将其拷贝，生成Rack1及其所需插入的所有模块，在此操作中请注意修改新生成的Profibus网络参数以及Ethernet网络参数，设置方法请参考前文叙述。

3.添加必要的OB组织块程序

以下故障OB块必须装入S7-400H的CPU中：OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、OB121和OB122；如果没有装载这些OB，H系统在出现错误时可能会进入STOP状态。可以根据需要在这些OB中编写程序读取系统诊断信息。

在插入方式上，可以在Block目录下面通过右键选择“InsertNewObject”“OrganizationBlock”，插入所期望的组织块，此处如果没有特殊需求的话，可以不对插入的组织块进行编程，插入空的OB即可。

4.硬件和程序的下装

为了实现Step7与CPU的通讯，首先要确保CP443-1与安装了Step7的电脑之间的物理连接。

打开“SIAMATICManager”“Options”“SetPG/PCInterface…”可以将PG/PC接口设置成ISOIndEthernet方式。如果使用的电脑安装了1613网卡，可以将PG/PC接口设置为1613的ISO通讯方式，如果使用的电脑中只装有普通的网卡，就选择普通网卡的ISO的通讯方式，如下图：本实验中选择的是Broadcom的普通以太网卡连接作为PG/PC物理通讯接口（如图9）。