ФункцииПромышленная связь
В S7-400H реализован новый вариант организации связи. Его механизм проверок и синхронизации исключает возможность потери передаваемых данных. На этапе конфигурирования системы промышленной связи задаются основные и резервные маршруты передачи данных. Обмен данными через эти каналы поддерживается на уровне операционной системы центральных процессоров S7-400H, что позволяет не учитывать данную особенность на этапе разработки программ.
Система связи S7-400H характеризуется следующими показателями:
- Повышенная надежность: в случае возникновения отказа связь может поддерживаться по одному из 4 резервированных соединений. Необходимые переключения производятся без вмешательства пользователя.
- Удобство использования: с точки зрения пользователя высокая надежность связи является прозрачной. Программы пользователя для стандартных вариантов связи могут быть использованы без всяких изменений в резервированной системе. Функции резервирования каналов связи должны быть определены только на этапе настройки параметров.
S7-400H способен поддерживать обмен данными с другими контроллерами S7-400H, стандартными системами автоматизации S7-400, компьютерами. Для организации обмена данными с компьютерами через резервированные каналы связи дополнительно необходим пакет программ S7-REDCONNECT.
В зависимости от круга решаемых задач для организации обмена данными могут использоваться различные сетевые конфигурации:
- Резервированная или не резервированная магистральная структура.
- Кольцевая топология с одночным или дублированным кольцом.
Принцип действия
Основным принципом построения программируемого контроллера S7-400H является принцип горячего резервирования с поддержкой безударного автоматического переключение на резервный базовый блок в случае отказа ведущего базового блока. В соответствии с этим принципом при отсутствии отказов оба базовых блока находятся в активном состоянии и синхронно выполняют одну и ту же программу. В случае возникновения отказа все функции управления принимает на себя исправный базовый блок контроллера.
Операционная система центральных процессоров CPU 414-4H и CPU 417-4H выполняет все необходимые функции резервирования программируемого контроллера S7-400H и обеспечивает:
- обмен данными между базовыми блоками контроллера;
- обнаружение отказов и безударный ввод в работу резервного базового блока;
- синхронизацию работы базовых блоков;
- тестирование системы.
Принципы резервирования
Для гарантированного безударного включения резерва между базовыми блоками контроллера необходима надежная скоростная связь. Эта связь поддерживается по оптоволоконным кабелям, соединяющим два центральных процессора.
С этой же целью оба базовых блока контроллера работают:
- с одной и той же программной пользователя;
- с одними и те ми же блоками данных;
- с одним и тем же содержимым области отображения процесса;
- с одними и те ми же внутренними данными (битами памяти, таймерами, счетчиками и т.д.).
Это обеспечивает возможность быстрого перевода функций управления на любой базовый блок контроллера в любой момент времени.
Обслуживание резервированных каналов ввода-вывода выполняется следующим образом:
- При отсутствии ошибок и отказов оба базовых блока находятся в активном состоянии. Сигнал каждого датчика (или двух резервированных датчиков) поступает на входы резервированной пары модулей ввода, считывается в оба базовых блока, проверяется на идентичность, после чего используется программой. Каждое формируемое программой управляющее воздействие выводятся на исполнительное устройство через выходы двух модулей вывода.
- При отказе одного из пары резервированных модулей программа контроллера выполняет его идентификацию и прекращает обращение к этому модулю, продолжая работать с исправным модулем. После ремонта неисправного модуля и его установки в систему автоматизации программа возобновляет обращение к обоим модулям.
Синхронизация
Безударное переключение может быть обеспечено только при синхронной работе двух базовых блоков контроллера. Функции синхронизации выполняются автоматически операционной системой контроллера и не требуют программирования со стороны пользователя. В S7-400H синхронизация выполняется по событиям. Для этой цели операции синхронизации базовых блоков осуществляется в моменты:
- прямого доступа к входам-выходам системы;
- получения сигналов программных и аппаратных прерываний;
- изменения состояний таймеров;
- модификации данных коммуникационными функциями.
Функции синхронизации выполняются операционной системой контроллера и не требуют вмешательства со стороны программны пользователя.
Самодиагностика
S7-400H поддерживает широкий спектр функций самодиагностики. О любой выявленной проблеме формируется отчет. Диагностике подвергается:
- связь между базовыми блоками контроллера;
- центральные процессоры двух базовых блоков;
- микропроцессоры и специализированные микросхемы;
- запоминающие устройства.
Диагностика во время рестарта
Во время рестарта функции самодиагностики выполняются в полном объеме.
Диагностика во время работы
В ходе выполнения программы для снижения нагрузки на центральный процессор в каждом цикле выполняется лишь часть функций самодиагностики. Полный комплекс функций самодиагностики выполняется за несколько циклов выполнения программы контроллера.
Программирование и конфигурирование
Программирование контроллеров S7-400H не отличается от программирования стандартных моделей S7-400. Для этого могут быть использованы все функции пакета STEP 7 от V5.0 или выше.
Конфигурирование модулей ввода-вывода
Конфигурирование резервированных каналов ввода-вывода выполняется в среде HW-Config STEP 7. Оно сводится к выбору пар обычных каналов, образующих один резервированный канал ввода-вывода, а также установке допустимого времени рассогласования сигналов на этих каналах. В течение времени рассогласования на входах резервированного канала ввода или на выходах резервированного канала вывода допускается наличие различных сигналов.
Обслуживание сконфигурированных таким образом каналов ввода-вывода поддерживается на уровне операционной системы центральных процессоров программируемого контроллера S7-400H.
Программирование резервированных каналов ввода-вывода не отличается от программирования стандартных каналов. При этом в программе пользователя используется наименьший адрес из двух резервированных каналов.
Конфигурирование резервированных систем ввода-вывода программируемого контроллера S7-400H выполняется с помощью опционального пакета S7H, интегрируемого в STEP 7 от V5.2 и ниже. Пакет содержит набор библиотек с функциональными блоками для обслуживания резервированных каналов ввода-вывода.
STEP 7 от V5.3 и выше включает в свой состав весь инструментарий, необходимый для программирования и конфигурирования H-систем. Отдельно заказывать пакет S7H для него не нужно.
Опциональный пакет S7-400H для STEP 7
Конфигурирование S7-400H и S7-400 имеет много общего. Для них используются одинаковые процедуры
- Создания проектов и станций.
- Конфигурирования аппаратуры и сетей.
- Загрузки системных данных в целевую систему.
Опциональный пакет S7-400H необходим только для конфигурирования структур, не поддерживаемых стандартными контроллерами S7-400. Этот пакет может работать с программным обеспечением STEP 7 V5.1 или V5.2. STEP 7 V5.3 содержит в своем составе все компоненты, необходимые для конфигурирования Н-систем.
|