软件冗余是siemens实现冗余功能的一种低成本凯发k8国际首页登录的解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。
a．系统结构
siemens软件冗余系统的软件、硬件包括：
1套step7编程软件（v5.x）加软冗余软件包(v1.x)；
2套plc控制器及i/o模块，可以是s7-300或s7-400系统；
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）；
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；
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；
系统是由两套独立的s7-300或s7-400 plc系统组成，软冗余能够实现：
i．主机架电源、背板总线等冗余；
ii．plc处理器冗余；
iii．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）；
iv．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 。
b．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。
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。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，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。