1 方案背景與目標

使用冗余自動(dòng)化系統是為了實(shí)現更高的可用性，降低生產(chǎn)故障機率。例如，在流程行業(yè)、能源、供水系統、環(huán)境監控系統等領(lǐng)域，能夠有效避免控制器故障引起重大經(jīng)濟損失或者事故；在行李處理、高架倉庫、跟蹤和追溯等領(lǐng)域，能夠避免因工廠(chǎng)故障造成數據丟失而導致的高昂重啟成本；在污水處理廠(chǎng)、隧道、船閘、等領(lǐng)域，即使沒(méi)有監督和維修人員也能保障正常運行。

2 方案詳細介紹

西門(mén)子S7-1500R/H系統基于CPU1513R、CPU1515R和CPU1517H三種控制器提供小型應用到大型應用的覆蓋。CPU1513R和CPU1515R適合中小型項目應用。如果一個(gè)CPU失效，備用CPU將自動(dòng)接管程序控制工作，程序可以快速恢復運行，以防止數據丟失。具有相似的功能特性的CPU1517H性能更強，適合大型項目應用。該系列CPU帶有專(zhuān)門(mén)的光纖同步模塊，可以實(shí)現快速、平滑的切換。

S7-1500R冗余系統的典型結構

S7-1500R冗余系統包含以下組件： 

● 兩個(gè)S7-1500R CPU① 

● 采用介質(zhì)冗余協(xié)議PROFINET環(huán)網(wǎng)② 

● I/O設備③ 

● 交換機④（如果需要） 

S7-1500R冗余系統中兩個(gè)CPU通過(guò)PROFINET電纜互連實(shí)現同步，一個(gè)CPU發(fā)生故障，另外一個(gè)CPU自動(dòng)切換，整個(gè)過(guò)程是無(wú)擾動(dòng)的。PROFINET環(huán)網(wǎng)中的設備支持介質(zhì)冗余 (MRP)， 即使發(fā)生環(huán)網(wǎng)中斷，所有節點(diǎn)仍繼續相互通信。支持PROFINET冗余功能的現場(chǎng)設備（例如ET 200SP/MP）通過(guò)PROFINET連接到冗余CPU，從而構成PROFINET冗余通訊，即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò )中斷，現場(chǎng)設備也能繼續工作。

S7-1500H冗余系統的典型結構

S7-1500H冗余系統中包含下列組件： 

● 兩個(gè)CPU S7-1500H① 

● 采用介質(zhì)冗余協(xié)議PROFINET環(huán)網(wǎng)② 

● 兩個(gè)冗余連接③ 

● I/O設備④ 

● 交換機⑤（如果需要） 

S7-1500H中的PROFINET環(huán)網(wǎng)與冗余連接是分開(kāi)的。兩個(gè)冗余連接使用光纖電纜③經(jīng)由同步模塊將CPU直接連接在一起。 

在冗余系統中，兩個(gè)CPU中的一個(gè)將作為主CPU角色。另一個(gè)CPU將作為跟隨CPU（備用 CPU）。在操作過(guò)程中，各CPU的角色可變更。 

由于主CPU與備用CPU間進(jìn)行同步，因此可確保主CPU發(fā)生故障時(shí)可在CPU間快速切換。如果主CPU發(fā)生故障，則備用CPU將作為新的主CPU繼續進(jìn)行過(guò)程控制。

 3 代表性及推廣價(jià)值：

 在冗余操作的系統中，個(gè)別自動(dòng)化組件的故障不得妨礙工廠(chǎng)運營(yíng)。S7-1500R/H冗余系統用于以下領(lǐng)域，如： 

• 高速公路隧道/城市綜合管廊 

• 機場(chǎng)（例如行李傳送帶） 

• 地鐵BAS系統 

• 自來(lái)水/廢水處理廠(chǎng) 

• 數據中心/空調環(huán)境控制系統 

基于CPU1513R、CPU1515R和CPU1517H CPU和ET 200SP/MP IO構建的冗余解決方案可以滿(mǎn)足多種應用場(chǎng)合，提供了具有高性?xún)r(jià)比的冗余系統解決方案。