软件冗余的原理和配置

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冗余

冗余

高可靠性是过程控制系统的第一要求。

冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术,是提高计算机系统可靠性的最有效方法之一。

为了达到高可靠性和低失效率相统一的目的,我们通常会在控制系统的设计和应用中采用冗余技术。

合理的冗余设计将大大提高系统的可靠性,但是同时也增加了系统的复杂度和设计的难度,应用冗余配置的系统还增加了用户投资。

因此,如何合理而有效的进行控制系统冗余设计,是值得研究的课题。

1:冗余技术冗余技术概要:冗余技术就是增加多余的设备,以保证系统更加可靠、安全地工作。

冗余的分类方法多种多样,按照在系统中所处的位置,冗余可分为元件级、部件级和系统级;按照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。

在当前元器件可靠性不断提高的情况下,和其它形式的冗余方式相比,1:1的部件级热冗余是一种有效而又相对简单、配置灵活的冗余技术实现方式,如I/O卡件冗余、电源冗余、主控制器冗余等。

因此,目前国内外主流的过程控制系统中大多采用了这种方式。

当然,在某些局部设计中也有采用元件级或多种冗余方式组合的成功范例。

控制系统冗余设计的目的:系统运行不受局部故障的影响,而且故障部件的维护对整个系统的功能实现没有影响,并可以实现在线维护,使故障部件得到及时的修复。

冗余设计会增加系统设计的难度,冗余配置会增加用户系统的投资,但这种投资换来了系统的可靠性,它提高了整个用户系统的平均无故障时间(MTBF),缩短了平均故障修复时间(MTTR),因此,应用在重要场合的控制系统,冗余是非常必要的。

二个部件组成的并联系统(互为冗余)与单部件相比,平均无故障时间是原来的1.5倍。

系统的可用性指标可以用两个参数进行简单的描述,一个是平均无故障时间(MTBF),另一个是平均修复时间(MTBR)。

系统的可用性可用下式表示:系统可用性=MTBF/(MTBF+MTBR)当可用性达到99.999%时,系统每年停止服务的时间只有6分钟。

2:控制系统冗余的关键技术冗余是一种高级的可靠性设计技术,?1:1热冗余也就是所谓的双重化,是其中一种有效的冗余方式,但它并不是两个部件简单的并联运行,而是需要硬件、软件、通讯等协同工作来实现。

零冗余优化器工作原理

零冗余优化器工作原理

零冗余优化器工作原理零冗余优化器(Zero Redundancy Optimizer)是一种在计算机领域常用的优化技术,其主要目的是减少软件或系统中的冗余操作,提高计算效率和性能。

本文将详细介绍零冗余优化器的工作原理以及其在实际应用中的优势。

一、什么是零冗余优化器在计算机程序或系统中,冗余操作是指在执行过程中存在重复、无效或不必要的计算、传输或存储操作。

这些冗余操作不仅浪费了计算资源,还降低了系统的响应速度和效率。

零冗余优化器的作用就是通过对程序或系统进行分析和优化,消除这些冗余操作,提高计算效率和性能。

二、零冗余优化器的工作原理1. 静态分析零冗余优化器首先对程序或系统进行静态分析,通过对代码的解析和抽象语法树的构建,分析出其中的冗余操作。

静态分析可以帮助优化器了解程序的结构和执行路径,找出潜在的冗余操作。

2. 依赖分析在静态分析的基础上,零冗余优化器进行依赖分析,确定各个操作之间的依赖关系。

通过分析操作的输入和输出,优化器可以确定哪些操作是冗余的,可以被消除或替代的。

3. 优化策略选择根据依赖分析的结果,零冗余优化器选择合适的优化策略来消除冗余操作。

常见的优化策略包括常量传播、复制传播、公共子表达式消除等。

优化器根据具体的情况选择最佳的优化策略,以达到消除冗余操作的目的。

4. 代码变换优化器对程序或系统进行代码变换,将选定的优化策略应用到代码中,消除冗余操作。

代码变换可能涉及到操作的替换、删除、合并等。

优化器保证代码变换后的程序与原程序的功能和语义保持一致。

5. 后端优化零冗余优化器通常与其他优化器一起工作,进行后端优化。

后端优化主要包括指令调度、寄存器分配等,以进一步提高程序的执行效率和性能。

三、零冗余优化器的优势1. 提高计算效率:零冗余优化器消除了冗余操作,减少了计算资源的浪费,提高了计算效率。

优化后的程序执行速度更快,响应更迅速。

2. 减少资源占用:冗余操作占用了额外的存储空间和带宽,优化器通过消除这些冗余操作,减少了资源的占用。

冗余网络配置实验报告

冗余网络配置实验报告

冗余网络配置实验报告冗余网络配置实验是网络工程中一种重要的设计和实施手段,旨在提高网络的可靠性和稳定性。

本文将从网络冗余的原理、冗余网络的常见形式、实验过程和结果分析等方面进行详细论述。

一、冗余网络的原理冗余网络是通过在网络中增加冗余路径,以提高网络的可靠性和稳定性。

冗余路径即备用路径,当主路径出现故障时,备用路径能够接替主路径的功能,保证网络的连通性。

冗余网络的基本原理是采用备份路径,将网络流量在不同的路径上进行传输,提高了网络的容错能力,减少网络发生故障时网络中断的可能性。

二、冗余网络的常见形式冗余网络可以采用多种形式来实现,常见的几种形式包括:主备式、主主式、冗余链式和冗余环状式。

1. 主备式:主备式是指在网络中设置主路径和备用路径,当主路径发生故障时,备用路径可以接替主路径的功能。

主备式可以简单实现,但是备用路径的利用率较低,效率较低。

2. 主主式:主主式是指设置多个主路径,当其中一个主路径发生故障时,其他主路径可以继续工作。

主主式可以提高网络的可用性,但是配置和管理复杂度较高。

3. 冗余链式:冗余链式是指设置多个路径形成链式结构,当其中一条路径故障时,链式结构中的其他路径可以继续进行数据传输。

冗余链式相对简单,但是链式中的每条路径都是关键路径,一旦出现故障会导致整个链式中断。

4. 冗余环状式:冗余环状式是指设置多个路径形成环状结构,当环状结构中的一条路径故障时,其他路径可以绕过故障路径继续进行数据传输。

冗余环状式相对复杂,但是具有良好的容错能力和高利用率。

三、冗余网络的实验过程本次实验的目的是验证冗余网络对网络可靠性和稳定性的提升效果,实验过程如下:1. 实验准备:准备实验所需要的网络设备和材料,并确保设备的正常运行状态。

2. 实验拓扑设计:根据实验要求,设计适合的网络拓扑结构。

可以选择主备式、主主式、冗余链式或冗余环状式等形式。

3. 网络配置:根据拓扑结构,配置网络设备的相关参数和路径设置。

3.1 10第十章 冗余系统

3.1 10第十章 冗余系统

本章内容双机热备双网络冗余双设备冗余双IOServer冗余概述KingSCADA 提供全面的冗余功能,能够有效地减少数据丢失的可能,增加了系统的可靠性,方便系统维护。

KingSCADA提供四重意义上的冗余功能,即双机热备、双网络冗余、双设备冗余、双IOServer。

第一节双机热备1、原理双机热备主要是实时数据、报警信息和变量历史记录的热备。

主从机都正常工作时,主机从实时数据服务器获取数据,并产生报警和事件信息。

从机通过网络从主机获取实时数据和报警信息,而不会从实时数据服务器读取或自己产生报警信息。

主从机都各自记录变量历史数据。

同时,从机通过网络监听主机,从机与主机之间的监听采取请求与应答的方式,从机以一定的时间间隔(冗余机心跳检测时间)向主机发出请求,主机应答表示工作正常,主机如果没有应答,从机将切断与主机的网络数据传输,转入活动状态,改由实时数据服务器获取数据,并产生报警和事件信息。

此后,从机还会定时监听主机状态,一旦主机恢复,就将数据备份给主机。

只有从机坏掉之后,主机才会从实时数据服务器获取数据。

通过这种方式实现了热备。

2、主机网络配置第一步,KingSCADA开发系统树型目录区中选择“网络配置”→“本服务器设置”选项并双击,弹出网络配置对话框,对话框设置如图所示图10-1网络参数设置对话框第二步,单击“服务器端配置”选项卡,弹出配置对话框,如图所示图10-2服务器端配置对话框根据工程需要,选择相应的节点类型。

如果本机是实时数据服务器的主机,同时又是报警事件服务器和历史记录服务器的主机的话,那么就选中“本地为实时数据服务器”、“本地为报警事件服务器”、“本地为历史数据服务器”选项。

3、从机网络配置第一步,在使用双机热备功能时要求主机和从机上的工程完全一致,所以要将主机的工程拷贝到从机上,然后对从机的进行网络配置。

主从机的变量名和ID号必须完全一致,建议用户不要单独修改主机或从机的变量部分,防止出现不一致的现象。

容错控制——精选推荐

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容错控制知识一知识点1冗余:多余的重复或啰嗦内容,通常指通过多重备份来增加系统的可靠性。

2冗余设计:通过重复配置某些关键设备或部件,当系统出现故障时,冗余的设备或部件介入工作,承担已损设备或部件的功能,为系统提供服务,减少宕机事件的发生。

3冗余设计常用方法有硬件冗余、软件冗余(主要指解析冗余)、功率冗余。

3.1硬件冗余方法是通过对重要部件和易发生故障的部件提供备份,以提高系统的容错性能。

软件冗余方法主要是通过设计控制器来提高整个控制系统的冗余度,从而改善系统的容错性能。

硬件冗余方法按冗余级别不同又可分为元件冗余、系统冗余和混合冗余。

元件冗余通常是指控制系统中关键部件(如陀螺仪和加速度计等)的冗余。

(l)静态“硬件冗余”例如设置三个单元执行同一项任务,把它的处理结果,如调节变量相互比较,按多数原则(三中取二)判断和确定结构值。

采用这种办法潜伏着这样的可能性: 有两个单元同时出错则确定的结果也出错,不过发生这种现象的概率极小。

(2)动态“硬件冗余”即在系统运行之初,并不接入所有元件,而是留有备份,当在系统运行过程中某元件出错时,再将候补装置切换上去,由其接替前者的工作。

这种方法需要注意的问题是切换的时延过程,最好能保持备份元件与运行元件状态的同步。

3.2软件冗余又可分为解析冗余、功能冗余和参数冗余等,软件冗余是通过估计技术或软件算法来实现控制系统的容错性,解析冗余技术是利用控制系统不同部件之间的内在联系和功能上的冗余性,当系统的某些部件失效时,用其余完好部件部分甚至全部地承担起故障部件所丧失的作用,以将系统的性能维持在允许的范围之内。

冗余技术在某种程度上能提高DCS 本身的可靠性和数据通信的可靠性, 但对于整个闭环系统来讲,系统中还包含传感器,变送器,和执行器等现场设备,他们往往工作在恶劣的环境下,出现故障的概率也比较高,软硬件冗余一般无能为力,我们要采用容错控制来提升系统稳定性。

4 容错控制指控制系统在传感器,执行器或元部件发生故障时,闭环系统仍然能够保持稳定,并且能够满足一定的性能指标,则称之为容错控制系统。

冗余设计的控制原理

冗余设计的控制原理

冗余设计的控制原理冗余设计的控制原理可以概括以下几个方面:一、冗余设计的基本概念冗余设计是指在系统中增加额外的组成部件或功能单元,使系统总体功能不因局部元件失效而丧失。

当某一部件发生故障时,其余部件可以替代其工作,以维持系统正常运行。

二、冗余设计的分类1. 硬件冗余:指复制关键硬件模块,如双机热备、多路传感等。

2. 软件冗余:利用不同的软件版本执行相同功能,并互相监控,如多版本编程。

3. 信息冗余:利用编码、校验等方法增加额外检错信息,如汉明码等。

4. 时间冗余:允许系统有额外时间用来检测错误并恢复,如系统重启等。

5. 算法冗余:使用两个或多个不同算法并行处理,后比较结果。

三、冗余控制的主要方法1. 主备冗余控制:两个控制器并联,同时接收信号,同时处理,正常使用主系统输出,备用作为热备。

2. 平均冗余控制:多个控制器采用投票方式决定输出值,按平均值或多数决策则输出。

3. 交叉监控:N个控制器两两间成对监控,任一控制器失效其他的可检测并切断故障线路。

4. 动态冗余控制:备用模块在线检测功能,确保可随时切换替代发生故障的主模块。

四、冗余控制设计的主要内容1. 确定采用主备冗余还是多模块平行冗余。

2. 设计模块间信息交换方式、切换判断逻辑。

3. 设置冗余程度,模块数量的选择。

4. 模块硬件电路设计,确保兼容互换。

5. 编写故障检测、状态监控、动态切换的控制软件。

6. 模块间切换的稳定性分析。

7. 冗余控制的可靠性评估。

五、冗余控制的主要优点1. 提高了系统的可靠性、可用性。

2. 增强了系统容错能力和抗风险能力。

3. 避免了单点故障引起的整体失效。

4. 允许线上维修更换,不中断任务执行。

5. 提高了系统的安全性和事故容忍度。

6. 延长了系统的寿命,降低维护成本。

冗余设计已广泛应用于工业控制、交通运输、计算机、通信等领域,是一个行之有效的Fault Tolerance策略,可以显著提升系统可靠性。

冗余网络配置实验报告

冗余网络配置实验报告

冗余网络配置实验报告1. 实验背景冗余网络配置是计算机网络设计中常用的一种策略,通过冗余的网络设备和链路,保证网络的高可用性和容错性。

本实验旨在通过配置冗余网络,测试网络的故障恢复能力和性能表现。

2. 实验目的- 了解冗余网络配置的原理和优势;- 掌握冗余网络的配置方法;- 测试冗余网络的故障恢复时间和性能表现。

3. 实验环境- 操作系统:Windows 10- 网络设备:路由器、交换机、服务器等4. 实验步骤4.1 设计网络拓扑结构首先,设计一个包含冗余的网络拓扑结构,可以选择星型、环形或层次结构等。

确保在拓扑结构中至少存在一条备份链路和备份设备。

4.2 配置网络设备根据设计的网络拓扑结构,配置网络设备的IP地址、子网掩码和默认网关等基本配置信息。

参考实验教材或网络资料,了解如何配置设备。

4.3 测试网络故障恢复时间在正常运行状态下,模拟主链路或设备故障。

测试冗余网络的故障恢复时间。

记录下网络恢复所需的时间,并观察网络是否正常恢复。

4.4 测试网络性能表现通过工具或命令,测试网络的带宽、延迟和丢包率等性能指标。

记录结果,并与单一设备、单一链路的性能进行对比。

5. 实验结果5.1 故障恢复时间经过多次实验得出的平均故障恢复时间为X秒,备份链路的切换时间为Y秒。

5.2 网络性能表现通过测试工具,得出冗余网络的带宽为A Mbps,延迟为B毫秒,丢包率为C%。

与单一设备、单一链路的性能进行对比可得出如下结论:- 冗余网络具有更高的带宽和较低的延迟;- 冗余网络的丢包率明显低于单一设备或链路。

6. 实验总结通过本次实验,我们对冗余网络配置有了更深入的了解。

冗余网络可以提供更高的网络可用性和容错性,保障网络的连续性和稳定性。

实验结果表明,冗余网络的故障恢复时间较短,性能表现也优于单一设备或链路。

在实际网络设计中,合理配置冗余网络是十分重要的。

7. 实验感想本次实验让我更加深入地认识了冗余网络配置的重要性和优势。

vrrp的工作原理及应用

vrrp的工作原理及应用

VRRP的工作原理及应用简介虚拟路由冗余协议(VRRP,Virtual Router Redundancy Protocol)是一种基于路由器冗余的协议,用于实现网络设备的冗余和容错。

VRRP可以保证网络设备之间的高可用性,当其中一台网络设备发生故障时,其他备用设备能够接管其工作,保证网络的正常运行。

本文将介绍VRRP的工作原理及应用。

工作原理VRRP工作原理基于一主多备的模式。

在这种模式下,有一台路由器被选举为虚拟路由器的主机,其他路由器则作为备份路由器。

主机和备份路由器通过特定的VRRP报文进行通信,以确保网络冗余。

VRRP的工作原理如下:1.主机通过发送VRRP通告报文来宣告自己是主机,并提供虚拟路由器的IP地址。

2.备份路由器通过监听网络上的VRRP通告报文来发现主机,并了解虚拟路由器的IP地址。

3.备份路由器通过发送VRRP通告报文来宣告自己是备份路由器,并提供与主机相同的虚拟路由器的IP地址。

4.主机和备份路由器之间周期性地交换VRRP通告报文,以保持联系,并确定主机的存活状态。

当网络中的主机发生故障时,备份路由器中的VRRP路由器将接管主机的工作。

它将广播一个新的VRRP通告报文,将自己声明为新的主机,并继续提供虚拟路由器的服务。

其他备份路由器将更新它们的路由表以指向新的主机,从而确保网络流量的正常传输。

应用场景VRRP广泛应用于许多网络场景,以提供高可用性和冗余:1.企业网络:VRRP可以用于企业内部的局域网冗余,保证内部网络的稳定和可靠性。

2.数据中心:在数据中心中,VRRP可以用于确保关键服务器、网络设备和存储设备的冗余和容错。

3.云计算环境:VRRP在云计算环境中也有广泛应用,确保虚拟机和云服务的高可用性。

4.ISP网络:互联网服务提供商(ISP)可以使用VRRP提供冗余的边界路由器,确保网络连接的不间断和稳定。

总之,VRRP是一种可靠且灵活的网络协议,可以在各种网络环境中提供高可用性和冗余的解决方案。

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软件冗余的原理和配置一、软件冗余基本信息介绍软件冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间为秒级的控制系统中。

1、系统结构Siemens软件冗余系统的软件、硬件包括:(1)1套STEP7编程软件(V5.2或更高)加软冗余软件包(V1.x);(2)2套PLC控制器及I/O模块,可以是S7-300(313C-2DP,314C-2DP,31X-2DP)或S7-400(全部S7-400系列CPU)系统;(3)3条通讯链路,主系统与从站通讯链路(PROFIBUS 1)、备用系统与从站通讯链路(PROFIBUS 2)、主系统与备用系统的数据同步通讯链路(MPI 或 PROFIBUS 或Ethernet);(4)若干个ET200M从站,每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块;Y-Link不能用于软冗余系统;(5)除此之外,还需要一些相关的附件,用于编程和上位机监控的PC-Adapter(连接在计算机串口)或CP5611(插在主板上的PCI槽上)或CP5511(插在笔记本的PCMIA槽里)、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等。

系统架构如图1所示:图1软冗余的系统架构可以看出,系统是由两套独立的S7-300或S7-400 PLC系统组成,软冗余能够实现:主机架电源、背板总线等冗余;PLC处理器冗余;PROFIBUS现场总线网络冗余(包括通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余);ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。

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 in RUN Mode 。

2、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。

软冗余系统内部的运行过程参考图2。

图2软冗余系统内部的运行过程主系统的CPU将数据同步到备用系统的CPU需要1到几个程序扫描循环,如图3所示:图3软冗余同步原理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,MPI方式周期最长,PROFIBUS方式适中,Ethernet网方式最快。

同步通信效率见表1表1同步通信效率每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(process image 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。

可以在软冗余手册当中找到关于切换时间的具体说明。

无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信息,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。

3、产品订货信息软件冗余系统相关产品的订货信息参考表2。

表2软件冗余系统相关产品的订货信息注:1) 只有S7-300 315-2DP(除CPU314C-2DP、CPU313C-2DP)型号以上的PLC才支持软冗余功能,所有的S7-400都支持软冗余功能;2) 主系统与备用系统的CPU型号可以不同,如主系统采用一套S7-400系统,而备用系统采用一套S7-300系统;二、软件冗余系统的调试过程在计算机上首先安装STEP7 5.x软件和软冗余软件包,软冗余软件光盘包括了冗余功能程序块库、不同系统结构的例子程序和软冗余使用手册。

不同系统结构方式下的功能块:在安装完软冗余的软件后,可以在STEP7当中找到例子程序和功能程序块库,如图4所示:图4 软件冗余的例子程序以上图4显示的是在STEP7中使用OPEN菜单打开软冗余的例子程序,例子程序中采用MPI链路实现数据的同步。

在Libraries找到不同CPU以及不同链接方式下可以使用的功能块,如图5所示:图5 软件冗余功能块下面的两个表格分别说明了采用S7-300,S7-400进行软件冗余时,可采用的不同网络连接以及所需调用的程序功能块包,参考表3和4。

表3 S7 300进行数据同步使用的程序库表4 S7 400进行数据同步使用的程序库从以上的表格中可以看到,软冗余系统当中可以采用MPI、PROFIBUS、Ethernet 三种网络实现主系统和备用系统之间的数据同步(Redundant-backup link)。

采用BSEND_400包中的功能块进行数据同步时,无论数据同步的连接是什么方式,都需要在STEP7的NETPRO窗口中组态一个 S7 Connection。

除了BSEND_400中之外,使用其他功能块:采用MPI网络时,直接使用PLC的编程口进行数据同步,不需要进行连接(Connection)的组态,但MPI数据同步的效率低。

采用PROFIBUS网络时,需要使用一对CP通讯卡(CP342-5或CP443-5),在STEP7的NETPRO窗口中组态主系统和备用系统之间的FDL连接。

采用Ethernet网络时,需要使用一对CP通讯卡(CP343-1或CP443-1),在NETPRO窗口中组态主系统和备用系统之间的ISO连接。

冗余功能块的说明参考表5。

表5冗余功能块说明:注:1) 用PROFIBUS或Ethernet方式进行数据同步时,需要在OB100当中调用FB101,而FB101内部调用了FB104、FC5、FC6,所以您必须手动地将FB104、FC5、FC6插入到项目当中,插入的方法是:在程序中调用一次,再将这条语句删掉。

2) 在OB100中调用FC100功能块时,PLC会自动创建一些与FC100参数相关的程序段和数据块,所以当你更改了FC100的参数时,应该对PLC进行Reset操作,再重新下载项目的软硬件到PLC当中。

2、实例例子由两套315-2DP和一个ET200M从站组成,系统结构如图6所示:图6 系统配置除了实现冗余功能的3条PROFIBUS网络外,还有一条MPI网络用于上位机监视和控制程序的调试。

以下是生成该例子程序的步骤,可以根据系统的配置情况进行参照:(1)插入两个S7-300的站,A 和 B ,在A站和B站的硬件组态窗口中,插入315-2DP时,要分别创建相互独立的PROFIBUS网络(如 A站为Master_Line、B站为Reserve_Line),使用网络的默认参数,速率为1.5M,并都将站地址设定为2,A站和B站的PROFIBUS DP集成通讯口设定为主站模式(Master Mode)。

(2)分别在A、B站中插入CP342-5模块,连接到同一个PROFIBUS网络上(Sychronization_Line),地址分别为4、5,将CP342-5设定为No DP 方式,并记录CP342-5的硬件地址256。

(3)分别在A、B站的硬件组态窗口中插入一个ET200从站(一个IM153-2模块和一个16入/16出的数字量模板),DP的地址为3。

(4) 进入STEP7的网络组态窗口NETPRO中,选中A站的CPU点击鼠标右键,插入一个新的链接,选择FDL Connection,点击Apply,弹出链接属性窗口,记录链接的ID,设定LSAP为17,18,存盘编译网络组态。

系统的网络结构如图7所示:图7 系统的网络结构以上网络结构中包括了4条链路:用于上位机编程和监控的MPI链路;A站与ET200从站Master Line PROFIBUS链路;B站与ET200从站Reserve Line PROFIBUS链路;A站和B站之间进行数据同步的Synchronization Line PROFIBUS链路。

可以通过点击图中的状态读取按钮,获取当前FDL链接的状态,上图的左下角显示当前在线读取FDL的状态为OK。

(5)在A站的Block中插入OB1(主循环程序块)、OB35(定时中断组织块)、OB100(暖启动调用程序块)、OB80(在主系统与备用系统切换时间超时时,调用该块)、OB82 (DP-Slave ET200站上的IM153-2模块出错报警,调用该功能块)、OB83 (DP从站的接口模块与主站链接断开或链接重新建立时调用该块)、OB85(程序运行出错或DP从站连接失败调用该块)、OB86(主从站通讯出错调用该块)、OB87(通讯失败调用该块)、OB122(外围设备访问出错调用该块)、OB121等组织块,并对其中的OB100、OB35、OB86进行编程。

(6)在OB100中我们调用FC 100 ‘SWR_START’进行软冗余的初始化,有几个参数需要特别注意,LADDR应当和CP342-5的硬件地址相一致,例子程序为256,VERB_ID必须和在NETPRO中创建的FDL链路的ID号一致,例子程序为1,DB_COM_NO建议仍采用DB5。

FC100功能块参数的说明和例子见表6,表6 FC100 参数说明(7) 一般建议将非冗余程序段编写在OB1当中,而将冗余程序段编写在OB35当中,这里使用的是OB35的默认属性,即每100ms中断触发一次,可以根据实际的需要在CPU属性中修改中断的时间间隔。

在OB35里调用FB 101 ‘SWR_ZYK’ 功能块,FB101块中封装了冗余功能的程序段,实现冗余功能。

调用FB101时,你可以在线地读出RETURN_VAL参数的数值,如果为0,说明冗余链接正常。

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