为 R/H 系统创建 IO 设备

时间：2021-07-27

为 R/H 系统创建 IO 设备

为了充分利用 R/H 系统的优势，您必须使用具有 S2 系统冗余的 IO 设备并进行相应连接。您也可以使用标准 IO 设备，但在此您只能在有限的范围内使用 R/H 系统作为交换 S1 设备（“系统冗余 S1”）。

冗余术语

您必须熟悉以下关于冗余的术语和含义：

NAP = 网络访问点 (Network Access Point)。
IO 设备的 PN 接口称为 NAP。对于 PROFINET 冗余功能 S1/S2 和 R1/R2，字母表示使用的 NAP 数量。如果为 IO 设备使用一个 NAP，则称为 S = 单 NAP。如果使用两个 NAP，则称为 R = 冗余 NAP。

AR = 应用关系。
AR 是指 IO 控制器与 IO 设备之间的通信关系。IO 设备连接到 IO 控制器时，会形成 AR。如果与冗余系统（包含一个主 CPU 和一个备用 CPU）中的两个 IO 控制器均存在通信关系，则存在两个 AR。

S1 = 使用单 NAP 和 1 个 AR 的系统冗余。
IO 设备的 PROFINET 节点支持与使用一个网络访问点的 R/H 系统建立一个通信关系。每个标准 IO 设备都支持 S1。这不是真正的系统冗余：如果主 CPU 发生故障，PROFINET 通信会短暂中断，直至之前的备用 CPU 作为新的主 CPU 继续运行。

S2 = 使用单 NAP 和 2 个 AR 的系统冗余。
IO 设备的 PROFINET 节点支持与使用一个网络访问点的 R/H 系统建立两个通信关系。只有具有 S2 功能的 IO 设备支持 S2 系统冗余：主 CPU 发生故障时，PROFINET 通信会通过之前的备份 CPU 继续进行，而不会发生中断。

系统冗余 S2

使用 S2 系统冗余的 IO 设备可在 CPU 出现故障时与 S7-1500R/H 冗余系统进行不间断的过程数据交换。

使用 S2 系统冗余的 IO 设备支持冗余应用关系，称为系统冗余 AR。在冗余系统中，使用 S2 系统冗余的 IO 设备将与两个 CPU（IO 控制器）均建立系统冗余 AR。因此 IO 设备同时支持两个 IO 控制器的 AR（用于相同模块）。

系统冗余 AR 可以是主 AR 或备用 AR。IO 设备会在输出端激活主 AR 的数据。备用 AR 的数据仅具有保存用途。

RUN-Redundant 系统状态下的行为：

两个 CPU 均为 IO 控制器。PROFINET 通信同时在两个系统冗余 AR 上进行，分别在其中一个 CPU（IO 控制器）与 IO 设备之间。如果随后主 CPU 发生故障，备用 CPU 会成为主 CPU，还会将备用 AR 切换为主 AR。该 AR 的数据随后会在输出端变为激活状态。

RUN-Solo 系统状态下的行为：

只有主 CPU 是 IO 控制器。PROFINET 通信在主 CPU 与 IO 设备之间的主 AR 上进行。备用 CPU 与 IO 设备之间没有 AR。

在 STEP 7 中，通过将使用 S2 系统冗余的 IO 设备分配给 S7‑1500R/H 冗余系统的两个 CPU，组态已连接系统冗余的 IO 设备。

交换 S1 设备

自固件版本 V2.8 起，S7-1500R/H 冗余系统支持交换 S1 设备功能。

CPU 的“交换 S1 设备”功能可以在冗余的 S7-1500R/H 系统上运行标准 IO 设备。这样可以在 S7-1500R/H 冗余系统上运行现有的 PROFINET IO 组态。标准 IO 设备始终分配给 S7-1500R/H 冗余系统的两个 CPU。与使用 S2 系统冗余的 IO 设备相比，标准 IO 设备仅支持一个 AR。AR 始终可用于 S7-1500R/H 冗余系统的主 CPU。

RUN-Redundant 系统状态下的行为：
PROFINET 通信在主 CPU（IO 控制器）与标准 IO 设备之间的 AR 上进行。备用 CPU 与标准 IO 设备之间没有 AR。
如果主 CPU 发生故障或转入 STOP 模式，则 S7‑1500R/H 冗余系统的响应如下：

- 主 CPU 和标准 IO 设备之间的 AR 断开连接。

- 之前的备用 CPU 成为新的主 CPU。

- S7-1500R/H 冗余系统暂时无法访问输入，也无法控制标准 IO 设备的输出。在此期间，组态的替换值行为适用于标准 IO 设备的模块。

- 新的主 CPU 再次建立与标准 IO 设备的 AR。

- 新的主 CPU 建立 AR 后，S7-1500R/H 冗余系统可再次访问输入并控制标准 IO 设备的输出。

RUN-Solo 系统状态下的行为：
只有主 CPU 是 IO 控制器。PROFINET 通信在主 CPU（IO 控制器）与标准 IO 设备之间的 AR 上进行。备用 CPU 与标准 IO 设备之间没有 AR。

在 STEP 7 中，通过将标准 IO 设备分配给 S7-1500R/H 冗余系统的两个 CPU，组态通过“交换 S1 设备”功能连接的 IO 设备。

使用 S2 系统冗余创建和分配 IO 设备

将使用 S2 系统冗余的 IO 设备添加到包含 R/H CPU 的组态。为此，请按以下步骤操作：

在硬件目录的“分布式 I/O”(Distributed I/O) 下找到使用 S2 系统冗余的 IO 设备，或者

单击目录中的 IO 设备订货号并通过“信息”(Information) 窗格中的 S2 系统冗余说明来查找 IO 设备。

如有必要，可在“版本”(Version) 下拉列表中设置与该 IO 设备相匹配的固件版本。

将该 IO 设备从硬件目录拖放到网络视图中，或者

在硬件目录中，双击该 IO 设备项。

将所需的模块拖放到该 IO 设备对应的插槽中。

必要时，可添加其它 IO 设备。

要将 IO 设备分配给冗余系统 S7‑1500R/H，需要将各个 IO 设备连接到每一个 CPU：

- 在 IO 设备的 PROFINET 接口与左侧 CPU 的 PROFINET 接口 X1 之间拖放一条连线。

- 在 IO 设备的 PROFINET 接口与右侧 CPU 的 PROFINET 接口 X1 之间拖放一条连线。

如有必要，可按相同方式将更多 IO 设备分配给两个 CPU。

IO 设备以系统冗余方式与 S7‑1500R/H 系统相连接。

在 R/H 系统中组态路由器

如果在 R/H 系统中使用路由器，则必须检查 CPU 和 IO 设备路由器设置中的组态是否一致。检查以下组态选项以避免路由器地址一致性检查错误：

对于启用接口设置“同步 IO 控制器的路由器设置”(Synchronize router settings with IO controller) 的已分配 IO 设备，必须激活使用的路由器，并且必须在 S7-1500R/H 系统主 CPU 和备用 CPU 中设置相同的路由器地址，位置为“PROFINET 接口 > 以太网地址 > IP 协议”(PROFINET interface > Ethernet addresses > IP protocol) 下。

如果在已激活路由器的情况下，S7-1500R/H 系统主 CPU 和备用 CPU 设置了不同的路由器地址，位置在“PROFINET 接口 > 以太网地址 > IP 协议”(PROFINET interface > Ethernet addresses > IP protocol) 下，则必须在 IO 设备中禁用“同步 IO 控制器的路由器设置”(Synchronize router settings with IO controller) 接口设置。

下文介绍了 R/H 系统中组态不一致的示例：

为主 CPU 组态了路由器 A。

为备用 CPU 组态了路由器 B。

IO 设备组态为“同步 IO 控制器的路由器设置”(Synchronize router settings with IO controller)。

图片: 组态示例：R/H 系统中的路由器

主 CPU 启动期间，会建立与 IO 设备的主要通信关系；主 CPU 还会在此过程中传送路由器 A 的地址。

备用 CPU 启动期间，会建立与 IO 设备的备用通信关系；备用 CPU 还会在此过程中传送路由器 B 的地址。

IO 设备中会出现一致性错误，因为设备之前接收的路由器 A 的地址与路由器 B 的地址不同，因此无法建立备用通信关系。IO 设备与 S2 设备的工作方式不同，如果主 CPU 在冗余情况下发生故障，则循环 IO 数据交换将无法顺利进行。

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词条
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