西门子冗余PLC系统在高炉中的应用
PLC在高炉矿焦槽系统中的应用
应 用研 究 ・
Ｐ Ｃ在 高炉矿焦槽 系统 中的应用 Ｌ搬 迁 三 电 项 目部 重 庆 重
４ ０ ８） ０ ０ ０
（ 摘
要 】 绍 了 重 钢 ２ ０ ｍ３高 炉 矿 焦 槽 自动 化 控 制 系 统 ，主 要 的 控 制 功能 。 介 ５０
Ｏ 一矿 石 （ 结矿 、块 矿 及 球 团 矿 等 ） 烧 预 留 的 装 料 制 度 为 ：Ｃ Ｊ ，０Ｌ Ｊ ，ＯＳ Ｊ ，
理
＋矿 石 排 料 方 式 控 制 ＋矿 焦 槽 配 料 控 制 矿 焦 槽 系 统 设 备 运 转 监 视 及 故 障 处
料 仓 数 据 处 理
２ 工 艺概 况 高 炉 槽 下 系统 由 矿 槽 和 焦 槽 及 运 输 皮
带 三 部 分 组 成 ， 矿 槽 采 用 双 排 矿 槽 ， 设 有
大小矿槽 ｌ ２个 ，大 矿 侧 为 ６个 烧 结 矿 槽 ， 将 称 量 斗 中 的 炉 料 排 放 到 槽 下 矿 石 和 焦 炭 小 矿 槽 侧 由 ２个 普 通 球 团 矿 槽 、 ２个 块 矿 胶 带 机 上 送 入 矿 石 和 焦 炭 中 间 称 量 漏 斗 槽 、 ２个 钒 钛 球 团 矿 槽 （ 剂 或 锰 矿 可 根 中 ， 然 后 经 上 料 主 皮 带 机 送 往 高 炉 装 料 设 熔
Ｃ 一 焦 炭 ０Ｌ 一 大 粒 度 矿 石 （ 结 矿 、 块 矿 及 球 烧
团矿等 ）
｛料 仓 数 据 计 算 处 理
｝班 、 日 截 止 处 理
班 、 日数 据 更 新 处 理 高 炉操 作人 员根据 不 同炉料 的组成 ，
决 定 何 种 称 量 方 式 ， 对 各 种 原 、 燃 料 进 行
【 关键 词］ 焦槽 自动 控制 系统 ＰＬＣ 矿
西门子PLC在高炉上料自动控制系统中的应用
第八 ，空焦装 入方 式及运 转控 制 。
关 。当选 择 二 次均 压 时 ，二 次均 压设 备 才 投入 运 行 。其
第 九 ，上 料操 作 参数 的设 定 、实 际装 入 操作 的数 据 开 启 条件 为 选择 高 压及 二 次均 压 操作 ，放散 阀 已闭 ，一
收集 、处理 。
次均 压 完毕 且 一次 均 压 阀 已关 。关 闭条 件 为称 量 料罐 内
第八 ，上料主胶 带机向炉顶固定料罐装料 ：当上料
４ 结语
高 炉 上 料 自动 控 制 系 统 自生 产 以来 ，其 控 制 精 度 高 、布 料 效果 好 ，监 控 系 统直 观 明 了、数 据 准确 、操作 简 单方 便 ，丰 富 了高炉 上 部 的调 节手 段 ，改 变 了煤 气 的 分布 ，从而 有效地提 高 了高炉 煤气利 用率 ，降低 了焦 比， 减 少 了焦 炭消 耗 ， 既节 约 了 资源 ，又 减少 了对环 境 的污 染 ，同时入炉焦 比下 降，提高 了高炉利 用系数 ，实现 了高 炉稳定 、顺行 、高产 、低耗 ，有利于提 高企业经济 效益 。
第 四 ，炉顶料 罐 的均压 、称 量及 压力补 偿控 制 。
到 固定 料 罐料 空 信 号后 延 时３ｓ再 关 闭 。固定 料罐 料 空信
第五 ，炉顶 料 罐 压力 、 装料 设 备温 度 、冷 却系 统温 号 由 丫射 线料位 仪来 发 出。
度 、流量 、水位 的监 测及控 制 。
第十 二 ，一 次 均压 阀 的运转 ：开 启条 件 为选 择 高 压
中Ｃ Ｉ Ｏ。１ ０ ｌ为 预 留 装 料 制 度 。炉 项 装 料 设 备 和 装 入 的差值 ＞０．２。或 ＜一０．２。时 ，溜槽将 据 此判 断相应 地 自
PLC控制系统在中大型高炉上的应用
PLC控制系统在中大型高炉上的应用1 概述国内某网铁集团公司第二炼铁厂现有1260m3两座，根据该公司的改扩建规划方案，需将其改建成2560m3高炉两座，分两期进行，一其工程先改建一座高炉。
该高炉系统配备有：贮矿、贮焦槽，带式输送机上料，双罐并罐式无料钟装料，炉体为软水密闭循环冷却系统（采用板壁结合型炉体冷却设备），矩型方式出场，3座改进型内燃式热风炉（用高炉煤气作燃料，空气助燃），全底滤式炉前冲渣工艺，富氧鼓风喷煤技术（喷煤系统采用双系列双罐串联总管喷吹炉前分配系统），以及一套完整的自动化系统。
改建后，使该高炉系统整体水平达到国内同类型高炉的装备水平且投资最少。
2 自动化系统构成从改扩建总体规划方案考虑，该高炉自动化系统按其总体结构划分为三级。
第一级为检测驱动级，由热电偶、热电阻、变送器、电子称、按钮、行程开关、限位开关、电磁阀、调节阀、电动机、信号灯等组成。
该级完成地生产过程中各流体、物料和设备的检测与驱动。
第二级为设备控制级，由7个控制站（每个控制站由2台PLC构成）、5个操作站（每个操作站由2台IPC构成）、1个工程师站、2个通讯网组成。
该级完成对生产过程中各流体、物料和设备状态的显示、操作（台闭环控制）。
第三级为过程控制级，由1台服务器、3台客户机、1台网络打印机、1个通讯网组成。
该级完成对生产过程中生产计划的制定和协调，收集生产过程中各数据，并按一定的方法加以处理后进行数学模型计算，并向设备控制级发出控制指令（即设定值），实现对生产过程的管理与控制。
该高炉系统按其工艺设备又划分为6个子系统，分别为：（1）原料称量（配料）与上料设备；（2）炉顶装料设备；（3）炉体设备（砌砖体和炉体冷却设备）；（4）热风炉；（5）煤粉制备；（6）煤粉喷吹。
但由于资金限制，过程控制级仅对生产过程中的各种数据进行收集、加工处理和制作报表。
其中富氧鼓风喷吹煤粉技术（煤粉制备和喷吹）暂缓设计。
3 PLC控制系统的配置特点及控制功能在该高炉自动化系统中设备控制级采用了美国A&B公司生产的PLC控制系统。
西门子PLC在炼铁高炉中的应用的前景展望
ＰＬＣ 的概 念及 使用 情况 分类 Ｐ Ｃ是在传统顺序控 制器 的基础 上引入 了计算 机技术 、微 电子技 Ｌ 术、通讯技术 和 自动控制技 术而形成 的一代新型工业 控制装置 ， 目的 是用来取代 继 电器 、执行逻 辑、记时 、计数等顺序控 制功能 ，建立柔 性的程控系统 。目前，可编程控制器 （ Ｌ ）在 国内外已被广泛应 用于 ＰＣ 钢铁、石油、 电力 、建材 、化工 、汽车 、交通运 输、机 械制造、轻纺、 环 保 及 文 化 娱 乐 等 各 个 行 业 ， 使 用 情 况 大 致 可 分 为 以下 几 类 ： （ １） 逻 辑 量 的 控 制 。 这 是 可 编 程 控 制 器 最 基 本 、 最 广 泛 的 应 用 领 域 ， 它 取 代 传 统 的继 电 器 电路 ， 实 现 顺 序 控 制 、 逻 辑 控 制 ， 既 可 用于单 台设备 的控 制，也 可用 于 多机 群控及 自动 化流水 线的控制 。 （ ２）模 拟 量 的控制 。在 工业 生 产过 程 当 中 ，有许 多 连续 变化 的量 ，如 压 力 、 流 量 、 温 度 、液 位 和 速 度 等 都 是 模 拟 量 。 为 了 使可 编程控制 器处理模 拟量 ，必须 实现模拟 量和 数字量之 间的转 换 。 （ ３）动 态控 制 。ＰＬＣ 可 以用于 圆周运 动 或 直线 运动 的控制 。 从控制机构 配置来说 ，早期 直接用于开关量 Ｉ ０模块连接位置传 感器 ／ 和 执行 机 构 ，现 在一 般使 用 专用 的运 动控 制模 块 。 （ ）过 程 控 制 。过 程 控 制 是 指 对 温 度 、压 力 、 流 量 等 模拟 ４ 量 的 闭环控 制 。作为工 业控制 计算 机 ，ＰＬｃ能编制 各种各 样 的控 制 算法 程 序 ，完 成 闭环 控 制 。 （ ５）网络通讯 。Ｐ Ｃ通信含 Ｐ Ｃ间 的通信及 Ｐ Ｃ与 其它智能设备 Ｌ Ｌ Ｌ 间的通信 。随着计算 机控制的发 展，工厂 自动 化网络发展得 很快 ，各 Ｐ Ｃ厂商都 十分重视 Ｐ Ｃ的通信功能 ，纷纷推 出各 自的网络系统 。 Ｌ Ｌ ＰＬ 的 应 用 领 域 仍 在 扩 展 ， 在 日本 ，ＰＬ 的 应 用 范 围 已 从 传 统 Ｃ Ｃ 的产业设备和机械 的 自动控制 ，扩展到远程 维护服务系统 、节能监视 控制系统 、中小型 过程控制系统 ，以及与 生活和环境关连 的机器 ，而 且快速上升趋势 。随着 Ｐ Ｃ、Ｄ Ｓ相互渗 透，二者 的界线 日趋模糊 ， Ｌ Ｃ Ｐ Ｃ从传统 的应用 于离散 的制造 业 向应用 到连续 的流程 工业扩展 。 Ｌ ： ．西 门子 ＰＬ Ｃ 在 高炉 炼铁 方 面的 应用 实 倒 西门子 Ｐ Ｃ在各个行业尤 其是冶金行业 ，已经具有成熟 的控制技 Ｌ 术 。在 低 端产 品和 高端 产 品 上 ，都 以其 控制 系 统 稳 定 的性 能 、容 易扩 展的 网络架 构 、设备 间的充 分 兼容性 和适 中 的价格 而被广 泛应 用 。下面是 西门子 Ｐ Ｃ在大 中小型炼铁高炉 控制系统 中的应用实例 ： Ｌ （ １）在 邢 钢 高炉 改 建 中 的应 用 改建成的炼铁 ５ Ｐ Ｃ系统硬件采用 Ｓ Ｅ Ｅ Ｓ ７ ４ ０ ＃Ｌ Ｉ Ｍ Ｎ Ｓ — ０ ，上位 机采 用研华 Ｐ ４工控机 ，编程 软件采用 Ｓ Ｅ Ｅ Ｓ Ｔ Ｐ Ｖ ． 、Ｗ Ｎ Ｃ ５ １ ＩＭ Ｎ Ｓ Ｅ ７ ５ ０ Ｉ Ｃ Ｖ ． 。 采 用 工业 以太 网 ，与 炼铁 厂 现 有局 域 网进 行通 信 。该 项 目是 邢钢 ２０ ０ ３年的重点技改工程之一 ，总投资 １ ２亿元， 已于 ２ ０ 年 １ ． ０３ ０月份 投入使用。邢钢原有 ４座高炉 ，年生产铁水的能力为 １ ０万 ｔ ５ 。系统改 造 后 已 具 备 了 年 产 ２ ０万 ｔ钢 的 能 力 。Ｓ Ｅ Ｅ Ｓ Ｓ Ｐ Ｃ控 制 系统 ０ Ｉ Ｍ Ｎ ７ Ｌ 自投 入使 用 ，至今 已运 行多 年 ，运行 状况 良好 。该 系统 在 ５＃高炉 的应 用 ，实现 了高炉 生产 各控 制子 工序 的 自动化控 制 ，建立 了炼铁 工艺流 程的计算机 网络 系统。高炉工 长在主控室 除可以观察高炉 本体 的热 工参 数 外 ，还 可 以观 察 到 卷扬 系统 的上 料 、布 料 、热 风 炉燃 烧 及 送风 情 况 ， 以及 风机 等 辅 助 系统 操 作 ，减 轻 了劳动 强度 ，提
论西门子S7—400H冗余PLC系统的应用
论西门子S7—400H冗余PLC系统的应用1、引言目前国内正在应用的煤粉喷吹系统，根据系统的布置可分为串罐喷吹和并罐喷吹两大类[2]，承钢各高炉采用的均为并罐喷吹系统。
承钢5号高炉喷煤系统由原煤贮运部分，干燥气制备部分，煤粉制备部分，煤粉收集存储部分，煤粉喷吹系统，供气系统（氮气、压缩空气）部分等6个子系统组成。
其中煤粉制备部分、和煤粉喷吹系统设备的稳定性将会影响高炉煤粉喷吹是否顺畅，因此这两个部分的自动化控制为高炉喷煤系统控制的关键所在。
2、西门子S7-400冗余PLC系统概述S7-400H冗余PLC系统属于SIMATIC S7系统系列，它完全利用了SIMATIC S7的所有优点[3]。
能满足对最先进可编程逻辑控制器在有效性、智能度和分布式方面的高要求。
系统提供了采集以及准备过程数据所需的所有功能，其中包括用于控制、开环控制以及监视机组和设备的功能。
S7-400H冗余PLC系统能够和所有其它SIMATIC组件，例如SIMATIC PCS7控制系统相协调地工作。
从控制室直到传感器和执行器的全集成系统是行业发展的必然结果，它能确保系统性能最优。
S7-400H的冗余结构包括电源模块、CPU模块、以太网模块、IM153模块和DP网络的冗余配置。
当工作主系统发生问题时，自动切换到从系统工作。
3、承钢5号高炉喷煤系统硬件配置结构承钢5号高炉喷煤原来采用4套非冗余的S7-400 PLC系统控制：供料系统、制粉A系统、制粉B系统和喷吹系统。
为了提升设备的稳定性，2015年9月份对自动化控制系统进行了升级改造，承钢5号高炉喷煤系统现用的硬件配置结构，如图1所示：主要包括S7-400H PLC系统、工业以太网和工控机系统。
3.1 S7-400H PLC系统承钢5号高炉喷煤系统搭建了2套S7-400H PLC系统，一套控制喷煤制粉系统，另一套控制喷吹系统。
两套PLC系统之间通过以太网进行通讯交换数据。
每一套PLC系统的单一的电源PC模块、CPU模块、以太网CP模块、ET200模块和DP网络发生故障，系统均会自动切换到从系统继续进行工作，不会导致设备停机故障的发生。
西门子PLC在高炉上料的应用演示文档
高炉上料系统顺序控制动作流程
初始状态 小车上行，到位停止，延时 两探尺从0下探，下降高度到给定值，炉内缺料 小车下行，到位停止，延时 开均压阀、开大钟，开到位停止，延时 中间仓开 布料槽布料，延时，炉料布完 否 关均压阀、关大钟、到位停止 闸门开到位 是 开小钟，到位停止，延时 延时25S 开报警
目 录
高炉简介 高炉上料的控制方式 系统控制要求 控制方案的选择 PLC控制器选型 料车上料系统 高炉料钟装料系统 探尺系统 高炉上料系统顺序控制动作流程 自动监控系统的程序梯形图 程序功能说明 程序设计仿真
高炉简介
高炉：用于冶炼液态铁水的主要设备，其 横断面一般为圆形的炼铁竖炉，用钢铁作 炉壳，里面砌耐火砖内衬。高炉本体自上 而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸 五部分，护喉之上设置装料设备
探尺系统
高炉在冶炼的过程中，利用探尺探明炉内料面高 低的情况。探尺是一个铸钢圆柱体重锤，由卷扬 机通过钢绳牵引经滑轮和链条将探尺伸入高炉炉 膛内。 值班室根据炉内冶炼要求，例如定出料线2.0米， 即料长下降到2.0米时就要往炉内装料。假如由于 装料机械故障或者其它环节出毛病没有及时装料 而实际料面继续下降，出现“亏料”现象，当实 际料亏低于选择的料线0.5米时发出亏料警告信号， 同时发出闪光信号。
Q0. 5
M1.0 Q0.6 Q1.0 I0.5 M1.1 M1.1 Q0.7 Q1.1 I1.3 Q2.0 T39 Q2.1 Q0.4 M1.2 Q0.5 Q2.3 T33
Q0.5
Q0.7
Q2.1
I1.1
T41
Q0.6 Q1.0
I1.0
I0.6
M1.1
T40
I1.4
Q1.1
Q0.7 Q1.1
浅谈PLC技术在高炉热风炉中的应用
闭溢 流 阀 。 如果 主 油 泵 启 动 ５ ｓ 后 系统 压 力 仍 低 于设 定值 ， 停止 ２ 台 主 油泵 ，
并发 出报警信号 。当系统 工作压力达 到最高 工作压力 时， 延 时３ ｓ ， 打 开 工 作 主 油 泵 对 应 的溢 流 阀， 主油 泵 卸荷 ， 直 到 工作 压 力低 于设 定 的 最 高 压 力 。 电加 热 器 可 以依 油 温 低 报 警 自动 启动 加 热 ，达 到工 作 温
２ ． ７ 液压 润 滑 系 统 热风 炉 的液 压 润 滑 系 统 的 主要 设备 包括 ２ 台 主 油泵 电动 机 、 ｌ 台
的Ｐ Ｌ ｃ￣ ｔ 术 加 以 阐述 ，分析 了该技 术 在 高 炉 冶炼 工 艺 中所起 到
西门子PLC在高炉上料自动控制系统中的应用
西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ在 高 炉 上料 自动控 制 系 统 中 的应 用
樊 建 国
（ 新 疆 昆玉钢 铁有 限公 司 ， 新疆 伊犁 ８ ３ ３ ２ ０ ０ ） 摘 要： 新 疆 昆玉 钢铁 三座 高炉 自动控 制 系统均 由西 门子公 司 Ｓ ７ — ４ ０ ０ 可 编程控 制 器 和工 业微 机 组成 ， 现 对该 系 统进 行简 单 介绍 。该
度、 流量 ， 防止料流阻 塞， 电机振动 使物料 连续不 断流 动 ， 达到
均 匀 输 送 物 料 的 目的 ； 用振动筛对烧结 矿、 球 团矿、 块 矿 等 人 炉 含铁原料及焦炭 、 焦 丁、 熔 剂 等进 行 筛 分 ， 筛 分后 合 格 的原 料 进
１ 高 炉 上 料 系统 工 艺 流 程
下交替工作 。槽下备料系统有 两个熔剂仓 、 两 个球 团焦炭混
合仓 、 四个 烧 结 矿 仓 、 四个 焦 炭 仓 和 一 个 焦 丁 仓 ， 烧 结 矿仓 、 球 团矿仓经振动筛 ， 熔剂 仓经 给料机 后 ， 按 配料料 单规 定送 称量 料斗称量 ， 然后 放料 ， 由槽下 主皮带 送到 地坑 称量 漏斗 。地坑
系统 为集 中控 制 系统 ， 上位 机 与 Ｐ Ｌ Ｃ之 间采 用 串行通 讯完 成数 据交 换 ， 通讯协 议 为 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ以太 网协议 。各 系统 之间互 相通讯 、 多 座 高炉 联 网， 为 实现 高炉 生产 过程 控制 和 生产 管理 自动 化提 供 了有 力 的支持 。 关键 词 ： 西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ ； 自动 控制 ； 通讯
一
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西门子冗余PLC系统在高炉中的应用作者：王峰周丽萍来源：《价值工程》2011年第23期摘要：本文以具体实例讲解了西门子冗余PLC系统在高炉中的应用，讲述了西门子冗余PLC的系统构成、特性、软硬件组态、故障处理等，同时详细叙述了高炉的数据通讯和故障处理过程。
Abstract: In this paper, concrete examples are described to explain the application of Siemens fault-tolerant PLC system in the blast furnace. The article presents about its system structure, features, software and hardware configuration, fault handling. At the same time, it makes a detailed description of data communication and fault handling of the blast furnace.关键词：冗余PLC；高炉；软硬件组态Key words: Fault-tolerant PLC；the blast furnace；software and hardware configuration中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）23-0152-020引言某钢厂高炉工程包括两套独立的高炉系统、热风炉系统、布袋除尘系统各以及共用的原料运输、综合水泵房等。
控制系统采用西门子冗余S7-400H PLC系统，整个系统通过光纤将PLC、操作站、交换机、适配器等串联起一个大的控制环网，各系统之间相互配合，实现高炉的生产工艺控制。
1冗余 PLC系统简介S7-400H是容错式可编程控制器，是西门子最新一代的具有容错技术的PLC。
使用容错式S7-400H可编程控制器时，其用户程序设计和模块的使用方法的各种规则与标准型S7-400系统的规则一致。
1.1 冗余PLC构成一套S7-400H PLC包括1个安装机架、2个电源模板、2个容错CPU、4个同步化子模板、2根光缆等组件构成。
1.1.1 中央处理单元S7-400H的核心是两个中央处理单元CPU 须将同步化子模板插到CPU 内，对其进行设置，并决定机架的号码,我们常常把机架0中的CPU定义为CPU0,机架1中的CPU定义为CPU1；使用CPU后面板上的选择器开关来设置机架号。
开关有两个位置：1(上)和0(下)，给一个CPU分配机架号0，给另一个CPU分配机架号1。
两个CPU的缺省设置都是机架号0。
1.1.2 S7-400H的安装机架使用UR2-H机架安装S7-400H,此机架可以安装2个独立的子系统,每个系统含有9个插槽，适合安装到19英寸宽的机柜中。
1.1.3 电源可以从S7-400标准系列单元中选择电源模板，S7-400H系统中的每个子系统都需要一个电源模板。
电源模板的额定输入电压可以是24VDC，也可以是120/230V AC，输出电流常为10A和20A。
1.1.4 同步子模板用同步化子模板连接两个中央处理器。
它们已放置在中央处理器内部，并由光缆完成互连任务。
每个CPU内需配置2块同步子模板。
1.1.5 光纤电缆光缆用在同步子模板内。
用它完成2个中央处理器之间的物理连接，即冗余链接方式。
1.2 冗余PLC组态和编程如果没有使用附加的硬件部件，与标准型系统相比，编程和组态工作在内容上几乎没有差别，容错式连接只需要进行组态而不需要其它专门的编程工作。
容错式通讯所需要的所有通讯功能都已经集成在容错CPU的操作系统中，并能在后台自动运行，例如，通讯连接的监视以及当故障事件发生后自动切换到冗余连接方式。
在编写用户程序时，所考虑的限定条件也比较少，适合标准S7-400系统设计和编程的规则同样适用于S7-400H，能在S7-400系统上使用的标准软件工具、工程用软件工具和运行软件工具都可以在S7-400H上使用，对编程人员来说，S7-400H的作用几乎和标准系统一样，在用户程序中完全没有必要考虑这些功能。
用户程序以相同的形式存贮在两个中央处理器中，并且同时被执行。
1.3 冗余PLC CPU的状态主CPU和热备CPU是通过光缆链接的，通过此种链接，使两CPU保持事件驱动的同步程序扫描。
S7-400H系统第一次运行时，第一个被启动的CPU成为主CPU，另一个CPU则为热备CPU。
一旦主/热备CPU确定下来，只要电源同时处于上电状态，就一直保持这种地位。
主/热备CPU在下列情况中其地位会发生变化：①热备CPU在主CPU之前启动。
②在冗余系统工作模式中主CPU处于STOP状态。
③在冗余系统工作模式中主CPU由于种种原因出现故障状态。
在冗余工作模式，主CPU和热备CPU都处在RUN状态；两个CPU同步执行用户程序，并相互检查。
总的来说两个CPU具有相同的权力，所以每一个CPU既可以成为主CPU，也可以成为热备CPU。
S7-400H的两个CPU在RUN模式时，其性能几乎和S7-400的标准CPU完全一样；同步功能由操作系统自动完成，并不影响用户程序。
1.4 外部输入/输出模板的种类对于外部输入/输出模板的配置则可以根据实际情况进行选择，主要可分为单向单通道I/O、切换式单通道I/O、冗余双通道I/O等三种形式：1.4.1 单通道、单向I/O：采用单通道、单向输入/输出模板，此输入/输出模板只位于一个子系统中，并且只能被此子系统读取。
当带有单通道单向I/O的S7-400H出现故障时，其情形与标准S7-400系统相同，出故障的I/O不能继续使用。
1.4.2 单通道，切换式I/O：即带有单通道，切换式配置的单输入/输出模板，在冗余模式下两个子系统都可以对其进行访问；而在单一模式下，主子系统可以访问所有切换式I/O。
1.4.3 冗余I/O：当每两个一组I/O组态并冗余成对运行时，I/O模板即认为是冗余配置。
在这种情况下，意味着CPU故障和信号模板的故障可以容错，即其中某块模板出故障并不影响系统运行；使用冗余I/O，可以提高整个系统的可靠性。
对于双通道冗余配置I/O模板的数量可以加倍并可通过两个子系统寻址。
2高炉系统控制2.1 高炉系统的软硬件配置高炉控制系统对重要的PLC和操作站采用冗余设计，而输入输出信号模板所在的4个远程站则采用单通道、单向I/O的形式；其中冗余PLC CPU414-4H系统主要包括电源、PLC、存储卡、原配电池、以太网卡、同步光纤等两套冗余组件，而冗余系统软件则已内置在两个4兆的存储卡里。
软件设计则我们采用了西门子最新的PCS7软件系统。
冗余PLC系统需要严格按照西门子的安装说明装配好，冗余PLC系统中的两套PLC有主从设置，确认PLC模板上对应的跳线开关设置正确，注意同步光纤不要接反；同时在PCS7工程师站上设置与外部硬件型号完全一致的PLC类型,设好两块以太网网卡模块的实际MAC地址和IP地址，并配置好相应的远程站点。
高炉冗余PLC系统硬件配置如图1所示。
由于高炉操作站与冗余PLC间也是使用冗余连接，同时需要在操作站上配置好CP1613网卡，保障整个冗余系统的正常运行。
2.2 高炉系统的网络组态和通讯冗余PLC系统使用不同的通讯方法来满足不同的实际需要，通讯方法可以是简单的线性网络结构也可以是冗余式双光缆环路，PROFIBUS或工业以太网采用的容错式通讯技术完全支持S7产品的通讯功能，在本系统中我们采用以太网进行网络数据通讯。
该高炉PLC系统分别与两台高炉操作站、热风炉PLC、水处理PLC、上料PLC和干法除尘PLC等系统进行通讯，分别采用以太网冗余通讯方式，保障了通讯系统的稳定性和可靠性，与干法除尘PLC之间的通讯例外。
PLC之间采用两块CP4431通过交换机进行互连，先在同一个项目里做好两套PLC的硬件组态，分配好IP地址，打开NetPro，选择其中一个PLC，双击连接列表上的空白行，添加一个S7 connection，起个合适的名字以示区分；选择连接的另一个PLC，记住连接的ID号。
通讯双方的其中一个为Client端，激活对应的“Establish an active connection”的选项，这样配置组态就完成了，根据需要可以选择SFB12/13或SFB14/15进行通讯连接编程，设置好对应的ID 号和接收发送区域，对双方通讯程序分别进行编译，若无错误下载到对应PLC即可完成。
网络组态如图2所示。
图中本地ID号100、120、310、601分别对应的是高炉PLC与高炉操作站1、高炉操作站2、热风炉PLC、水处理PLC、上料PLC之间的冗余连接；而ID号401则代表高炉PLC与干法除尘PLC之间的连接,由于干法除尘PLC并未采用冗余系统，于是这两者之间的通讯采用的是非冗余通讯；从图中可以看出通讯都已连接正常（最左边绿色的三角表示连接正常）。
高炉控制程序编好并测试后将程序下载至冗余PLC内，下载相对简单，将冗余PLC和操作站分别与交换机连通后即可下载，与单一PLC操作过程大体一致，只是冗余PLC需要选择通过哪个MAC地址下载，我们一般选择主PLC的MAC地址进行下载，下载完成后无需人工干预，两个冗余PLC会自动完成同步工作；需要注意的是冗余PLC有自己独有的OB控制块，不可与单机版混用；同时，应该将OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、OB121、OB122等错误OB下载到S7-400H CPU中，若略过此步骤则出现错误时PLC系统将进入STOP状态。
3故障处理在冗余PLC的故障处理中，由于冗余CPU模板上的指示灯可以较好的显示其目前的状态，起到了很好提示作用，可以帮我们确定故障，缩小范围；若冗余PLC不能正常工作，可先查看其指示灯的状态，简单做出判断，再根据实际情况做出进一步处理。
指示灯表示的状态如表1所示。
常见故障及处理：3.1 冗余电源模块故障（CPU0电源模块故障）CPU1上的LED灯REDF、IFM1F和IFM2F 亮起。
CPU1进入单模式并继续处理用户程序。
处理过程：更换电源并重新上电，CPU0将执行自动链接和更新，CPU0切换到RUN模式，现在以备用模式工作，同时S7-400H系统恢复冗余模式。
3.2 同步光缆故障两个CPU上的LED灯REDF和IFM1F或IFM2F （取决于断开哪根光缆）现在都亮起，备用CPU将切换到故障诊断模式，另一个CPU仍为主CPU并在单模式下继续运行。
处理过程：重新连接光缆，备用CPU将执行自动链接和更新，S7-400H系统恢复冗余模式。