第六章冗餘i/o
6.1 冗餘i/o的定義
當i/o模組以每兩個一組組態成冗餘對執行時，i/o模板即認為是冗餘配置。這樣意味著s7-400h系統的所有元件都可以冗餘。使用冗餘i/o可以使h系統提高可用性。
6.2 冗餘i/o配置
以下為幾種採用冗餘i/o 的典型配置
6.2.1 **和擴充套件裝置中的i/o冗餘
訊號模板成對安裝在 cpu 0 和 cpu 1 子系統中，如圖6-1所示：
圖6-1 **和擴充套件裝置中的i/o冗餘
這樣使s7-400的i/o模組具有冗餘性。
注意：當乙個cpu因故障掉電時，連線的i/o模組被認為故障而不能被識別。
6.2.2. 單邊dp 從站中的i/o冗餘
訊號模板成對安裝在帶有有源底板匯流排的分布式i/o裝置et200m中，如圖6-2所示：
圖6-2 單向dp從站中的i/o冗餘
注意：當其中乙個從站profibus斷線或主站cpu因故障掉電時，連線的i/o模組被認為故障而不能被識別。
6.2.3. 切換式dp 從站中的i/o冗餘
訊號模板成對安裝在帶有有源底板匯流排的分布式i/o裝置et200m中，如圖6-3所示：
圖6-3 切換式dp 從站中的i/o冗餘
在這種方式下，即使連線i/o從站cpu故障也不會影響i/o模組的可用性。
6.2.4. 單機模式h cpu中的i/o冗餘
連線方式如圖6-4所示：
圖6-4 單一模式冗餘i/o
注意：當主站cpu因故障而停機時，i/o冗餘不能實現。
6.3 「i/o冗餘」 庫函式及使用
6.3.1「i/o冗餘」 庫函式
「i/o冗餘」 庫函式，隨可選 h 包(step7 v5.3已包含)一起提供，以支援i/o冗餘功能， 庫函式包含以下功能塊:
● fc 450 red_init 初始化功能
● fc 451 red_depa 觸發去鈍化
● fb 450 red_in 讀取冗餘輸入功能塊
● fb 451 red_out 控制冗餘輸出功能塊
● fb 452 red_diag 冗餘 i/o 診斷功能塊
● fb 453 red_status 冗餘狀態資訊功能塊
6.3.2 「i/o冗餘」功能塊的使用
在使用這些功能塊前,首先在硬體配置中配置冗餘i/o模組，然後參考表6－1在相應的ob塊中呼叫對應的功能塊。
表6－1 可呼叫i/o冗餘功能塊的ob塊
6.4 冗餘i/o 的硬體安裝和配置
如果要使用冗餘i/o，推薦按以下方法進行
（1）插入所有冗餘使用的模板
（2）使用 hw config 在物件屬性中配置模板的冗餘屬性
（3）查詢每個模板的冗餘模板或使用預設設定
集中配置:
將模板插入偶數機架插槽 x 中,冗餘模板插在同一插槽的下一奇數機架中。如果模板插入插槽 x 的奇數機架中，建議在前一偶數機架同一插槽中插入冗餘模板。
單邊 dp 從站中的分布式配置:
如果從站中的模板插入插槽 x 中並且dp主站系統為冗餘配置，建議冗餘模板插在另一
側具有相同 profibus 位址的從站插槽 x 中.
單機模式切換式dp 從站中的分布式配置
如果從站中的模板位於某乙個 dp 位址的插槽 x 中，建議冗餘模板位於具有下一profibus 位址的從站插槽 x 中。
（4）設定i/o模板的其它冗餘引數
使用者程式可以處理的有效數值總是處於兩個冗餘模板的低位位址，因此應用程式只能使用低位位址而高位位址中的數值與應用程式無關.
注意:冗餘模板必須在輸入或輸出的過程映像區中設定,通常在相關的過程映像區能訪問到。
必須設定冗餘i/o的db並分配未被使用的db號，這些db不是fb 450 」red_in」 或 fb 451
」red_out」的背景資料塊。
當用冗餘模板時,在 「hw config -->properties cpu 41x-h>」cycle/flag」欄中,設定如下引數:「ob 85 call on i/o access error --> only incoming and outgoing errors」
6.5 冗餘訊號模板型別及型號
6.5.1.冗餘數字量輸入模板
參考表6－2：
表6－2 具有冗餘功能的數字量輸入模板
6.5.2.冗餘數字量輸出模板
參考表6－3：
表6－3 具有冗餘功能的數字量輸出模板
6.5.3.冗餘模擬量輸入模板
參考表6－4：
表6－4 具有冗餘功能的模擬量輸入模板
6.5.4.冗餘模擬量輸出模板
參考表6－5：
表6－5具有冗餘功能的模擬量輸出模板
6.6 冗餘 i/o引數設定及配置方式
6.6.1 使用數字量輸入模板作為冗餘 i/o
組態數字量輸入模板時應設定以下引數:
● 差異時間 :冗餘輸入訊號可以不同的最大允許時間，如果在組態的差異時間過後
輸入數值仍存在差異說明訊號已發生故障。
● h 系統對輸入數值差異的響應
首先檢查成對冗餘模板的輸入訊號是否匹配。如果數值匹配,統一的數值將被寫入輸入過程映象的低位資料儲存區。如果存在差異並且是首次存在差異，將被標記並開始差異計時。
在差異時間期間,最近的匹配值(非差異值)將被寫入低位位址模板的過程映象中。該步驟將重複直到在差異時間內數值再次匹配或超出差異時間。如果在組態的差異時間過後仍存在差異說明已發生故障，可根據以下策略查詢故障頁:
（1） 在差異時間期間最近的匹配值作為結果保留
（2）一旦差異時間到顯示以下出錯報文
錯誤** 7960:」 redundant i/o:discrepancy time at digital input expired, error not yet localized」 (冗餘 i/o 數字量輸入差異時間到,還沒有查到故障)。
在靜態出錯映象中不能進行鈍化和輸入。在出現下一訊號變換之前，應在差異時間到後進行組態的響應.
（3） 如果出現另乙個訊號變換,發生變換的模板將是正常模板,另乙個模板將被鈍化。
6.6.1.1使用非冗餘感測器的冗餘數字量輸入模板
將非冗餘感測器的數字量輸入模板安裝在1oo2 配置中，如圖6-5所示：
圖6-5連線非冗餘感測器的數字量輸入訊號
6.6.1.2 使用冗餘感測器的冗餘數字量輸入模板
將帶有冗餘感測器的數字量輸入模板安裝在1oo2 配置中，如圖6-6所示：
圖6-6連線冗餘感測器的數字量輸入訊號
使用冗餘感測器可增加其可用性。差異分析可以檢測除了非冗餘電源故障以外的所有錯誤,可以通過安裝冗餘電源進一步增加系統的可用性。.
在將乙個感測器連線到幾個數字量輸入模板時冗餘模板必須具有相同的基準電位.
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