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 S7-400H冗余控制器概述

H(高可靠性)系统是应用在现代工业领域中一种能够满足经济、环保、节能的高度自动化系统，系统能够通过将发生中断的单元自动切换到备用单元的方法实现系统的不中断工作。S7-400H是西门子提供的冗余PLC，它通过部件的冗余实现系统的高可用性。作为SIMATIC S7家族的一员， S7-400H拥有SIMATIC S7所具有的先进性。

1.1 S7-400H冗余系统典型的硬件

图1 典型的S7-400H冗余系统

一个典型的冗余系统中包括：

(1) 1个UR2-H机架(或者2个独立的UR1/UR2机架)

(2) 2个S7-400H CPU模块(完全一致)

(3) 2个PS407电源模块(也可以选择2×2的冗余配置)

(4) 2根同步光纤和4个模块

(5) 2个相同大小的RAM存储卡

(6) 2个CP443-1以太网通讯模块(如果不需要以太网通讯功能可以不配置)

(7) 每个电源模块配备1-2块后备锂电池

1.2 组态S7-400H站的软件

在本文示例项目中，组态相应版本的S7-400H冗余控制器时，所安装软件环境为：

Windows XP Professional SP3，STEP 7 V5.4.4.6 (STEP 7 V5.4 SP4 Hotfix6 ) 。

对于在冗余系统中S7-400H冗余控制器的硬件和软件的兼容性问题以及有关注意事项请参考冗余系统中S7-400H冗余控制器的兼容性一文

2.1硬件安装2. 在Step 7中组态S7-400H站

下面本文将以实际例子的形式来介绍S7-400H站的组态过程。

（1）安装机架UR2-H。

（2）在机架上安装PS407电源模块，在电池槽内放入2块锂电池，拨码拨到2BATT。

（3）设置冗余CPU的机架号，安装冗余CPU到机架。

CPU V3版本，通过同步子模板上的开关设置；

CPU V4以上版本，通过CPU 背板上的开关设置；

本实例中的CPU为6ES7 414-4HJ04-0AB0 机架号设置在CPU的背面，将左手边CPU的机架号设为0（拨码拨到下方），右手边CPU的机架号设为1（拨码拨到上方），CPU通电后此机架号生效。

（4）将同步子模板插到CPU板的两个IF插槽中，并固定。

（5）连接同步光缆。

将两个位于上部的同步子模板相连；

将两个位于下部的同步子模板相连；

在打开电源或启动系统之前要确保CPU的同步光缆已经连接，同步光纤的连接如图2所示。

图2 S7-400H 同步光纤的连接

（6）安装CP443-1以太网网卡。同时利用网线将2个安装好的CP443-1以太网网卡以及安装有Step 7或者PCS 7的电脑连接到一个交换机上，完成硬件互联。

（7）通电后CPU自检查。

CPU次通电时，将执行一次RAM 检测工作，约需10分钟。这段时间内CPU 不接收通过通讯接口传来的数据，并且STOP LED 灯闪烁。如果有备用电池，再次通电时不再做此项检查工作。

（8）启动CPU，将CPU拨码拨到RUN状态，此刻两CPU保持STOP。

2.2硬件组态

1．首先双击“SIMATIC Manager”图标，打开SIMATIC Manager并新建一个S7-400H的单项目，在项目中插入一个“SIMATIC H Station”，插入结束，左侧树形目录下会出现一个“SIMATIC H Station(1)”，操作如下图所显示。

图3 插入一个400H站

2．点中SIMATIC H Station(1) 后，双击右侧“Hardware”组态硬件进入HW Config编辑器。

?在组态中添加两个UR2-H的机架，添加路径为：SIMATIC 400 > RACK-400 > UR2-H(6ES7 400-2JA00-0AA0)

?分别在两个机架中添加PS407电源模块，路径为：SIMATIC 400 > PS-400 > PS 407 10A(6ES7 407-0KR02-0AA0)

图4 在硬件组态中为400H站添加机架和电源模块

?分别在两个机架中添加CPU单元，添加路径为：SIMATIC 400 > CPU 400 > CPU 400-H > CPU 414-4H > 6ES7 414-4HJ04-0AB0 > V4.0，在添加CPU的过程中，需要为CPU上集成的DP接口设置地址并且创建所归属的Profibus DP总线，如下图所示：

图5 创建Profibus DP网络

为CPU 414-4H CPU添加模块（所选择模块的距离类型要保持一致），如下图所示：

图6 添加模块

同理，以一样的方式为Rack1添加CPU。

?分别在两个机架中添加CP443-1以太网通讯模块，路径：SIMATIC 400 > CP-400 > Industrial Ethernet > CP 443-1 > 6GK7 443-1EX11-0XE0 > V2.6；

为CP 443-1设置参数，创建并选择“Ethernet(1)”；

勾选“Set address/use ISO protocol”，并且为该网卡设置地址（网卡出厂预设可以在CP网卡上看到），同时取消选择“IP protocol is being used”项。如图7所示：

图7 CP443-1修改参数

以同样的方式，为Rack 1添加CP443-1并设置 地址，选择子网“Ethernet(1)”。

图8 硬件组态结束后的结构