SIEMENS西门子 5SL系列小型断路器230-400V 6kA 5SL4515-7CC

           什么是 S7-1500R/H 冗余系统？ S7-1500R/H 冗余系统 对于 S7-1500R/H 冗余系统，CPU 是重复的，也就是冗余的。两个 CPU 会并行处理相同的 项目数据和相同的用户程序。两个 CPU 通过两条冗余连接进行同步。如果一个 CPU 出现 故障，另一个 CPU 会接替它对过程进行控制。 使用冗余自动化系统的目的 冗余自动化系统旨在通过并行运行两个系统降低生产停机的可能性。 故障安全自动化系统的目标 故障安全自动化系统旨在通过安全关断将系统切换到安全状态，以保护生命安全、环境和 资产。 说明 H-CPU 系统手册的所有内容理论上也适用于故障安全 CPU (HF-CPU)。有差异的内容和特 殊功能作为补充内容进行介绍，并标记为参考内容。S7-1500R/H 冗余系统可提供高度的可靠性和系统可用性。Zui重要的自动化组件的冗余组 态可降低生产停机的可能性并减轻组件错误造成的后果。 生产停机的风险和成本越高，越值得使用冗余系统。可通过避免生产停机补偿通常来讲较 高的投资成本。

           TO_BasicPos 和 SSI_Absolute_Encoder 工 艺对象 “TO_BasicPos”工艺对象 借助“TO_BasicPos”指令，可以使用 SINAMICS S/G/V 基本定位器功能的工艺 对 SINAMICS 驱动器进行循环控制。 SSI_Absolute_Encoder 工艺对象 通过“SSI_Absolute_Encoder”指令，可 以使用用户程序控制 TM PosInput 工艺 对象的位置检测及测量功能。与 10/2018 版相比，11/2019 版《S7-1500R/H 冗余系统系统手册》中新增的内容 新增内容 客户获益 信息出处 新增内容 交换 S1 设备 通过 CPU 的“交换 S1 设备”功能，可以 在 S7-1500R/H 冗余系统中操作标准 IO 设备。 “AUTOHOTSPOT”部分 标准导轨适配器 使用标准导轨适配器将 R/H CPU 安装在 标准 35 mm 导轨上。 “安装标准导轨适配器 (页 193)”部分 使用断点进行测试 使用断点进行测试时，将在 STARTUP （启动 OB）或 RUN-Solo 系统状态下运 行断点间的一段程序。使用断点进行测 试具有以下优势： • 借助断点，测试 SCL 和 STL 程序代 码 • 逐步定位逻辑错误 • 在实际调试前，简化并快速分析复杂 程序 • 记录单次执行循环中的当前值 • 在 SCL 或 STL 程序段的 LAD/FBD 块 中，还可使用断点进行程序验证。PID 控制器 PID 控制器作为标准内置于所有 R/H-CPU 中。PID 控制器可测量物理变 量的实际值，例如温度或压力，并将实 际值与设定值进行比较。基于产生的误 差信号，控制器计算调节变量，该调节 变量会使过程值尽可能快速而稳定地达 到设定值。 PID 控制器具有以下优势： • 通过集成的编辑器和块简化组态和编 程。 • 通过 PG 和 HMI 简化仿真、可视化、 调试和操作。 • 在操作期间自动计算控制参数和调 节。 • 无需额外的硬件和软件。 PID 控制 (页 83)部分 更改的内 容 RUN-Redundant 系统状 态下下载修改的用户程序 可在 RUN-Redundant 系统状态下，将 修改的用户程序下载到 R/H CPU。 优势：对用户程序进行更改期间，冗余 系统将一直保持在 RUN-Redundant 系 统状态下。系统状态在 RUN-Solo 或 SYNCUP 后不会改变。在运行时备份 S7- 1500R/H 冗余系统的组态 可在设备运行时备份，而无需中断运行 过程。 不间断地工厂运行可有效地降低高额的 重启与物料成本。 备份和恢复 CPU 组态 (页 366)部分 用户程序中的报警 消息可显示 S7-1500R/H 冗余系统中的 过程执行事件，可快速识别、准确定位 和纠正错误。自动化任务 在公路隧道的以下应用中，可使用自动化解决方案： • 控制隧道中的照明 • 控制隧道通风，以符合隧道内污染物浓度要求 特点 通风系统需确保不间断操作，从而将污染物浓度低于设定水平。为此，通风系统需确保始 终可用，以应从容应对自动化组件故障事件（如，因隧道内起火）。 解决方法 使用三个风扇 (M) 对隧道进行通风。自动化解决方案根据测得的污染物浓度控制风扇速 度。隧道中的三个传感器测量空气中的污染物水平。配有两个冗余 CPU 的 S7-1500H 冗余 系统用于确保风扇可用性。 S7-1500H 冗余系统在控制风扇的同时还控制着照明装置和交通信号灯。用于控制风扇的用户程序在 S7-1500H 冗余系统中的两个 CPU 上运行。两个 CPU 间的位 置可距离长达 40 km。如果因本地故障导致一个 CPU 或一条冗余连接失败，则该故障不 会所控制的过程造成任何影响。风扇继续运转。示例 2：避免因数据丢失增加系统重启成本 自动化任务 物流公司通过相应的自动化解决方案，对高货架立体仓库内中的货物的存取货仓进行控 制。 特点 控制器故障会产生严重后果。系统重启后，需要重新找到存取货仓并再次记录集装箱内的 货物清单。自动化解决方案需确保 CPU 发生故障时无任何数据丢失，以及仓库的继续运 作。 解决方法 在仓库中对货物进行存取时，存取货仓将沿着 X、Y 和 Z 轴进行移动。如果该过程发生中 断，则可能导致数据丢失，无法确认货物的所在位置。为了防止数据丢失，可采用 S7- 1500R 冗余系统对货物的存取货仓进行控制。如果一个 CPU 发生故障，另一个 CPU 将接管过程控制。过程数据和用户程序均冗余保 存，可有效确保 CPU 发生故障时数据不会丢失。更换故障 CPU 并切换为 RUN 模式后，冗 余系统将自动使用新 CPU 中的用户程序同步该项目。这一解决方案不仅可节省大量维护 时间，同时还可有效降低仓库的停机成本。 示例 3：避免设备和材料损坏 自动化任务 炼钢厂需要一个专业的自动化解决方案，对钢铁生产中所用的高炉进行控制。 特点 故障（尤其是过程工业中的故障）可能会导致系统、工件或物料损坏。在炼钢厂，如果过 程中断，则将导致生铁冷却危险。之后，这些生铁将无法再用于钢材生产。自动化解决方 案需确保 CPU 发生故障时工厂继续运行，以及物料无损。使用 S7-1500R 冗余系统，对高炉生产加工进行控制。通过冗余系统中的分布式自动化组 件，严密控制温度、体积和压力等参数。S7-1500R 冗余系统可完美解决因 CPU 或冗余连接故障而引发的各种问题。您可在设备运 行过程中更换 CPU，而无需中断钢材冶炼过程。不间断地工厂运行可有效地降低高额的重 启与物料成本。 参考 有关采用 1518HF-4 PN CPU 的 SIMATIC Safety Integrated 的示例，请参见“安全 (页 73)” 部分。

         S7-1500R/H 冗余系统的工作原理 简介 在 S7-1500R/H 冗余系统中，两个 CPU 中的一个发生故障不会影响正常的过程运行。 S7-1500R 和 S7-1500H 系统在结构、组态限值以及性能上均有所不同。 在 S7-1500R 系统中，环形拓扑中断不会影响正常的过程运行。 在 S7-1500H 系统中，线路拓扑中断和 R1 设备中的接口模块故障也不会影响正常的过程 运行。 说明 每个 PROFINET 环网一次只能包含一个 R 系统或一个 H 系统。 不支持在同一 PROFINET 环网中同时使用一个 R 系统和一个 H 系统。S7-1500 的设计和工作原理 S7-1500R 冗余系统包含以下组件： • 两个 S7-1500R CPU ① • 采用介质冗余协议 PROFINET 环网 ② • IO 设备 ③ • 交换机 ④（如果需要） S7-1500R 冗余系统需要使用 PROFINET 环网。两个 CPU 必须通过 PROFINET 电缆互连。 即使发生环网中断，所有节点仍继续相互通信。PROFINET 环网中的所有 PROFINET 设备 必须支持介质冗余 (MRP)。 可以通过 ④ 交换机将其它设备与 PROFINET 环网分离，例如： • 带有一个端口的 PROFINET 设备 • 不支持 MRP 的 PROFINET 设备 • 不支持 H-Sync 转发功能的 PROFINET 设备，比如标准 IO 设备 S7-1500R 系统中的冗余连接是支持 MRP ② 的 PROFINET 环网。① R-CPU (CPU 1515R-2 PN) ② PROFINET 电缆（冗余连接，PROFINET 环网） ③ IO 设备 ④ 交换机 PROFINET 环网中的 S7-1500R 组态 工作原理 在冗余系统中，两个 CPU 中的一个将作为主 CPU 角色。另一个 CPU 将作为跟随 CPU（备 用 CPU）。在操作过程中，各 CPU 的角色可变更。由于主 CPU 与备用 CPU 间进行同步， 因此可确保主 CPU 发生故障时可在 CPU 间快速切换。如果主 CPU 发生故障，则备用 CPU 将作为新的主 CPU 继续进行过程控制。 该冗余连接使用 PROFINET 电缆的部分带宽进行 R-CPU 同步。即，这一部分带宽无法用于 PROFINET IO 通信。S7-1500H 组态和操作原理 S7-1500H 冗余系统中包含下列组件： • 两个 CPU S7-1500H ① • 采用介质冗余协议 PROFINET 环网 ②（仅当组态为环形拓扑时） • 两个冗余连接 ③ • IO 设备 ④ • 可能的交换机 ⑤ 与 S7-1500R 相比，S7-1500H 支持更多的功能和组态变型： • 系统冗余 R1 • H-CPU 不必是 PROFINET 环网或 MRP 域的一部分。 因此，可支持其它拓扑变型，例如线形拓扑、组合型拓扑或无需额外设备的设置。 环形拓扑 对于环型拓扑中的 S7-1500H，与 S7-1500R 一样，需要通过 CPU 闭合的 PROFINET 环网 ②。即使发生环网中断，所有节点仍继续相互通信。PROFINET 环网中的所有 PROFINET 设备必须支持介质冗余 (MRP)。 如果使用 R1 设备组态冗余系统，则需要两个独立的 PROFINET 环网。 可以通过 ⑤ 交换机将其它设备与 PROFINET 环网分离，例如： • 带有一个端口的 PROFINET 设备 • 不支持 MRP 的 PROFINET 设备线形拓扑 如果在线形拓扑中组态冗余系统，则不需要 PROFINET 环网。线形拓扑中的 PROFINET 设 备不必支持介质冗余 (MRP)。这意味着无需重新组态 MRP，并且可以缩短监视时间。在使 用 SIMATIC Safety 的应用中，这可以实现更短的安全距离。 其它设备（例如带有一个端口的 PROFINET 设备）通过交换机 ④ 与线路分离。 对于线形拓扑，H-CPU 必须位于线路的末端。 下图显示了线形拓扑中包含 S2 设备的 S7-1500H 的组态。