西门子S71500冗余PLC1500RCPU使用详细说明doc.docx
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西门子S71500冗余PLC1500RCPU使用详细说明doc
西门子S7-1500冗余PLC1500RCPU使用详细说明
本说明是参考西门子官方使用手册《S7-1500冗余PLC1500R使用入门》结合自己组态的一个工程来展开详细说明的，其中列出了西门子官方使用手册中没有提出的一些经常出错的地方：
1、S7-1500R冗余系统的理论说明
1.1软件及硬件要求
SIMATICS7-1500R/H冗余PLC的冗余功能集成在冗余PLC操作系统中，不需要安装额外的冗
余包。
软件要求为STEP7ProfessionalV15.1。
S7-1500R有两个CPU型号，CPU1513R-1PN和CPU1515R-2PN。
S7-1500R冗余PLC是通过电气接口PROFINETX1接口实现同步的，不需要额外的同步模块。
在S7-1500冗余PLC中，不支持本地机架模块的扩展组态，包括电源模块、通信模块、IO模
块、工艺模块。
对于电源模块因为本地机架没有扩展模块，不需要PS电源扩展背板电源，可以
安装PM电源为PLC供电，但不能在博途项目中组态。
一个支持NAPS2冗余协议的PROFINETIO设备可以同时与两个PROFINETIO控制器建立通信
关系（AR）,区分主AP和备AR，同时只有主AR与IO设备进行正常的10数据交换，当主AR因故障断开后备AR切换为主AR开始与IO设备进行正常的数据交换。
目前西门子支持NAPS2的分布式IO设备如下所示：
ET200SPIM155-6PNHF（6ES7155-6AU00-0CN0）,
ET200MPIM155-5PNHF（6ES7155-5AA00-0AC0）,
如果要与其它PROFINETIO控制器实现PROFINET通信，可通过下面支持NAPS2的PN\PN
Coupler实现IO控制器-IO控制器之间的通信：
PN/PNCoupler（6ES7158-3AD10-0XA0）,固件版本＞V4.2
1.2网络结构
在S7-1500R冗余系统中，冗余PLC必须安装在MRP冗余环网中，这是实现冗余PLC主备之间
实现组态和程序同步的必要条件CPU1513R冗余PLC只有PROFINETX1接口，可将上图中连
接交换机Switch2的PC、Panel、StandardPLC连接到交换机Switch1实现与冗余PLC的通信。
对于S7-1500R冗余系统除了PROFINET分布式IO设备要支持NAPS2冗余协议之外，包括MRP环网中的其它网络设备（如交换机）还需要支持MRP和H-sync转发，H-sync转发功能用于在MRP环网内转发S7-1500R主备PLC之间的同步数据。
上面章节所提到的支持NAPS2的西门子分布式IO设备同时也支持MRP（作为客户端）和H-
sync转发。
冗余PLC通过PROFINETX1接口的两个端口连接在MRP环网中，环网中除了可以连接ET200MP和ET200SP，还可以连接交换机，分配给S7-1500R系统的PROFINETIO也可
不连接在环网中，而是通过连接环网中的交换机与冗余PLC通信，如图中交换机Switch1。
PC、HMI以及标准PLC可通过连接交换机实现与冗余PLC的通信。
目前西门子支持NAPS2、MRP、H-sync的交换机有以下类型：
SCALANCEXC-200，固件版本＞V4.0
SCALANCEXP-200，固件版本＞V4.0
SCALANCEXF-200BA，固件版本>V4.0
注意：
为了保障S7-1500R冗余PLC之间的同步性能，在网络结构中要确保两个冗余PLC有端口直接连接。
而在实际组态中必须组态两个RPLC之间的端口互联，默认情况下两个S7-1500R的PROFINETX1接口的端口P2组态了端口互联，具体参考下面项目实操说明介绍。
2、S7-1500R冗余系统的项目实操说明
本章节以CPU1515R扩展一个ET200SP为例演示S7-1500R冗余PLC的组态步骤。
操作系统版本：
WIN7SP164位专业版
软件版本：
STEP7ProfessionalV15.1
硬件：
CPU:
CPU1515R-2PN订货号：
6ES7515-2RM00-0AB0子站：
IM155-6PNHF订货号：
6ES7155-6AU00-0CN0交换机：
ScalaneeXF204-2BA订货号：
6GK5204-2AA00-2GF2触摸屏：
TP1200精智面板订货号：
6AV2124-0MC01-0AX0
2.1硬件组态步骤：
2.1.1、CPU组态步骤：
在设备组态中关于冗余系统的公共参数如系统IP地址只需要在一个PLC的设备组态中设置，另
外一个PLC的相应参数会同时更改。
而编程相关内容只有在第一个PLC中显示。
即S7-1500R
冗余系统中的CPU参数只要在主CPU中设置好之后，备CPU会自动同步，另外程序也只要在主CPU中编辑即可。
（1）、项目中添加CPU1515R
注意：
在上图组组态只要用鼠标点中相应通讯端口连接起来即可，另外在实际网络连接中要确保
两个冗余PLC之间的端口互联与组态一致，即网线的连接一定要是两个CPU勺X1P2端口互连。
（2）、设置PLCIP地址。
说明：
X1接口的系统IP是两个冗余PLC的X1接口的公共设置，当通信时通过系统IP始终访问的
是主PLC。
示例中：
PLC1X1IP:
172.16.134.106
PLC2X1IP:
172.16.134.107
X1系统IP:
172.16.134.109
PLC1X2IP:
192.168.0.1
PLC2X2IP:
192.168.0.2
X2系统IP:
172.16.134.109
ET200SPIO站IP:
172.16.134.110
交换机IP:
172.16.134.120
1：
X1接口IP地址
2：
冗余PLC的X1接口系统IP地址
同样X2接口也可设置独立的PLC接口IP以及冗余PLC的系统IP地址。
注意：
设置虚拟MAC地址时，需确保以太网广播域中存储的所有MAC地址唯一。
特别是在
包含由VRRP组成的第三方设备以及由多个STEP7项目所组态的冗余系统组成的系统中。
（3）、冗余PLCMRP设置：
冗余PLC的MRP默认设置为：
管理员（自动），不需要修改。
（4）添加ET200SP:
IM155-6PN/3HF
在网络视图中从硬件目录>分布式l/0>ET200SP>接口模块>PROFINET>IM155-6PNHF”中选
择6ES7155-6AU00-0CNC拖入到网络视图完成设备添加（如下图所示）
1：
鼠标右击朱分配”
2：
右键菜单中点击分配给新10控制器
在弹岀窗口中勾选两个冗余PLC:
显示如下：
在ET200SP中蓝色显示为多重分配气因为Switch_2交换机已经根据上述方法配置
好了所以也是显示多重分配）：
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：
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Xt
在ET200SP设备视图中添加I0模块
说明：
服务器模块不需要组态，编译时会自动添加
注意：
如上图中。
一个10如果在10参数里的电位组参数里选择启用新的点位组，则其接线插口会
变成淡灰色，如果选择使用左侧模块的电位组（深色）则会变成深灰色。
注意该选项需要根据实
际来配置，否则10模块会报错误。
一般一个电位组可以带四个模块（含自身），实际接线中选择启用新的电位组的模块需要接24V电源。
（7）、ET200SPPN端口分配
添加完IM155-6PNHF后会自动分配一个BA2xRJ45总线适配器，共两个RJ45端口，总线适配器BA2xRJ451,端口1（X1P1R），端口2（X1P2R）,这两个端口为冗余端口
（8）、将ET200SP设置为MRP客户端
（9）、ET200SPPR0FINET参数设置。
在IM155-6属性中选择实时设定”窗口，设置PROFINET实时参数：
1：
设置更新时间，默认为自动设置
2：
设置看门狗时间因子（更新时间的倍数），当更新时间为2ms时，冗余系统要求IO设备的看
门狗时间因子必须大于111:
如设置为212
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说明：
冗余系统中10设备的看门狗时间与更新时间的计算关系为
看门狗时间因子>（1.1x200ms）/更新时间+1
看门狗时间=接受的更新周期x更新时间
其中200ms为MRP网络最大重构时间。
看门狗时间：
您可以为PROFINETIO设备组态看门狗时间。
如果在看门狗时间内IO控制器没有向IO设备提供输入或输出数据（IO数据），
则IO设备切换到安全状态。
不要直接输入看门狗时间，而是通过“当IO数据丢失时可接受的更新周期次数”（Acceptednumberofupdate
cycleswhenIOdataismissing）进行设置。
由于更新时间根据IO设备的电源或设置可长可短，这样可以使设置更容易。
最终的看门狗时
间由“当IO数据丢失时可接受的更新周期次数”（AcceptednumberofupdatecycleswhenIOdataismissing）自动计算而得。
（这是西门
子官方帮助文档里的说法，但时间长短的具体设置方法还不是很清楚。
）
（10）交换机的配置说明：
在硬件配置的网络视图中在右侧的硬件目录处找到网络组件T工业以太网交换机T
SCALANCEX-200IR■管理型宀SCALANCEX-200IRTSCALANCEXF204-2B,然后将6GK5204-2AA00-2BD2的交换机拖至网络视图中，即添加好了网络交换机，添加完网络交换机以后双击网络交换机设备进入网络交换机的设备视图，可以看到如左下图还有两个插槽，这是插总
线适配器的插槽，在右侧的总线适配器硬件中选择BA2XRJ45订货号6ES7193-6AR00-0AA0,
病将其拖至两个插槽中（如下图所示）
该交换机中需要根据实际需要配置好环网冗余，该实例中是使用的左侧两个以太网口作为环
网冗余口，即P1.1和P1.2，其中P1.1为上面那个即进口，P1.2为下面那个即为出口。
另外该交换机也是需要配置一个以太网的IP的，该IP配置好之后需要和环网冗余参数一起
下载至交换机，交换机是有账号和密码的默认的账号为admin密码为admin账号和密码可
以更改（也可以用浏览器改），注意：
交换机的配置也可以用博途先给交换机分配一个IP地
址，分配好IP地址之后可以直接通过浏览器输入分配好的IP地址来登录交换机，将环网冗
余参数配置好也是一样可以用的，用浏览器登录如果是第一次登录会提示更改登录名和登录
密码。
（11）在编程软件中的网络组态连接的重点说明:
如上图所示：
网络连接需要分清环网的进出端口，上图中的网络连接顺序是主CPUX1P1R口
t交换机P1.1口t交换机P1.2口tET200SPIO占的X1P1R端口宀ET200SPIO占的X1P2R端口t备CPU的X1P1R端口。
其中主和备之间的同步端口为主备间的X1P2R端口，将这两个
端口连接起来即可。
以上的配置都可以在拓扑视图里面通过鼠标点中相应的端口拖至下一个端口即可连接。
另外触摸屏可以连接到交换机右侧两个端口的任意一个端口即可访问。
在现
实的硬件中所有的网线及端口需要跟程序中的配置一样的走向连接，不能连错，否则会报错。
（12）触摸屏的连接及其组态说明。
在以前的PLC中如果涉及到冗余系统，在触摸屏程序中都需要组态2个CPU设备并通过脚
切换IP来实现触摸屏的访问切换，但是在S7-1500R冗余系统是不需要的。
因为在S7-1500R
冗余系统中是有3个IP地址，其中一个IP地址即为系统IP地址，我们只要在触摸屏中选择这个系统IP进行访问即可。
（如下图）
注意：
当冗余PLC系统处于冗余模式下不能执行下载。
冗余PLC第一次下载时，因为岀厂无IP地址，在下载窗口不显示PLC的主备关系，只显示MAC地址，此时要根据冗余PLC上的DISPLAY面板查看主备关系，找到主PLC对应的MAC地址，
下载时再根据MAC地址选择正确的主PLC执行下载，如果选择备PLC下载博途会显示”所选
CPU不是基本CPU。
该操作无法执行。
”，如下图所示：
最后为与ET200SP建立PROFINET通信，需要为IM155-6分配设备名称，操作如下:
在分配PROFINET设备名称”窗口执行分配操作
1：
选择组态的设备
2：
选择连接ET200SP所在网络的网卡
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