Software-Redundanz für SIMATIC S7
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Software-Redundanz für SIMATIC S7
1 Software-Redundanz für SIMATIC S7 ___________________ Inhalt Wie Sie diese Beschreibung nutzen sollten? - Ein Lesetipp 2 ___________ SIMATIC S7-300/S7-400 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch 3 ___________________ Erste Informationen Funktionsweise der 4 ___________________ Software-Redundanz Bausteine für die Software5 ___________________ Redundanz Referenzen und 6 ___________________ Ergänzungen Beispiel: Software7 ___________________ Redundanz mit S7-300 Beispiel: Software8 ___________________ Redundanz mit S7-400 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9 ___________ Software-Redundanz mit 10 ___________________ WinAC RTX 11 ___________________ Weitere Referenzen 04/2010 A5E02171564-02 Rechtliche Hinweise Rechtliche Hinweise Warnhinweiskonzept Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise zu Ihrer persönlichen Sicherheit sind durch ein Warndreieck hervorgehoben, Hinweise zu alleinigen Sachschäden stehen ohne Warndreieck. Je nach Gefährdungsstufe werden die Warnhinweise in abnehmender Reihenfolge wie folgt dargestellt. GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. WARNUNG bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT mit Warndreieck bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT ohne Warndreieck bedeutet, dass Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. ACHTUNG bedeutet, dass ein unerwünschtes Ergebnis oder Zustand eintreten kann, wenn der entsprechende Hinweis nicht beachtet wird. Beim Auftreten mehrerer Gefährdungsstufen wird immer der Warnhinweis zur jeweils höchsten Stufe verwendet. Wenn in einem Warnhinweis mit dem Warndreieck vor Personenschäden gewarnt wird, dann kann im selben Warnhinweis zusätzlich eine Warnung vor Sachschäden angefügt sein. Qualifiziertes Personal Das zu dieser Dokumentation zugehörige Produkt/System darf nur von für die jeweilige Aufgabenstellung qualifiziertem Personal gehandhabt werden unter Beachtung der für die jeweilige Aufgabenstellung zugehörigen Dokumentation, insbesondere der darin enthaltenen Sicherheits- und Warnhinweise. Qualifiziertes Personal ist auf Grund seiner Ausbildung und Erfahrung befähigt, im Umgang mit diesen Produkten/Systemen Risiken zu erkennen und mögliche Gefährdungen zu vermeiden. Bestimmungsgemäßer Gebrauch von Siemens-Produkten Beachten Sie Folgendes: WARNUNG Siemens-Produkte dürfen nur für die im Katalog und in der zugehörigen technischen Dokumentation vorgesehenen Einsatzfälle verwendet werden. Falls Fremdprodukte und -komponenten zum Einsatz kommen, müssen diese von Siemens empfohlen bzw. zugelassen sein. Der einwandfreie und sichere Betrieb der Produkte setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung, Montage, Installation, Inbetriebnahme, Bedienung und Instandhaltung voraus. Die zulässigen Umgebungsbedingungen müssen eingehalten werden. Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden. Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk ® gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Siemens AG Industry Sector Postfach 48 48 90026 NÜRNBERG DEUTSCHLAND A5E02171564-02 Ⓟ 04/2010 Copyright © Siemens AG 2010. Änderungen vorbehalten Inhaltsverzeichnis 1 Inhalt.......................................................................................................................................................... 7 2 Wie Sie diese Beschreibung nutzen sollten? - Ein Lesetipp .................................................................... 11 3 Erste Informationen ................................................................................................................................. 13 4 5 6 3.1 Warum ein System mit Software-Redundanz einsetzen? ...........................................................13 3.2 Welche Hardware wird benötigt? .................................................................................................14 3.3 Welche Software wird benötigt? ..................................................................................................15 3.4 Wo lässt sich die Software-Redundanz einsetzen?.....................................................................16 Funktionsweise der Software-Redundanz ............................................................................................... 17 4.1 Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? ..............................................................17 4.2 Aufbau des Statusworts der Software-Redundanz......................................................................22 4.3 Aufbau des Steuerworts der Software-Redundanz .....................................................................23 4.4 Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz .......................................................................24 Bausteine für die Software-Redundanz ................................................................................................... 29 5.1 Die Bibliothek mit den Bausteinen für die Software-Redundanz .................................................29 5.2 Inhalt der Bausteinpakete ............................................................................................................30 5.3 Übersicht der Bausteine der Software-Redundanz .....................................................................32 5.4 FC 100 'SWR_START'.................................................................................................................33 5.5 FB 101 'SWR_ZYK' ......................................................................................................................37 5.6 FC 102 'SWR_DIAG'....................................................................................................................39 5.7 FB 103 'SWR_SFCCOM', FB 104 'SW_AG_COM' und FB 105 'SWR_SFBCOM' ......................40 5.8 Datenbausteine DB_WORK_NO, DB_SEND_NO und DB_RCV_NO..........................................41 5.9 Datenbausteine DB_A_B und DB_B_A zum Austausch von nicht redundanten Daten...............42 5.10 Datenbaustein DB_COM_NO ......................................................................................................44 5.11 Beispiel für den Schnelleinstieg mit Minimalkonfiguration...........................................................45 5.12 Technische Daten der Bausteine.................................................................................................47 Referenzen und Ergänzungen ................................................................................................................. 49 6.1 Merkmale und Eigenschaften der Software-Redundanz .............................................................49 6.2 Master-Reserve-Umschaltung .....................................................................................................50 6.3 Dauer der Master-Reserve-Umschaltung ....................................................................................51 6.4 Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve ...................................................................52 6.5 Umschaltzeiten für DP-Slaves der ET 200M ...............................................................................54 6.6 Dauer der Fehlererkennung bei Störungen im redundanten System ..........................................56 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 3 Inhaltsverzeichnis 7 8 9 4 6.7 Netze, über die die beiden Stationen gekoppelt werden können ............................................... 58 6.8 Konfiguration und Anwenderprogramm im RUN ändern ............................................................ 59 6.9 Einsetzbare Baugruppen für Software-Redundanz .................................................................... 61 6.10 Kommunikation zu anderen Stationen ........................................................................................ 64 6.11 Kommunikation zu einer Station aus S7-300/S7-400 ................................................................. 65 6.12 Kommunikation zu einem zweiten System mit Software-Redundanz ........................................ 67 6.13 Springerkonzept für Software-Redundanz.................................................................................. 69 6.14 Einsatz von Fehler-OBs .............................................................................................................. 71 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 .............................................................................................. 73 7.1 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 ................................................................................. 73 7.2 Aufgabenstellung und Technologieschema ................................................................................ 74 7.3 Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-300 ............................................................................. 75 7.4 Konfigurieren der Hardware ........................................................................................................ 76 7.5 Projektieren der Netze ................................................................................................................ 78 7.6 Projektieren der Verbindungen ................................................................................................... 79 7.7 Erstellen des Anwenderprogramms............................................................................................ 80 7.8 Anschließen von B&B-Geräten ................................................................................................... 83 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 .............................................................................................. 85 8.1 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 ................................................................................. 85 8.2 Aufgabenstellung und Technologieschema ................................................................................ 86 8.3 Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-400 ............................................................................. 87 8.4 Konfigurieren der Hardware ........................................................................................................ 88 8.5 Projektieren der Netze ................................................................................................................ 90 8.6 Projektieren der Verbindungen ................................................................................................... 91 8.7 Erstellen des Anwenderprogramms............................................................................................ 92 8.8 Anschließen von B&B-Geräten ................................................................................................... 95 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC......................................................................... 97 9.1 Bildbaustein für Bedien- und Beobachtungsaufgaben................................................................ 97 9.2 Konfigurieren des Bildbausteins mit WinCC ............................................................................... 99 9.3 Projektieren der Verbindung für WinCC.................................................................................... 100 9.4 Definieren der Variablen des Bildbausteins .............................................................................. 102 9.5 Einfügen des Bildbausteins in ein Bild ...................................................................................... 104 9.6 Verbinden der Anzeigefelder mit den Variablen (Bild dynamisieren) ....................................... 107 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Inhaltsverzeichnis 10 11 Software-Redundanz mit WinAC RTX ................................................................................................... 109 10.1 PC-basierte Steuerung ..............................................................................................................109 10.2 10.2.1 10.2.2 Advanced PC Konfiguration für die Softwareredundanz ...........................................................110 Einrichten der PC-Station ..........................................................................................................110 Erstellen einer Konfiguration für eine SIMATIC PC-Station in STEP7 ......................................110 Weitere Referenzen............................................................................................................................... 113 11.1 Datentyp INT ..............................................................................................................................113 11.2 Datentyp WORD ........................................................................................................................113 11.3 Datentyp BYTE ..........................................................................................................................113 11.4 Datentyp BOOL..........................................................................................................................114 11.5 Datentyp ANY ............................................................................................................................114 11.6 Symbolische Darstellung ...........................................................................................................115 11.7 Globaldaten................................................................................................................................115 11.8 Speicherbereiche .......................................................................................................................115 11.9 Formalparameter/Aktualparameter ............................................................................................116 11.10 Datentyp CHAR .........................................................................................................................116 Index...................................................................................................................................................... 117 Bilder Bild 4-1 Prinzip der Software-Redundanz .................................................................................................17 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 5 Inhaltsverzeichnis 6 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 1 Inhalt Übersicht Wie Sie diese Beschreibung nutzen sollten? - Ein Lesetipp (Seite 11) Erste Informationen Warum ein System mit Software-Redundanz einsetzen? (Seite 13) Welche Hardware wird benötigt? (Seite 14) Welche Software wird benötigt? (Seite 15) Wo lässt sich die Software-Redundanz einsetzen? (Seite 16) Funktionsweise der Software-Redundanz Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? (Seite 17) Aufbau des Statusworts der Software-Redundanz (Seite 22) Aufbau des Steuerworts der Software-Redundanz (Seite 23) Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz (Seite 24) Bausteine für die Software-Redundanz Die Bibliothek mit den Bausteinen für die Software-Redundanz (Seite 29) Inhalt der Bausteinpakete (Seite 30) Übersicht der Bausteine der Software-Redundanz (Seite 32) FC 100 (SWR_START) (Seite 30) FB 101 (SWR_ZYK) (Seite 37) FC 102 (SWR_DIAG) (Seite 39) FB 103 'SWR_SFCCOM', FB 104 'SW_AG_COM' und FB 105 'SWR_SFBCOM' (Seite 40) Datenbausteine DB_WORK_NO, DB_SEND_NO und DB_RCV_NO (Seite 41) Datenbausteine DB_A_B und DB_B_A zum Austausch von nichtredundanten Daten (Seite 42) Datenbaustein DB_COM_NO (Seite 44) Beispiel für den Schnelleinstieg mit Minimalkonfiguration (Seite 11) Technische Daten der Bausteine (Seite 47) Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 7 Inhalt Referenzen und Ergänzungen Merkmale und Eigenschaften der Software-Redundanz (Seite 49) Master-Reserve-Umschaltung (Seite 50) Dauer der Master-Reserve-Umschaltung (Seite 51) Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve (Seite 52) Umschaltzeiten für DP-Slaves der ET 200M (Seite 54) Dauer der Fehlererkennung bei Störungen im redundanten System (Seite 56) Netze, über die die beiden Stationen gekoppelt werden können (Seite 58) Konfiguration und Anwenderprogramm im RUN ändern (Seite 59) Besonderheit für die Programmierung in CFC Einsetzbare Baugruppen für Software-Redundanz (Seite 61) Kommunikation zu anderen Stationen (Seite 64) Kommunikation zu einer Station aus S7-300/S7-400 (Seite 45) Kommunikation zu einem zweiten System mit Software-Redundanz (Seite 65) Springerkonzept für Software-Redundanz (Seite 69) Einsatz von Fehler-OB (Seite 71) Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 Einleitung (Seite 73) Aufgabenstellung und Technologieschema (Seite 74) Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-300 (Seite 75) Konfigurieren der Hardware (Seite 76) Projektieren der Netze (Seite 78) Projektieren der Verbindungen (Seite 79) Erstellen des Anwenderprogramms (Seite 80) Anschließen von B&B-Geräten (Seite 83) Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 Einleitung (Seite 85) Aufgabenstellung und Technologieschema (Seite 86) Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-400 (Seite 87) Konfigurieren der Hardware (Seite 88) Projektieren der Netze (Seite 90) Projektieren der Verbindungen (Seite 91) Erstellen des Anwenderprogramms (Seite 92) Anschließen von B&B-Geräten (Seite 95) 8 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Inhalt Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC Bildbaustein für Bedien- und Beobachtungsaufgaben (Seite 97) Konfigurieren des Bildbausteins mit WinCC (Seite 99) Projektieren der Verbindung für WinCC (Seite 67) Definieren der Variablen des Bildbausteins (Seite 100) Einfügen des Bildbausteins in ein Bild (Seite 102) Verbinden der Anzeigefelder mit den Variablen (Bild dynamisieren) (Seite 104) Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 9 Inhalt 10 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Wie Sie diese Beschreibung nutzen sollten? - Ein Lesetipp 2 Einleitung Die folgenden Kapitel beschreiben, wie Sie mithilfe des Softwarepakets "SoftwareRedundanz" die Verfügbarkeit der Automatisierungssysteme SIMATIC S7 steigern können. Die Beschreibung gilt für das Produkt "Funktionale Software-Redundanz" mit nachfolgend aufgeführten Bestellnummern: ● Einzellizenz: 6ES7862-0AC01-0YA0, Version 1.2 SP3 ● Kopierlizenz: 6ES7862-0AC01-0YA1, Version 1.2 SP3 Die Produktbeschreibung präsentieren wir Ihnen auch als Online-Hilfe. Für Sie hat das den Vorteil, dass Sie alle Informationen während der Programmierung und Projektierung mit STEP 7 situationsbezogen an Ihrem PG/PC nachlesen können. Der Umweg über ein Printmedium entfällt. Für Kunden, die die Beschreibung jedoch lieber auf dem Papier lesen wollen, haben wir alle Hilfethemen in einem Dokument zusammengefasst, das Sie mit dem Adobe Acrobat Reader ansehen und ausdrucken können. Das Dokument befindet sich auf der CD und hat den Dateinamen 'SWR_Deutsch.PDF'. Zum Öffnen des Dokuments benötigen Sie den Acrobat-Reader. Die Software ist ein lizenzfreies Produkt der Firma Adobe. Eine aktuelle Version des Adobe Readers können Sie aus dem Verzeichnis "S7 manual" innerhalb des STEP 7-Verzeichnisses installieren bzw. sie wurde bereits mit STEP 7 installiert. Unterschiede zwischen den Versionen 1.2 und 1.2 SP3 Die Unterschiede zwischen den Versionen 1.2 und 1.2 SP3 sind nachfolgend aufgeführt: ● In der Version 1.2 SP3 ist das Verhalten der Softwareredundanz nach Netzspannungswiederkehr verbessert. ● Die Beispiele für WinCC wurden an die WinCC V6.2 und V7.0 angepasst. ● Die Softwareredundanz ist für WinAC RTX 2008 freigegeben. Zielgruppe Die vorliegende Beschreibung wendet sich an einen Leserkreis, der bereits die Automatisierungssysteme S7-300 bzw. S7-400 und das Dezentrale Peripheriegerät ET 200M kennt. Grundkenntnisse für das Arbeiten mit der Programmiersoftware STEP 7 setzen wir ebenfalls voraus. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 11 Wie Sie diese Beschreibung nutzen sollten? - Ein Lesetipp Empfohlene Vorgehensweise Die Beschreibung behandelt mehrere in sich abgeschlossene Themen. Wie empfehlen Ihnen, zuerst die Abschnitte "Erste Informationen" und "Funktionsweise der SoftwareRedundanz" zu lesen. In diesen Abschnitten finden Sie die Grundlagen, die Sie für den Einsatz der Software-Redundanz benötigen. Wenn Sie bereits umfangreiche Erfahrungen mit STEP 7 gesammelt haben, dann schauen Sie sich unsere Projekte mit den Beispielen für S7-300 und S7-400 an. Anhand einer vereinfachten Anwendung können Sie alle erforderlichen Schritte sofort nachvollziehen. Wenn Sie jedoch zuerst die Bausteine und die erforderlichen Parameter kennen lernen wollen, dann lesen Sie bitte den Abschnitt "Bausteine der Software-Redundanz". In diesem Abschnitt finden Sie alles Wissenswerte zu den Bausteinen auf einen Blick. Außerdem finden Sie in diesem Abschnitt zwei Beispiele für S7-300 und S7-400, für die wir bereits Projekte mit Minimalkonfiguration erstellt haben. Die Projekte finden Sie nach der Installation im STEP 7-Projektverzeichnis. Sie können die Projekte beliebig erweitern. Der Abschnitt "Referenzen und Ergänzungen" behandelt verschiedene Einzelthemen, die zur Vertiefung gedacht sind und Antworten auf spezielle Fragen geben. In diesem Abschnitt beschreiben wir die Funktionsweise und die Komponenten, die Sie zum Aufbau der Software-Redundanz benötigen. 12 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Erste Informationen 3.1 3 Warum ein System mit Software-Redundanz einsetzen? Produktionsstillstände kosten Zeit und Geld Der zunehmende Automatisierungsgrad von Industrieanlagen zur Steigerung von Produktivität und Qualität erhöht gleichzeitig die Abhängigkeit von der Verfügbarkeit der Automatisierungssysteme. Durch den Ausfall eines Automatisierungssystems, z. B. wegen Ausfalls einer CPU, können hohe Kosten aufgrund des Produktionsausfalls und der Stillstandzeiten entstehen. In vielen Anwendungen sind die Ansprüche an die Redundanzqualität oder der Umfang der Anlagenbereiche, die redundante Automatisierungssysteme erfordern, nicht so hoch, dass sie zwingend den Einsatz eines speziellen hochverfügbaren Systems erfordern. Häufig reichen einfache Software-Mechanismen aus, die im Fehlerfall die Fortsetzung einer ausgefallenen Steuerungsaufgabe auf einem Ersatzsystem ermöglichen. Durch die Software-Redundanz wird diese Anforderung in vollem Umfang gewährleistet. Höhere Verfügbarkeit durch Software-Redundanz Die Software-Redundanz ist auf Standard-Automatisierungssystemen der S7-300 und S7400 ablauffähig. Die Verfügbarkeitserhöhung ist für einkanalige Dezentrale Peripherie möglich, die sich in einer ET 200M mit redundanter DP-Slave-Anschaltung IM 153-2 befindet. Die DP-SlaveAnschaltungen besitzen zwei DP-Schnittstellen und werden einmal an das DP-Mastersystem der Station A und einmal an das DP-Mastersystem der Station B angeschlossen. Damit die hochverfügbare Steuerungsaufgabe fortgesetzt werden kann, ist auf den beiden Automatisierungssystemen die Software-Redundanz zuständig. Als "hochverfügbare Steuerungsaufgabe" wird übrigens der Teil des Anwenderprogramms bezeichnet, der bei Ausfall der Masterstation auf der Reservestation unbedingt fortgesetzt werden soll. Das kann das vollständige Anwenderprogramm sein oder auch nur ein Teil davon. Mithilfe der Software-Redundanz werden folgende Ausfälle beherrscht: ● Ausfall der Komponenten in einem Zentralgerät (Stromversorgung, Rückwandbus, DPMaster) ● Ausfall der CPU aufgrund von Hardware- oder Software-Fehlern ● Unterbrechung der Buskabel zur Redundanzverbindung oder zur redundanten DP-SlaveAnschaltung ● Defekt eines PROFIBUS-Moduls in der redundanten DP-Slave-Anschaltung IM 153-2 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 13 Erste Informationen 3.2 Welche Hardware wird benötigt? 3.2 Welche Hardware wird benötigt? Kernstück der benötigten Hardware sind zwei Stationen aus S7-300 und/oder S7-400. In jeder Station befinden sich eine CPU und ein Anschluss für ein DP-Mastersystem. Die beiden Stationen sind über ein Bussystem gekoppelt, über das Sie Daten austauschen können. Der Anschluss an die Peripherie geschieht über zwei DP-Mastersysteme: ein DPMastersystem in Station A und ein DP-Mastersystem in Station B. An die beiden DP-Mastersysteme werden Dezentrale Peripheriegeräte ET 200M mit redundanter DP-Slave-Anschaltung IM 153-2 angeschlossen. Die DP-Slave-Anschaltung macht es möglich, bei einem Fehler von der ersten auf die zweite Schnittstelle umzuschalten und somit die Prozesszustände vom zweiten DP-Master an die Peripherie weiterzuleiten. Übersicht zum Hardwareaufbau 2SWLRQDOH (UZHLWHUXQJ %HGLHQHQXQG %HREDFKWHQ 03,352),%86RGHU(WKHUQHW 66 6WDWLRQ$ 66 6WDWLRQ% 352),%86'3 352),%86'3 'H]HQWUDOHV3HULSKHULHJHU¦W (70PLW,0 14 'H]HQWUDOHV3HULSKHULHJHU¦W (70PLW,0 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Erste Informationen 3.3 Welche Software wird benötigt? 3.3 Welche Software wird benötigt? Programmiersoftware STEP 7 Zur Parametrierung der Bausteine für die Software-Redundanz wird das Basispaket STEP 7 ab Version 5.2 benötigt. Optionale Standard-Werkzeuge für SIMATIC NET und SIMATIC HMI Selbstverständlich können Sie für Systeme mit Software-Redundanz sämtliche optionalen Engineering- und Projektier-Tools einsetzen. Die folgende Übersicht zeigt die Standard-Werkzeuge, die auch in den Projekten unserer Applikationsbeispiele benutzt wurden. Bezeichnung Aufgabe des Werkzeugs ProTool ab Version 3.01 Projektieren von Operatorpanels aus SIMATIC HMI WinCC ab Version 6.0 Graphisches Projektieren von WinCC-Operatorstationen aus SIMATIC HMI Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 15 Erste Informationen 3.4 Wo lässt sich die Software-Redundanz einsetzen? 3.4 Wo lässt sich die Software-Redundanz einsetzen? Die Software-Redundanz ist überall dort einsetzbar, wo zentrale und besonders wichtige Anlagenteile eine erhöhte Verfügbarkeit benötigen und ein kurzzeitiger Ausfall wie z. B. ein Ausfall einiger Bearbeitungszyklen beim Umschalten von der einen auf die andere Station (Master-Reserve-Umschaltung) vom Prozess toleriert wird. Solche Anlagenteile können z. B. sein: ● Die Prozess-Steuerung für Kühlwasserkreisläufe ● Die Prozess-Steuerung von Trinkwasser-Aufbereitungsanlagen ● Die Überwachung und Steuerung von Verkehrsflüssen ● Die Regelung und Überwachung von Füllständen ● Die Regelung und Überwachung der Temperatur in Kühlhäusern ● Die Regelung und Überwachung der Temperatur von Brennöfen Siehe auch Merkmale und Eigenschaften der Software-Redundanz (Seite 49) Master-Reserve-Umschaltung (Seite 50) 16 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.1 4 Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? Definition Ein System mit Software-Redundanz ist gekennzeichnet durch: ● Zwei Stationen S7-300 und/oder S7-400, die über ein Bussystem gekoppelt sind. ● Ein redundantes Anwenderprogramm, das in beiden Stationen geladen ist. ● Zwei DP-Mastersysteme, an denen Dezentrale Peripheriegeräte ET 200M mit redundanter DP-Slave-Anschaltung wie z. B. IM 153-2 angeschlossen sind. ● Einsatz der Bausteine des Softwarepakets "Software-Redundanz" Prinzip der Software-Redundanz Das Ablaufdiagramm zeigt die prinzipielle Arbeitsweise der Software-Redundanz aus Sicht von Master- und Reserve-CPU. 0DVWHU&38 5HVHUYH&38 (LQJDQJVLQIRUPDWLRQHQOHVHQ (LQJDQJVLQIRUPDWLRQHQOHVHQ %HDUEHLWXQJGHVQLFKWUHGXQGDQWHQ $QZHQGHUSURJUDPPV %HDUEHLWXQJGHVQLFKWUHGXQGDQWHQ $QZHQGHUSURJUDPPV 6WDWXVLQIRUPDWLRQHQGHU5HVHUYH &38DXVZHUWHQ 6WDWXVLQIRUPDWLRQHQGHU0DVWHU&38 DXVZHUWHQ %HDUEHLWXQJGHVUHGXQGDQWHQ $QZHQGHUSURJUDPPV .HLQH%HDUEHLWXQJGHVUHGXQGDQWHQ $QZHQGHUSURJUDPPV 5HGXQGDQWH'DWHQDXI5HVHUYH&38 NRSLHUHQ 6WDWXVLQIRUPDWLRQHQGHU0DVWHU&38 NRSLHUHQ 1LFKWUHGXQGDQWHXQGUHGXQGDQWH $XVJDQJVLQIRUPDWLRQHQDXVJHEHQ 1LFKWUHGXQGDQWHXQGUHGXQGDQWH $XVJDQJVLQIRUPDWLRQHQDXVJHEHQ * 'LHVH:HUWHKDEHQ¦OWHUHQ6WDQGDOVGLH:HUWHGHU 0DVWHU&38ZHUGHQDEHUYRQGHU,0LJQRULHUW Bild 4-1 Prinzip der Software-Redundanz Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 17 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.1 Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? Der hoch verfügbare Softwareteil wird sowohl in die Masterstation als auch in die Reservestation geladen. Während die Master-CPU diesen Programmteil bearbeitet, wird er in der Reserve-CPU übersprungen. Durch das Überspringen des Programmteils in der Reserve-CPU wird gewährleistet, dass ein Auseinanderlaufen der beiden Programmteile wie z. B. durch Alarme, unterschiedliche Zykluszeiten usw. vermieden wird. Auf der Reservestation steht das Programm somit zur Übernahme der Bearbeitung bereit. Zur Information Man bezeichnet diese Art der Übernahmebereitschaft übrigens auch als Warm-Standby im Gegensatz zum Hot-Standby bei den H-Systemen, z. B. S7-400H. Bei Letzteren führen beide CPUs eng synchronisiert die Bearbeitung durch. Masterstation überträgt laufend aktuelle Daten an Reservestation Damit bei Ausfall der Masterstation das hoch verfügbare Anwenderprogramm nicht "bei Null" anfangen muss, überträgt die Masterstation laufend aktuelle Bearbeitungsdaten an die Reservestation. Das Übertragen kann aber bedingt durch die gewählte Kommunikation oder die zu übertragende Datenmenge mehrere Zyklen dauern, d. h., die Reserve eilt dem Master je nach Kommunikationsleistung und Datenmenge mehrere Zyklen nach. Kommt es innerhalb des Masters zu einem Fehler in einer CPU, einem DP-Master oder DP-Slave, dann findet eine Master-Reserve-Umschaltung statt. Bei dieser Umschaltung übernimmt die Reserve den Prozess und wird Master. Bereiche des redundanten Software-Teils Der redundante Software-Teil erhält ein Prozessabbild, einen IEC-Zeiten-, IEC-Zähler- und Merkerbereich sowie einen Datenbausteinbereich. Auf diese Daten darf nur die redundante Software schreibend zugreifen. Beachten Sie schon bei der Projektierung, dass alle oben genannten Bereiche zwingend zusammenhängend sein müssen. Bei der Parametrierung des Anlaufbausteins "SWR_START" werden diese lückenlosen Bereiche abgefragt. Bearbeitung von einseitiger Peripherie Neben dem redundanten Software-Teil kann natürlich auch ein Programm geladen werden, welches die einseitige Peripherie der jeweiligen CPU steuert. Dieser Programmteil wird von der Software-Redundanz nicht beeinflusst. Als einseitige Peripherie werden die Peripheriebaugruppen bezeichnet, die nicht im redundanten Anwenderprogrammteil angesprochen werden, also nur einer CPU zugeordnet sind. Physikalisch können diese Baugruppen zentral, dezentral an einem eigenen DPMastersystem oder dezentral an einem der beiden DP-Mastersysteme angeschlossen werden, an denen sich die redundanten DP-Slave-Anschaltungen befinden. 18 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.1 Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? Datenaustausch zwischen den beiden Stationen Der nichtredundante Programmteil kann seine Daten mit der redundanten Software über entsprechende Datenbausteine austauschen. Die Datenbausteine werden durch die Software-Redundanz ausgetauscht und damit der jeweils anderen Station zur Verfügung gestellt. Zu Beginn des OB 1 werden die Eingänge ins PAE gelesen. Bevor die Daten des redundanten Software-Teils (PAA, Merker, DB, Zeiten, Zähler, Instanz-DBs) an die Reserve gesendet werden, wird die redundante Software bearbeitet. Wenn die zweite Station gerade hochgelaufen ist bzw. die Redundanz in diesem Software-Teil wiederhergestellt worden ist, muss die Station von der bereits laufenden die Daten erhalten. Am Ende des OB 1 werden auf der Master- und Reserveseite die Daten des redundanten PAA ins Prozessabbild der Ausgänge geschrieben und am Ende des OB-Zyklus an die Peripherie weitergegeben. Alarme können zu jeder Zeit auf der aktiven Seite durchkommen und werden sofort bearbeitet. Findet in diesem Augenblick bzw. kurz danach eine Umschaltung statt, dann kann es zum Alarmverlust kommen. Master-Reserve-Umschaltung im Detail Damit die Reservestation nach Ausfall des Masters nicht "bei Null" anfangen muss, wird ihr von der Masterstation u. a. jeweils ein vollständiges, konsistentes PAA des hoch verfügbaren Programmteils für den Notfall/Umschaltfall übergeben. Die folgende Abbildung skizziert die Übergabe relevanter Bearbeitungsdaten an das zur Übernahme bereitstehende hochverfügbare Programm auf dem Reservegerät. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 19 0DVWHU Funktionsweise der Software-Redundanz 4.1 Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? PAA OB-Zyk-5 PAA OB-Zyk-4 PAA OB-Zyk-3 PAA OB-Zyk-2 PAA Zyk-1 OB-Zyk-4 Master OB-Zyk-3 Master OB-Zyk-2 Master OB-Zyk-1 Master OB-Zyk Master PAA OB-Zyk-4 &38LP0DVWHUJHU¦WDXVJHIDOOHQ ]%&38DXI6723 5HVHUYH OB-Zyk-4 Reserve DNWXHOOHV3$$ZLUGDXVJHJHEHQ OB-Zyk-3 Reserve OB-Zyk-2 Reserve PAA PAA OB-Zyk-1 OB-Zyk-3 OB-Zyk-1 Reserve OB-Zyk Reserve OB-Zyk+1 Reserve )HKOHUHUNHQQXQJV XQG8PVFKDOW]HLW PAA konsistent =Master: OB-Zyk-4 PAA konsistent =Master: OB-Zyk-5 OHW]WHVYROOVW¦QGLJ¾EHUWUDJHQHV3$$ZLUGDXVJHJHEHQ 3$$02%=\N PAA OB-Zyk-2 7UDQVIHU HLQHV NRQVLVWHQWHQ3$$V OB-Zyk-5 Reserve NXU]IULVWLJHLQJHIURUHQHV3$$ZLUGDXVJHJHEHQ 3$$02%=\N PAA OB-Zyk+2 OB-Zyk+2 Reserve PAA OB-Zyk+3 OB-Zyk+3 Reserve PAA OB-Zyk+4 OB-Zyk+4 Reserve 0DVWHU5HVHUYH8PVFKDOWXQJ DEJHVFKORVVHQ unvollständig DXI6LJQDOPRGXOH DXVJHJHEHQH'DWHQ DEK¦QJLJYRQGHU$Q]DOGHU 6ODYHVXQGGHU)HKOHUDUW YRP0DVWHU]XU5HVHUYH IUDQVIHULHUWH'DWHQ EHQ¸WLJWH=\NOHQDEK¦QJLJYRQ .RPPXQLNDWLRQXQG'DWHQ PHQJH]% In Abhängigkeit von der benutzten Kommunikation und der zu übertragenden Datenmenge kann diese Übertragung mehr als einen Zyklus in Anspruch nehmen. Im Beispiel wird von zwei Zyklen für die Übertragung eines vollständigen Abbildes ausgegangen (siehe Bild). Im Beispiel wird also jedes zweite PAA vom Master an die Reserve übertragen. Im Normalbetrieb sind alle redundanten DP-Slave-Anschaltungen der Masterstation zugeordnet und geben die von dem DP-Master der Masterstation übertragenen Daten aus. Von der Reservestation – genauer: von dem DP-Master der Reservestation – wird zusätzlich generell jeweils das letzte vollständig zur Reservestation übertragene PAA zu den Signalmodulen übertragen. Da jedoch alle Slaves dem DP-Master der Master-CPU zugeordnet sind, werden diese Daten von den DP-Slave-Anschaltungen ignoriert. Im Rahmen einer expliziten Umschaltung über ein Kommando oder einer fehlerbedingten impliziten Master-Reserve-Umschaltung werden auch die Slavestationen umgeschaltet bzw. schalten die DP-Slave-Anschaltungen sich selbständig um. Ein selbständiges Umschalten der DP-Slave-Stationen erfolgt z. B. bei Erkennen einer Störung des DP-Masters oder des DP-Busses der DP-Master-Station. Während dieser DP-Slave-Umschaltung sind die zuletzt ausgegebenen PAA-Werte auf den DP-Slaves eingefroren (siehe obige Abbildung). Haben die DP-Slave-Stationen sich zum DP-Master der ehemaligen Reservestation umgeschaltet und hat diese Station die eigentliche Master-Reserve-Umschaltung noch nicht vollständig durchgeführt, dann wird das letzte vollständig zur Reservestation übertragene PAA an den Signalmodulen ausgegeben. Die stationsspezifische Master-ReserveUmschaltung kann je nach Fehlerfall mehrere Zyklen dauern. 20 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.1 Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? Nach erfolgter Master-Reserve-Umschaltung wird das durch den neuen Master ermittelte PAA ausgegeben (siehe obige Abbildung). Bei optimaler Kommunikation und kleineren Datenmengen und Fehlern wie "CPU in STOP" (bei einer S7-400) kann die Umschaltung in einem Zyklus erfolgen. Im Beispiel wurde bewusst eine Umschaltung mit Verlust von 5 Zyklen skizziert. Bei einer manuell eingeleiteten Umschaltung wird die Umschaltung optimiert. So wird sie z. B. erst unmittelbar nach Abschluss einer vollständigen PAA-Übertragung initiiert. Wiederherstellen der Software-Redundanz nach Reparatur Zum Wiederherstellen der Software-Redundanz werden z. B. nach Ausfall einer CPU die komplette Projektierung und das komplette Programm über PG oder Memorycard in die Austausch-CPU geladen. Anschließend wird diese CPU gestartet. Zur Information Nach Netzspannungswiederkehr mit einer CPU in der Betriebsart STOP arbeitet die zweite CPU im Solobetrieb (Master). Der Profibus der CPU, die in STOP ist, ist aktiv und es werden keine Ausgänge freigegeben. Wechselt die CPU von der Betriebsart STOP in die Betriebsart RUN, schaltet der Profibus auf den zweiten Strang um, und die Ausgänge werden freigeben. Dieses Verhalten tritt nur bei Netzspannungswiederkehr mit einer CPU in der Betriebsart STOP auf. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 21 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.2 Aufbau des Statusworts der Software-Redundanz 4.2 Aufbau des Statusworts der Software-Redundanz Die folgende Übersicht zeigt die Belegung des Statusworts. Das Statuswort befindet sich im DBW 8 des Instanz-DB zum FB 101 'SWR_ZYK'. Statuswort der Software-Redundanz %LW1U '%% '%% 'DWHQZRUW 6WDWLRQLVW0DVWHU 6WDWLRQLVW5HVHUYH .HQQXQJ$6WDWLRQLVW7HLOJHU¦W$ .HQQXQJ$6WDWLRQLVW7HLOJHU¦W% 5HGXQGDQ]LVWHLQJHVFKDOWHW 0DVWHU5HVHUYH8PVFKDOWXQJIUHLJHJHEHQ 5HGXQGDQ]LVWDXVJHVFKDOWHW 0DVWHU5HVHUYH8PVFKDOWXQJJHVSHUUW 5HGXQGDQ]NRSSOXQJYRUKDQGHQ 5HGXQGDQ]NRSSOXQJDXVJHIDOOHQ $QODXISKDVH 0DVWHU5HVHUYH8PVFKDOWXQJO¦XIW 3DUWQHUJHU¦WLVWQRFKPLWGHU8PVFKDOWXQJEHVFK¦IWLJW NHLQ'36ODYHLVWDQVSUHFKEDU QLFKWDOOH'36ODYHVVLQGDQVSUHFKEDU DOOH'36ODYHVVLQGDQVSUHFKEDU %LWLVWQLFKWUHOHYDQW 22 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.3 Aufbau des Steuerworts der Software-Redundanz 4.3 Aufbau des Steuerworts der Software-Redundanz Die folgende Übersicht zeigt die Belegung des Steuerworts. Das Steuerwort befindet sich im DBW 10 des Instanz-DB zum FB 101 'SWR_ZYK'. Steuerwort der Software-Redundanz %LW1U '%% '%% 'DWHQZRUW 0DVWHU5HVHUYH 8PVFKDOWXQJVSHUUHQ 0DVWHU5HVHUYH 8PVFKDOWXQJIUHLJHJHEHQ %LWLVWUHVHUYLHUWGDUIQLFKW YHU¦QGHUWZHUGHQ %LWLVWQLFKWUHOHYDQW 0DVWHU5HVHUYH8PVFKDOWXQJDNWLYLHUHQ Zum Sperren der Master-Reserve-Umschaltung auf Anwenderebene ist im Steuerwort Bit 11.0 zu setzen. Das Reservegerät schreibt Nullen in das PAA der redundanten DP-SlaveAnschaltung IM 153-2. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis Sie die Redundanz wieder einschalten (Bit 11.1 im Steuerwort setzen). Wenn die "Master-Reserve Umschaltung freigegeben" wurde, werden die Steuerbits im Steuerwort nach dem Setzen automatisch auf "0" zurückgesetzt. Änderungen sind im Statuswort sichtbar. Hinweis Zum Sperren der Master-Reserve-Umschaltung auf Anwenderebene setzen Sie im Steuerwort Bit 11.0. Das Reservegerät schreibt Nullen in das PAA der redundanten DPSlave-Anschaltung IM 153-2. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis Sie die Redundanz wieder einschalten (Bit 11.1 im Steuerwort setzen). Wenn die "Master-Reserve Umschaltung freigegeben" wurde, werden die Steuerbits im Steuerwort nach dem Setzen automatisch auf "0" zurückgesetzt. Änderungen sind im Statuswort sichtbar. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 23 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.4 Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz 4.4 Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz Die folgenden Abschnitte geben eine Zusammenfassung aller Regeln, die Sie bei Projektierung und Programmierung eines Systems mit funktionaler Software-Redundanz beachten und einhalten müssen. Regel für die Hardware-Konfiguration ● Dezentrale Peripheriegeräte ET 200M, in denen sich eine redundante DP-SlaveAnschaltung befindet, z. B. eine IM 153-2, müssen in beiden Stationen identisch konfiguriert sein. Damit die Konsistenz nicht verloren geht, kopieren Sie bitte auch bei geringfügigen Änderungen stets das komplette DP-Mastersystem der ersten Station an den DP-Master der zweiten Station. Verwenden Sie dazu den Menübefehl Bearbeiten > Redundant einfügen. Durch den Menübefehl Bearbeiten > Redundant einfügen wird sichergestellt, dass die Peripherieadressen der DP-Slaves in beiden Stationen identisch sind. Wenn Sie außerdem Dezentrale Peripheriegeräte aus ET 200 einseitig einsetzen wollen, wie z. B. ET 200B, konfigurieren Sie diese Geräte nach dem Kopieren des DPMastersystems (siehe auch Beschreibung im Abschnitt Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz (Seite 17)). ● Beachten Sie bereits beim Hardware-Aufbau, dass bei der Software-Redundanz nur zusammenhängende Bereiche verwendet werden können, z. B. Ausgänge von 0 bis 20, Merkerbereiche von 50 bis 100, DP-Slave-Stationen von 1 bis 6, usw. ● Die Software-Redundanz unterstützt ein einzelnes PROFIBUS-DP-Mastersystem. Wenn Sie mehrere DP-Mastersysteme benötigen, müssen Sie die Software-Redundanz mehrmals verwenden, d. h. Sie benötigen mehrere redundante Teilprogramme. ● Zulässige Baudraten für den PROFIBUS-DP Von der Software-Redundanz werden nur Baudraten von 187,5 KBaud bis 12 MBaud für die redundante DP-Slave-Anschaltung unterstützt. Regeln für Anwenderprogramm ● Strukturierung des Anwenderprogramms Wenn Ihr Anwenderprogramm in beiden Stationen nur teilweise redundant ist, dann strukturieren Sie es nach Möglichkeit so, dass der Programmteil für den redundant ausgeführten Anlagenteil vom Programm für den nicht redundanten Anlagenteil getrennt ist. Empfehlung: Rufen Sie die Programme für redundanten und nicht redundanten Anlagenteil in unterschiedlichen Organisationsbausteinen auf: – im OB 1 den nichtredundanten Anlagenteil – im OB 35 den redundanten Anlagenteil ● Redundantes Anwenderprogramm Das redundierte Anwenderprogramm ist von zwei Bausteinaufrufen des FB 101 'SWR_ZYK' eingeschlossen. Der erste Bausteinaufruf des FB 101 'SWR_ZYK' trägt den Parameter CALL_POSITION=TRUE, der zweite Aufruf trägt den Parameter CALL_POSITION=FALSE. 24 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.4 Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz ● Kommunikation Wenn Sie für die Redundanzkopplung eine S7-Verbindung benutzen und über die S7Verbindung auch andere Kommunikationsaufgaben ausführen wollen, dann muss die Auftragsnummer R_ID größer sein als 2. Die Auftragsnummern R_ID= 1 und R_ID=2 werden von der Software-Redundanz benutzt. Wenn Sie zur Kommunikation den FB 103 'SWR_SFCCOM' einsetzen, dann benutzt die Software-Redundanz die Kommunikationsbausteine SFC 65 'X_SEND' und SFC 66 'X_RCV' mit den Auftragsnummern R_ID > 8000 0000H. Wenn Sie zur Kommunikation den FB 104 'SWR_AG_COM' einsetzen, dann benutzt die Software-Redundanz die Kommunikationsbausteine FC 5 'AG_SEND' und FC 6 'AG_RCV' mit den Auftragsnummern R_ID > 8000 0000H. Wenn Sie zur Kommunikation den FB 105 'SWR_SFBCOM' (BSEND, BRCV) einsetzen, dann sollte in der Verbindungsprojektierung immer "Betriebszustandsmeldungen senden 'ja' " angegeben werden, damit ein Verbindungsausfall möglichst schnell erkannt wird. ● Einsatz von Zeiten und Zählern Im redundanten Software-Teil können im Allgemeinen keine S7-Zeiten und S7-Zähler eingesetzt werden, da diese nicht aufgedatet werden können. Benutzen Sie stattdessen die IEC-Zeiten und IEC-Zähler. Für den Fall, dass Sie kurze Zeiten einsetzen - kleiner als der Zeit-OB-Zyklus bzw. kleiner als die Übertragungszeit vom Master zur Reserve - ist es nicht sinnvoll, diese Zeiten aufzudaten. In diesem Fall können Sie auch S7-Zeiten einsetzen. Werden längere Zeiten benötigt bzw. Zähler eingesetzt, dann ist darauf zu achten, dass die Eingangsflanke zum Starten der Zeit bzw. zum Zählen auch im Umschaltfall sicher erkannt wird. Dies kann dadurch geschehen, dass 1-0-Impulse bzw. 0-1-Impulse länger sind als die Umschaltzeit. Ist dies nicht der Fall, dann muss die Flankenauswertung in jedem Fall aufgerufen werden, auch auf der Reserve. Hier dürfen die betreffenden IECZeiten/Zähler nicht aufgedatet werden. Es können hier aber auch S7-Zeiten und S7Zähler eingesetzt werden. Hantieren mit den Bausteinen der Software-Redundanz ● Damit der Multi-Instanz-DB der Software-Redundanz korrekt gebildet werden kann, müssen sich im S7-Projekt alle von der Software-Redundanz verwendeten Systemfunktionen SFCs und SFBs befinden. ● Wenn Sie Projektierungsänderungen am Anlaufbaustein 'SWR_START' vornehmen, dann müssen Sie die folgenden Bausteine löschen, damit neue Parameter übernommen werden können und keine Fehlfunktionen auftreten: DB_WORK_NO Arbeits-DB der Software-Redundanz DB_SEND_NO Sende-DB der Software-Redundanz DB_RCV_NO Empfangs-DB der Software-Redundanz DB_A_B_NO DB zum Datenaustausch des nicht redundanten Software-Teils von Station A mit der redundanten Software DB_B_A_NO DB zum Datenaustausch des nicht redundanten Software-Teils von Station B mit der redundanten Software Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 25 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.4 Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz OB 86 (Baugruppenträgerausfall) In den ersten 20 Byte der Lokalvariablen des OB 86 dürfen keine Variablen eingefügt werden, da diese von der Software-Redundanz benutzt und verändert werden. PAA in der Software-Redundanz Werden im FC 100 'SWR_START' Ausgänge parametriert, die sich nicht im PAA befinden, dann führt dies zum Peripheriezugriffsfehler. Master-Reserve-Umschaltung Während der Master-Reserve-Umschaltung sind kurzzeitig zwei Master oder zwei Reserven im System vorhanden. Master-Reserve-Umschaltung über Steuerbit Bei der Master-Reserve-Umschaltung über Steuerbit kann es vorkommen, dass Master und Reserve nicht korrekt stehen. Das ist dann der Fall, wenn es während der von Ihnen veranlassten Umschaltung zu einem Ausfall des Slaves kommt. In diesem Fall führen Sie bitte wieder eine Master-Reserve-Umschaltung per Steuerbit durch. Wenn nur eine CPU in RUN ist (Solobetrieb) Wenn sich eine CPU im STOP befindet, kann es vorkommen, dass die aktive Schnittstelle des wieder eingegliederten redundanten DP-Slaves der sich im STOP befindlichen CPU zugeordnet ist. Achten Sie beim Wiedereingliedern eines redundanten DP-Slaves darauf, dass eine CPU ausgeschaltet ist (NETZ AUS). 26 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.4 Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz Ausschalten eines DP-Slaves Ohne weitere Maßnahme kommt es beim Ausschalten eines DP-Slaves zu einer MasterReserve-Umschaltung. Die Maßnahme gegen die Umschaltung ist in folgendem Programmbeispiel beschrieben. Annahme: E 1.0 ist der Schalter, mit dem man das Umschalten verhindert. Dieses kann auch eine Bedieneingabe o. ä. sein. Beispiel für OB 86 für das Ausschalten von Slaves ohne Umschaltung: L #OB86_EV_CLASS L B#16#39 ==I //kommendes Ereignis SPBN M001 U E 1.0 //spezieller Eingang (im eingeschalteten SPBN M001 //Slave==1)-->nicht umschalten) AUF DB 3 //DB3 ist der Empfangs-DB (DB_EMPF) L DBW 4 //Vorhandenen Partner-Slave DEC 1 //schon mal vorweg verringern T DBW 4 //um so die Umschaltung zu verhindern M001: NOP 0 CALL "SWR_DIAG" //Call of FC 102 'SWR_DIAG' DB_WORK :=1 //Work DB for SWR OB86_EV_CLASS :=#OB86_EV_CLASS OB86_FLT_ID :=#OB86_FLT_ID RETURN_VAL :=MW14 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 //Block return value 27 Funktionsweise der Software-Redundanz 4.4 Regeln für den Einsatz der Software-Redundanz 28 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 5 Bausteine für die Software-Redundanz 5.1 Die Bibliothek mit den Bausteinen für die Software-Redundanz Nach der Installation der Optionssoftware befindet sich in STEP 7 die Bibliothek SWR_LIB. Sie erreichen die Bibliothek über den SIMATIC-Manager mit dem Menübefehl Datei > Öffnen > Bibliotheken. In der Bibliothek SWR_LIB befinden sich fünf Bausteinpakete. Es handelt sich hierbei um zwei Pakete für S7-300 und drei Pakete für S7-400. Entsprechend dem Verbindungstyp und dem Netz, über das Sie die beiden Stationen miteinander koppeln, setzen Sie immer genau eines dieser Pakete ein. Bausteinpakete für S7-300 Wählen Sie das Paket... bei diesem Netz... und bei diesem Verbindungstyp... Bemerkung XSEND_300 MPI Nicht projektierte Verbindung Netzanschluss an MPISchnittstelle der CPU AG_SEND_300 PROFIBUS FDL-Verbindung Netzanschluss über CP 342-5 Industrial Ethernet ISO-Verbindung Netzanschluss über CP 345-1 Bausteinpakete für S7-400 Wählen Sie das Paket... bei diesem Netz... und bei diesem Verbindungstyp... Bemerkung XSEND_400 MPI Nicht projektierte Verbindung Netzanschluss an MPISchnittstelle der CPU AG_SEND_400 PROFIBUS FDL-Verbindung Netzanschluss über CP 443-5 Industrial Ethernet ISO-Verbindung Netzanschluss über CP 443-1 MPI S7-Verbindung Netzanschluss über MPI-Schnittstelle der CPU BSEND_400 PROFIBUS Netzanschluss über CP 443-5 Industrial Ethernet Netzanschluss über CP 443-1 Siehe auch Inhalt der Bausteinpakete (Seite 30) Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 29 Bausteine für die Software-Redundanz 5.2 Inhalt der Bausteinpakete 5.2 Inhalt der Bausteinpakete In jedem Bausteinpaket befinden sich vier Bausteine, die aufeinander abgestimmt sind. Benutzen Sie auf keinen Fall Bausteine aus unterschiedlichen Bausteinpaketen, da sonst Fehlfunktionen in den Stationen möglich sind. Kompatibilität zwischen Version 1.2 und 1.2 SP3 ● Die Bausteine der Software-Redundanz V1.2 SP3 können die Bausteine der Vorgängerversion ersetzen, ohne dass das Anwenderprogramm neu generiert werden muss. ● Werden die Bausteine der Teilbibliothek SWR_AGSEND_300 bzw. SWR_AGSEND_400 im Anwenderprogramm auf die Version V1.2 SP3 aktualisiert, dann müssen auch die Bausteine AG-Send (FC 5) und AG-Receive (FC 6) von der mit STEP 7 mitgelieferten Bibliothek "SIMATIC_NET_CP" aktualisiert werden. Inhalt der Bausteinpakete XSEND_300 und XSEND_400 Baustein Bemerkung FC 100 'SWR_START' Der Baustein muss im Anlaufprogramm OB 100 aufgerufen werden. FB 101 'SWR_ZYK' Der Baustein muss im zyklischen oder im zeitgesteuerten Programm aufgerufen werden. Der Baustein ist stets vor und nach der Bearbeitung des redundanten Anwenderprogramms aufzurufen. FC 102 'SWR_DIAG' Der Baustein muss im Diagnose-OB OB 86 aufgerufen werden. FB 103 'SWR_SFCCOM' Der Baustein unterstützt die Abwicklung des Datentransfers und wird vom FB 101 'SWR_ZYK' verdeckt aufgerufen. Der Baustein muss von Ihnen nur in beide CPUs geladen werden. Inhalt der Bausteinpakete AGSEND_300 und AGSEND_400 Baustein Bemerkung FC 100 'SWR_START' Der Baustein muss im Anlaufprogramm OB 100 aufgerufen werden. FB 101 'SWR_ZYK' Der Baustein muss im zyklischen oder im zeitgesteuerten Programm aufgerufen werden. Der Baustein ist stets vor und nach der Bearbeitung des redundanten Anwenderprogramms aufzurufen. FC 102 'SWR_DIAG' Der Baustein muss im Diagnose-OB OB 86 aufgerufen werden. FB 104 'SWR_AG_COM' Der Baustein unterstützt die Abwicklung des Datentransfers und wird vom FB 101 'SWR_ZYK' verdeckt aufgerufen. Der Baustein muss von Ihnen nur in beide CPUs geladen werden. Hinweis Der FB 104 'SWR_AG_COM' ruft verdeckt die Bausteine FC 5 'AG_SEND' und FC 6 'AG_RCV' auf. Diese Bausteine sind Bestandteil von NCM S7 und müssen von Ihnen in beide CPUs geladen werden. 30 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.2 Inhalt der Bausteinpakete Inhalt des Bausteinpakets BSEND_400 Baustein Bemerkung FC 100 'SWR_START' Der Baustein muss im Anlaufprogramm OB 100 aufgerufen werden. FB 101 'SWR_ZYK' Der Baustein muss im zyklischen oder im zeitgesteuerten Programm aufgerufen werden. Der Baustein ist stets vor und nach der Bearbeitung des redundanten Anwenderprogramms aufzurufen. FC 102 'SWR_DIAG' Der Baustein muss im Diagnose-OB OB 86 aufgerufen werden. FB 105 'SWR_SFBCOM' Der Baustein unterstützt die Abwicklung des Datentransfers und wird vom FB 101 'SWR_ZYK' verdeckt aufgerufen. Der Baustein muss von Ihnen nur in beide CPUs geladen werden. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 31 Bausteine für die Software-Redundanz 5.3 Übersicht der Bausteine der Software-Redundanz 5.3 Übersicht der Bausteine der Software-Redundanz In der folgenden Übersicht sind alle Bausteine der Software-Redundanz aufgelistet: Baustein Funktion des Bausteins FC 100 'SWR_START' Der Anlaufbaustein stellt die Parameter zur Verfügung und bereitet sie zur weiteren Verarbeitung auf. FB 101 'SWR_ZYK' Der Zyklusbaustein überträgt Datenbereiche vom Master zur Reserve und koordiniert die Kommunikation und Umschaltung. FC 102 'SWR_DIAG' Der Diagnosebaustein verwaltet die Diagnosedaten der Slaves und bereitet sie für den FB 101 'SWR_ZYK' auf und führt die Umschaltung durch. FB 103 'SWR_SFCCOM' Die CPU-Kommunikation mit SFC 65 'X_SEND', SFC 66 'X_RCV' bezieht sich nur auf MPI-Verbindungen. FB 104 'SWR_AG_COM' Die CPU-Kommunikation mit FC 5 'AG_SEND', FC 6 'AG_RCV' bezieht sich auf PROFIBUS-, Industrial Ethernet-Verbindungen. FB 105 'SWR_SFBCOM' Die CPU-Kommunikation mittels SFB 12 'BSEND', SFB 13 'BRCV' bezieht sich auf MPI-, PROFIBUS-, Industrial Ethernet-, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen; diese Bausteine können nicht in S7-300 eingesetzt werden. DB_WORK_NO Arbeits-DB der Software-Redundanz DB_SEND_NO Datenspeicher der redundanten Software: Sende-DB beinhaltet DBs, MBs, PAAs, DIs DB_RCV_NO Empfangs-DB der redundanten Software-Teile DB_A_B_NO Sende-Empfangs-DB der nicht redundanten Daten von Station A zu Station B DB_B_A_NO Sende-Empfangs-DB der nicht redundanten Daten von Station B zu Station A DB_COM_NO Instanz-DB für die Kommunikations-Bausteine FC 5 'AG_SEND' Der Baustein wird benötigt, wenn für die Redundanzkopplung FDL-Verbindungen benutzt werden. FC 6 'AG_RCV' Der Baustein wird benötigt, wenn für die Redundanzkopplung FDL-Verbindungen benutzt werden. ACHTUNG Die oben angegebenen Datenbausteine werden im Anlauf vom FC 100 'SWR_START' einmalig mit der erforderlichen Länge erzeugt (Ausnahme: DB_COM_NO). Wenn Sie die Parametrierung des FC 100 'SWR_START' ändern, dann sind in der Regel auch Änderungen der Datenbausteine erforderlich. Nach einer Parameteränderung des FC 100 ‘SWR_START’ ist auf jeden Fall ein Neustart der CPU notwendig, da bei Bereichslängenänderungen die Sende- und Empfangs-DBs eine neue Länge haben und neu erzeugt werden müssen. 32 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.4 FC 100 'SWR_START' 5.4 FC 100 'SWR_START' Funktion Mit dem FC 100 'SWR_START' initialisieren Sie die beiden Stationen. Im Wesentlichen legen Sie mit dem Baustein fest: ● Den Peripheriebereich der Ausgänge, den Merkerbereich, den Datenbausteinbereich, Datenbausteine und den Bereich der Instanz-DB der IEC-Zähler/Zeiten, die Sie im redundanten Anwenderprogramm benutzen. Jeder Bereich muss zusammenhängend vergeben werden. ● Angaben zur Kommunikation und zur Dezentralen Peripherie. ● Drei Datenbausteine, die die Bausteine der Software-Redundanz zur Speicherung von internen Daten benötigen. Den FC 100 'SWR_START' müssen Sie im Anlaufbaustein OB 100 aufrufen. Hinweis zur Parametrierung nichtbenutzter Bereiche: Wenn Sie Bereiche nicht benutzen, dann geben Sie am zugehörigen Parameter den Wert 0 ein. Beispiel: ● Wenn Sie keine IEC-Zeiten/IEC-Zähler verwenden, dann parametrieren Sie IEC_NO = 0 und IEC_LEN = 0. ● Wenn Sie keine Ausgänge im PAA-Bereich haben, dann vergeben Sie dem Parameter PAA_FIRST einen größeren Wert als PAA_LAST. Wenn Sie die Datenbausteine DB_A_B_NO und/oder DB_B_A_NO nicht benutzen, dann parametrieren Sie eine beliebige DB-Nummer und parametrieren die Länge mit dem Wert 0. Beispiel: Wenn Sie den DB_A_B_NO nicht verwenden, dann parametrieren Sie den DB_A_B_NO = DB 255 und den DB_A_B_NO_LEN = W#16#0. Die Datenbausteine DB_A_B_NO und DB_B_A_NO haben als Datentyp Block-DB, und aus diesem Grund müssen hier Werte größer als DB 0 parametriert werden, z. B. DB 255. Die Datenbausteine DB_SEND_NO und DB_RCV_NO müssen in beiden Stationen gleiche DB-Nummern haben, ebenso die Datenbausteine DB_A_B_NO und DB_B_A_NO. Unterbrechbarkeit Der FC 100 'SWR_START' ist unterbrechbar. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 33 Bausteine für die Software-Redundanz 5.4 FC 100 'SWR_START' Beschreibung der Parameter Parameter Dekl. Datentyp Beschreibung Beispiel AG_KENNUNG IN CHAR Kennung der Station 'A' 'A' für Station A 'B' für Station B DB_WORK_NO IN Block-DB DB_SEND_NO IN Block-DB DB_RCV_NO IN Block-DB Arbeits-DB der SW-Redundanz. DB1 Der DB enthält nur interne Daten. DB, in dem die Daten gesammelt werden, die zum DB2 Partner gesendet werden. Der DB enthält nur interne Daten. DB, in dem die CPU die Daten sammelt, die vom Partner empfangen wurden. DB3 Der DB enthält nur interne Daten. MPI_ADR IN INT MPI-Adresse der Partnerstation 4 LADDR IN INT Logische Basisadresse des Kommunikationsprozessors, die bei der HardwareProjektierung festgelegt wurde. 260 VERB_ID IN INT Verbindungs-ID Nummer der Verbindung für die Redundanzkopplung, die bei der HardwareProjektierung festgelegt wurde. 1 DP_MASTER_SYS_ID IN INT DP-Mastersystem-ID 1 Kennung des DP-Mastersystems, an dem die DPSlaves ET 200M angeschlossen sind (wurde bei der Hardware-Projektierung festgelegt). DB_COM_NO IN Block-DB Instanz-DB des FB 101 'SWR_ZYK' DB5 DP-KOMMUN IN INT Nummer zur Kennzeichnung des DP-Masters: 1 1, wenn der DP-Master eine CPU mit integrierter DP-Schnittstelle ist. 2, wenn der DP-Master ein CP ist. ADR_MODUS IN INT Schrittweite für das Raster, in dem die CPU die E/A-Adressen vergibt (Das Raster der Adressierung ist CPU-abhängig): 1 1 bei Basisadressen 0, 1, 2, 3 ... 4 bei Basisadressen 0, 4, 8, 12 ... PAA_FIRST IN INT Nummer des ersten Ausgangsbytes, das von einer ET 200M mit redundanter IM 153 genutzt wird. 0 PAA_LAST IN INT Nummer des letzten Ausgangsbytes, das von einer ET 200M mit redundanter IM 153 genutzt wird. Ausgangsbytes im Bereich von PAA_FIRST bis PAA_LAST müssen zusammenhängend sein und dürfen nur von den ET 200M mit redundanter IM 153 genutzt werden. 4 Pro eingesetztem redundanten DP-Slave sind max. 32 Bytes Ausgänge projektierbar. MB_NO 34 IN INT Nummer des ersten Merkerbytes, das im redundanten Anwenderprogramm genutzt wird. 20 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.4 FC 100 'SWR_START' Parameter Dekl. Datentyp Beschreibung Beispiel MB_LEN IN INT Anzahl aller Merkerbytes, die im redundanten 30 Anwenderprogramm genutzt werden. Merkerbytes müssen lückenlos vergeben werden. IEC_NO IN INT Nummer des ersten Instanz-DBs für IECZähler/Zeiten, der im redundanten Anwenderprogramm genutzt wird. 111 IEC_LEN IN INT Anzahl aller Instanz-DBs der IEC-Zähler/Zeiten, die im redundanten Anwenderprogramm genutzt werden. Instanz-DBs müssen lückenlos vergeben werden. 7 DB_NO IN INT Nummer des ersten Datenbausteins, der im redundanten Anwenderprogramm genutzt wird. 8 DB_NO_LEN IN INT Anzahl aller Datenbausteine, die im redundanten Anwenderprogramm genutzt werden. Datenbausteine müssen lückenlos vergeben werden. 2 SLAVE_NO IN INT Kleinste PROFIBUS-Adresse, die für einen DPSlave ET 200M mit redundanter IM 153-2 benutzt wird. 3 SLAVE_LEN IN INT Anzahl der eingesetzten DP-Slaves ET 200M. PROFIBUS-Adressen müssen lückenlos vergeben werden. 1 SLAVE_DISTANCE IN INT Kennzeichen für die Einstellung der PROFIBUSAdressen der IM 153-2: 1 1, wenn beide Schnittstellen gleiche PROFIBUSAdresse haben. 2, wenn Schnittstellen PROFIBUS-Adresse n und n+1 haben. DB_A_B_NO IN Block-DB Sende-DB für nichtredundante Daten, die von Station A nach Station B übertragen werden. DB11 DB_A_B_NO_LEN IN WORD Anzahl der benutzten Datenbytes im DB_A_B_NO. W#16#64 DB_B_A_NO IN Block-DB Sende-DB für nicht redundante Daten, die von Station B nach Station A übertragen werden. DB12 DB_B_A_NO_LEN IN WORD Anzahl der benutzten Datenbytes im DB_B_A_NO. W#16#64 RETURN_VAL OUT WORD Rückgabewert des Bausteins (Bedeutung siehe unten) MW2 EXT_INFO OUT WORD Rückgabewert eines unterlagerten Bausteins (Bedeutung siehe unten) MW4 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 35 Bausteine für die Software-Redundanz 5.4 FC 100 'SWR_START' Bausteinspezifische Werte für RETURN_VAL und EXT_INFO Fehlercode Erläuterung W#16#0 Kein Fehler. W#16#8001 Ungültiger Wert für Parameter Teil-AG-Kennung. W#16#8002 DB_WORK_NO konnte nicht erzeugt werden. Ursache über Returnwert des SFC 22 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8003 DB_SEND_NO konnte nicht erzeugt werden. Ursache über Returnwert des SFC 22 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8004 DB_RCV_NO konnte nicht erzeugt werden. Ursache über Returnwert des SFC 22 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8005 DB_A_B_NO konnte nicht erzeugt werden. Ursache über Returnwert des SFC 22 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8006 DB_B_A_NO konnte nicht erzeugt werden. Ursache über Returnwert des SFC 22 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8007 Ungültiger Wert für Parameter DP_MASTER_SYS_ID oder SLAVE_NO oder SLAVE_LEN oder SLAVE_DISTANCE. Angaben stimmen nicht mit der HW-Projektierung überein. W#16#8008 Ungültiger Wert für Parameter DP-KOMMUN, wenn EXT_INFO=W#16#8888 oder Diagnose nicht durchgeführt werden konnte. Ursache über Returnwert des SFC 51 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8009 Umschaltsperre der Slaves konnte nicht aufgehoben werden. Ursache über Returnwert des SFC 58 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#800A Zustand der DP-Slave-Schnittstelle konnte nicht ermittelt werden. Ursache über Returnwert des SFC 59 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#800B Fehler bei der Ermittlung des verwendeten PAA-Bereichs. Ursache über Returnwert des SFC 50 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#800C Ungültiger Wert für Parameter ADR_MODUS. W#16#800D Ungültiger Wert für Parameter SLAVE_DISTANCE. W#16#800E DB_WORK_NO kann nicht gelesen werden. Bausteine neu laden. W#16#800F Ungültiger Wert für Parameter DP_KOMMUN (keine Schnittstellen angegeben). W#16#80F1 Fehler bei der Ermittlung der Adressen des PAA. Ursache über Returnwert in SFC 50 auswerten. Returnwert steht im EXT_INFO. Angaben für PAA_FIRST und PAA_LAST stimmen mit der Hardwareprojektierung nicht überein. W#16#8027 Interner Fehler. Siehe auch Datentyp CHAR (Seite 116) Datentyp INT (Seite 113) Datentyp WORD (Seite 113) 36 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.5 FB 101 'SWR_ZYK' 5.5 FB 101 'SWR_ZYK' Funktion Der FB 101 'SWR_ZYK' muss von Ihnen vor und nach dem redundanten Anwenderprogramm aufgerufen werden. Mit dem FB 101 'SWR_ZYK' veranlassen Sie den Austausch der Daten zwischen Master- und Reservegerät. Nach Aufruf bearbeitet der FB 101 automatisch den Datentransfer vom Mastergerät zum Reservegerät. Der FB 101 ruft verdeckt die für den Datenaustausch erforderlichen Funktionen bzw. Funktionsbausteine auf. Unterbrechbarkeit Der FB 101 'SWR_ZYK' ist unterbrechbar. Instanz-DB Beim Aufruf des FB 101 'SWR_ZYK' müssen Sie einen Instanz-DB angeben. Die Bausteinnummer des Instanz-DB haben Sie bei der Parametrierung des FC 100 'SWR_START' am Parameter DB_COM_NO angegeben. Beschreibung der Parameter Parameter Dekl. Datentyp Beschreibung Beispiel DB_WORK_NO IN Block-DB Arbeits-DB. Die Angabe muss identisch sein mit der, die am Parameter DB_WORK_NO des FC 100 'SWR_START' angegeben wurde. DB1 BOOL Der Parameter gibt an, an welcher Stelle der FB 101 'SWR_ZYK' im Anwenderprogramm aufgerufen wird. TRUE CALL_POSITION TRUE, wenn Aufruf vor dem redundanten Anwenderprogramm FALSE, wenn Aufruf nach dem redundanten Anwenderprogramm RETURN_VAL OUT WORD Rückgabewert des Bausteins (Bedeutung siehe unten) EXT_INFO OUT WORD Rückgabewert eines unterlagerten Bausteins MW8 (Bedeutung siehe unten) Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 MW6 37 Bausteine für die Software-Redundanz 5.5 FB 101 'SWR_ZYK' Bausteinspezifische Werte für RETURN_VAL und EXT_INFO Fehlercode Erläuterung W#16#0 Kein Fehler. W#16#8008 Ungültiger Wert für Parameter DP-KOMMUN, wenn EXT_INFO=W#16#8888 oder Diagnose nicht durchgeführt werden konnte. Ursache über Returnwert des SFC 51 auswertbar. W#16#800A Der Zustand der DP-Slave-Schnittstelle konnte nicht ermittelt werden. Ursache über Returnwert des SFC 59 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#800F Ungültiger Wert für Parameter DP_KOMMUN (keine Schnittstellen angegeben). W#16#8010 Die Umschaltung der DP-Slaves konnte nicht durchgeführt werden. Ursache ist über Returnwert des SFC 58 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8011 Die Verbindung kann nicht aufgebaut werden. Teil-AG-Kennung ungültig. W#16#8012 Kein Auftrag im Kommunikations-FB vorhanden (FB 103 'SWR_SFCCOM'), (Instanz-DB defekt oder interner Fehler). W#16#8013 Fehler beim Senden aufgetreten (FB 103 'SWR_SFCCOM', FB 104 'SWR_AG_COM', FB 105 'SWR_SFBCOM'). Ursache über Returnwert des SFC 65 'X_SEND', FC 5 'AG_SEND', SFB 12 'BSEND' auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8014 Fehler beim Empfangen aufgetreten (FB 103 'SWR_SFCCOM', FB 104 'SWR_AG_COM', FB 105 'SWR_SFBCOM'). Ursache über Returnwert des SFC 66 'X_RCV', FC 5 'AG_RCV', SFB 13 'BRCV' auswertbar. Der Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8015 Redundanzkopplung ausgefallen. Hardware überprüfen. W#16#8016 Der Partnerstatus kann nicht ausgelesen werden (FB 103 'SWR_SFCCOM'). Ursache über Returnwert des SFB 23 'USTATUS' auswertbar. Der Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8017 Alle DP-Slaves ausgefallen. W#16#8018 Der Sende-DB kann nicht beschrieben werden (FB 104 'SWR_AG_COM', FB 105 SWR_SFBCOM'). Ursache über Returnwert des SFC 20 auswertbar. Returnwert steht im EXT_INFO. W#16#8019 Der Empfangs-DB kann nicht ausgelesen werden (FB 104 'SWR_AG_COM', FB 105 SWR_SFBCOM'). W#16#8020 Interner Fehler Siehe auch Datentyp BOOL (Seite 114) Datentyp WORD (Seite 113) 38 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.6 FC 102 'SWR_DIAG' 5.6 FC 102 'SWR_DIAG' Funktion Der FC 102 ist im Diagnose-OB OB 86 aufzurufen. Die Bausteinnummer darf von Ihnen nicht verändert werden. Der FC 102 'SWR_DIAG' sorgt dafür, dass nach einem Ausfall eines DP-Slaves eine automatische Master-Reserve-Umschaltung durchgeführt wird Unterbrechbarkeit Der FC 102 'SWR_DIAG' ist unterbrechbar. Beschreibung der Parameter Parameter Dekl. Datentyp Beschreibung Beispiel DB_WORK IN INT Nummer des Arbeits-DB der SoftwareRedundanz. Die Nummer muss identisch sein mit der, die am Parameter DB_WORK_NO des FC 100 'SWR_START' angegeben wurde. Der DB enthält nur interne Daten. 1 OB 86_EV_CLASS IN INT Startinfo aus Diagnose-OB 86. Kopieren Sie die Variable aus der Deklarationstabelle des OB 86. #OB86_EV_CLASS OB 86_FLT_ID IN INT Startinfo aus Diagnose-OB 86. Kopieren Sie die Variable aus der Deklarationstabelle des OB 86. #OB86_FLT_ID RETURN_VAL OUT WORD Rückgabewert des Bausteins (Bedeutung siehe unten) MW14 Bausteinspezifische Werte für RETURN_VAL und EXT_INFO Fehlercode Erläuterung W#16#0 Kein Fehler. W#16#80F2 Ungültiger Wert an einem der Parameter des FC 102 'SWR_DIAG'. W#16#80F3 Mehr DP-Slaves vorhanden als in FC 100 'SWR_START' angegeben. Parameter SLAVE_NO bzw. SLAVE_LEN überprüfen. Siehe auch Datentyp INT (Seite 113) Datentyp WORD (Seite 113) Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 39 Bausteine für die Software-Redundanz 5.7 FB 103 'SWR_SFCCOM', FB 104 'SW_AG_COM' und FB 105 'SWR_SFBCOM' 5.7 FB 103 'SWR_SFCCOM', FB 104 'SW_AG_COM' und FB 105 'SWR_SFBCOM' In den Bausteinpaketen der Bibliothek SWR_LIB finden Sie in jedem Paket einen der drei obengenannten Funktionsbausteine. Die Nummern der Bausteine FB 103 bzw. FB 104 bzw. FB 105 dürfen nicht geändert werden. Die Funktionsbausteine werden von FB 101 'SWR_ZYK' verdeckt aufgerufen und organisieren den Datentransfer vom Master- zum Reservegerät. Achten Sie darauf, dass der erforderliche Baustein in beiden CPUs des redundanten Systems geladen ist. Hinweis Wenn Sie den FB 104 'SWR_AG_COM' einsetzen, dann müssen auch die Bausteine FC 5 'AG_SEND' und FC 6 'AG_RCV' in Ihrem Projekt vorhanden sein. Die Bausteinnummern für FC 5 'AG_SEND' und FC 6 'AG_RCV' dürfen nicht geändert werden. 40 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.8 Datenbausteine DB_WORK_NO, DB_SEND_NO und DB_RCV_NO 5.8 Datenbausteine DB_WORK_NO, DB_SEND_NO und DB_RCV_NO Die Datenbausteine DB_WORK_NO, DB_SEND_NO und DB_RCV_NO werden von Ihnen bei der Parametrierung des FC 100 'SWR_START' festgelegt. Funktion Die Datenbausteine dienen ausschließlich zur Speicherung von internen Daten. Unbedingt beachten! Die oben angegebenen Datenbausteine werden im Anlauf vom FC 100 'SWR_START' einmalig mit der erforderlichen Länge erzeugt. Wenn Sie die Parametrierung des FC 100 'SWR_START' ändern, dann sind in der Regel auch Änderungen der Datenbausteine erforderlich. Löschen Sie deshalb alle alten Datenbausteine, damit im Anlauf neue Datenbausteine mit der erforderlichen Bausteinlänge erzeugt werden können. Wenn Sie die Parametrierung des FC 100 'SWR_START' ändern und die Datenbausteine nicht löschen, können Fehlfunktionen auftreten. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 41 Bausteine für die Software-Redundanz 5.9 Datenbausteine DB_A_B und DB_B_A zum Austausch von nicht redundanten Daten 5.9 Datenbausteine DB_A_B und DB_B_A zum Austausch von nicht redundanten Daten Die Datenbausteine DB_A_B_NO und DB_B_A_NO werden von Ihnen bei der Parametrierung des FC 101 'SWR_START' festgelegt. Die Länge des DB muss bei der Parametrierung am Parameter DB_A_B_NO_LEN und DB_B_A_NO_LEN angegeben werden. Wird ein DB nicht benutzt, dann geben Sie für die Länge den Wert "0" ein. Funktion Damit die beiden Stationen auch Daten austauschen können, die nicht redundant sind, stehen die Datenbausteine DB_A_B_NO und DB_B_A_NO zur Verfügung. Nicht redundante Daten können z. B. die Zustände einer Eingabebaugruppe sein, die sich nur im Zentralgerät der Station A befindet (einseitige Peripherie). Über diese beiden Datenbausteine können Sie beliebige Informationen zwischen Station A und Station B austauschen. In der Regel wird es sich hierbei um nicht redundante Daten handeln, die nur in einer Station ausgewertet und zur zweiten Station übertragen werden. Durch den Datenaustausch stehen beiden Stationen die gleichen Daten zur Verfügung. Somit kann der redundante Teil des Anwenderprogramms mit dem nicht redundanten (Standard-) Programm Daten austauschen. Beispiel: Im Zentralgerät der Station A befindet sich eine einseitige Peripherie mit dem Eingangswort EW 10 und im Zentralgerät der Station B befindet sich eine einseitige Peripherie mit dem Eingangswort EW 30. Die Zustände dieser Eingangswörter sollen jeweils an die andere Station übertragen werden und im redundanten Programm über die Ausgangswörter AW 20 und AW 40 angezeigt werden. Vorgehensweise: 1. Geben Sie bei der Parametrierung des FC 100 'SWR_START' die Datenbausteine an, z. B. für DB_A_B = DB 10 und für DB_B_A = DB 11. 2. Programmieren Sie im Anwenderprogramm die erforderlichen Programmsequenzen in Station A und B. 42 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.9 Datenbausteine DB_A_B und DB_B_A zum Austausch von nicht redundanten Daten Überprüfen der Funktionalität 6WDWLRQ$ 0DVWHU QLFKWUHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP / 7 (: '%'%: UHGXQGDQWHV$QZHQGHU SURJUDPP 6WDWLRQ% 5HVHUYH '%ZLUG DXWRPDWLVFK]XU 6WDWLRQ%NRSLHUW QLFKWUHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP '%ZLUG DXWRPDWLVFK]XU 6WDWLRQ$NRSLHUW / 7 UHGXQGDQWHV$QZHQGHU SURJUDPP / 7 / 7 '%'%: $: '%'%: $: Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 (: '%'%: / 7 / 7 '%'%: $: '%'%: $: 43 Bausteine für die Software-Redundanz 5.10 Datenbaustein DB_COM_NO 5.10 Datenbaustein DB_COM_NO Der Datenbaustein DB_COM_NO wird von Ihnen bei der Parametrierung des FC 100 'SWR_START' festgelegt und ist der Instanz-DB des FB 101 'SWR_ZYK'. Funktion Der Datenbaustein DB_COM_NO enthält neben internen Daten für die Kommunikation auch das Statuswort und das Steuerwort. Der DB_COM_NO ist der Instanz-DB des FB 101 'SWR_ZYK'. Unbedingt beachten! Der DB_COM_NO ist Instanz-DB des FB 101 'SWR_ZYK' und wird von STEP 7 erzeugt. Damit der Baustein erzeugt werden kann, müssen alle von der Software-Redundanz genutzten Systemfunktionen SFB und SFC in Ihrem Projekt vorhanden sein. Eine Aufstellung der genutzten Systemfunktionen finden Sie im Kapitel Technische Daten der Bausteine (Seite 47). Aufbau des Datenbausteins DBW Bedeutung Inhalt 0...6 Interne Daten Ein- und Ausgangsparameter des FB 101 'SWR_ZYK' 8 Statuswort Statuswort der Software-Redundanz Aufbau des Statusworts der Software-Redundanz 10 Steuerwort Steuerwort der Software-Redundanz Aufbau des Steuerworts der Software-Redundanz Ab 12 Interne Daten Irrelevant 44 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.11 Beispiel für den Schnelleinstieg mit Minimalkonfiguration 5.11 Beispiel für den Schnelleinstieg mit Minimalkonfiguration Zum schnellen Einstieg haben wir für Sie zwei Beispielprogramme auf der CD zusammengestellt, die durch das Installationsprogramm ins Projektverzeichnis von STEP 7 kopiert werden. Hierbei handelt es sich um zwei lauffähige Beispiele: ein Beispiel für S7-300 und ein Beispiel für S7-400. Im Beispiel S7-300 wurde die CPU 315-2DP gewählt und im Beispiel S7-400 die CPU 414-2DP. In beiden Beispielen wurden die MPI-Schnittstellen der CPUs zur Redundanzkopplung benutzt. Selbstverständlich können Sie das Beispiel auch nach Ihren Wünschen modifizieren und z. B. andere CPUs einsetzen. In diesem Fall müssen Sie die Hardware-Konfiguration entsprechend ändern. Hardwarekomponenten für Beispiel S7-300 Im Beispiel für S7-300 wurde eine Minimalkonfiguration gewählt. Die beiden Stationen bestehen aus je einer Profilschiene, einer Stromversorgung und einer CPU 315-2DP. Das Dezentrale Peripheriegerät ET 200M besteht aus Stromversorgung, DP-Slave-Anschaltung IM 153-2 und einer Simulatorbaugruppe (1 Byte Eingänge und 1 Byte Ausgänge, Adresse 0). Hardwarekomponenten für Beispiel S7-400 Im Beispiel für S7-400 wurde eine Minimalkonfiguration gewählt. Die beiden Stationen bestehen aus je einem Baugruppenträger, einer Stromversorgung und einer CPU 414-2DP. Das Dezentrale Peripheriegerät ET 200M besteht aus Stromversorgung, DP-SlaveAnschaltung IM 153-2 und einer Simulatorbaugruppe (1 Byte Eingänge und 1 Byte Ausgänge, Adresse 0). Übersicht: Hardwareaufbau für Beispiel mit S7-300 bzw. S7-400 6WDWLRQ$ 6WDWLRQ% 36 &38 36 &38 (70 03, 5HGXQGDQ]NRSSOXQJ 36 ,0 6LPXODWRU EDXJUXSSH '30DVWHUV\VWHP '30DVWHUV\VWHP Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 45 Bausteine für die Software-Redundanz 5.11 Beispiel für den Schnelleinstieg mit Minimalkonfiguration Und so gehen Sie vor: 1. Öffnen Sie das Beispielprojekt. 2. Übertragen Sie die "Hardware-Konfiguration" in Station A und Station B. 3. Übertragen Sie alle Bausteine aus den beiden Bausteincontainern in die entsprechende Station. 4. Nur bei S7-400: Übertragen Sie die Verbindungsprojektierung in die beiden Stationen. Überprüfen der Funktionalität Schalten Sie beide Stationen in RUN und überprüfen Sie die Funktionsfähigkeit, indem Sie mit Hilfe der Variablentabelle VAT1 von beiden Programmen folgendes kontrollieren: 1. Lesen Sie das Statuswort von Station A (DB5.DBW8). Angezeigt werden sollte der Wert 1000 0000 0000 0101. Bedeutung: Die Station ist Teilgerät A und Master und alle DP-Slaves sind ansprechbar. 2. Lesen Sie das Statuswort von Station B (DB5.DBW8): Angezeigt werden sollte der Wert 1000 0000 0000 1010. Bedeutung: Die Station ist Teilgerät B und Reserve und alle DP-Slaves sind ansprechbar. 3. Setzen Sie im Steuerwort das Bit zur Master-Reserve-Umschaltung (DB5.DBX10.0) und überprüfen Sie den Status erneut. Im Statuswort sollten die Bits DBX 9.0 und DBX 9.1 in beiden Stationen ihren Zustand wechseln. Außerdem sollte die aktive Schnittstelle der IM 153-2 wechseln. 46 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Bausteine für die Software-Redundanz 5.12 Technische Daten der Bausteine 5.12 Technische Daten der Bausteine Technische Daten der Bausteine Baustein Speicherbedarf Verwendete Systemfunktionen FC 100 'SWR_START' 2,6 KByte SFC 22 'CREATE_DB', SFC 5 'GADR_LGC', SFC 50 'RD_LGADR', SFC 46 'STP', SFC 47 'WAIT' FB 101 'SWR_ZYK' 3,7 KByte SFC 64 'TIME_TCK', SFB 3 'TP' FC 102 'SWR_DIAG' 2 KByte SFC 51 'RDSSYST', SFC 58 'WR_REC', SFC 59 'RD_REC' FB 103 'SWR_SFCCOM' 1,5 KByte SFC 20 'BLKMOV', SFC 65 'X_SEND', SFC 66 'X_RCV' FB 104 'SWR_AG_COM' 1,5 KByte SFC 20 'BLKMOV', FC 5 'AG_SEND', FC 6 'AG_RCV' FB 105 'SWR_SFBCOM' 1,5 KByte SFB 12 'BSEND', SFB 13 'BRCV', SFB 23 'USTATUS' Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 47 Bausteine für die Software-Redundanz 5.12 Technische Daten der Bausteine 48 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.1 6 Merkmale und Eigenschaften der Software-Redundanz Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Merkmale der Software-Redundanz: Merkmal Beschreibung/Erklärung Verfügbarkeit des Systems Das System besteht aus zwei CPUs. Eine CPU – die Master-CPU (Masterstation) – bearbeitet das Anwenderprogramm und überträgt zusätzlich die erforderlichen Informationen, die im Fehlerfall zur Fortsetzung des redundanten (Teil-)Anwenderprogramms von der zweiten CPU – der ReserveCPU (Reservestation) – benötigt werden. Die Reservestation bearbeitet nicht das bereitstehende redundante Anwenderprogramm, sondern nur das lokale nicht redundante Anwenderprogramm. Bei Ausfall der ersten CPU wird die Bearbeitung des Anwenderprogramms durch die zweite CPU fortgesetzt (Master-Reserve-Prinzip). Zeit für das Aktualisieren der Daten vom Master- zum Reservegerät Abhängig von der CPU, dem benutzten Netz bzw. dem benutzten Kommunikationsprotokoll und der Größe des Anwenderprogramms. Siehe auch: Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve (Seite 52) Umschaltzeit von Master- auf Reservegerät Abhängig von der Umschaltursache, der Dauer des Datentransfers und der Anzahl der angeschlossenen DP-Slaves. Siehe auch: Dauer der Master-Reserve-Umschaltung (Seite 51) Anwenderprogramm Vollkommen oder auch nur teilweise identische Anwenderprogramme in beiden CPUs möglich. Programmiersprachen KOP, FUP, AWL und SCL Die Software-Redundanz lässt sich nicht mit CFC einsetzen. Einsatz von Standard-Funktionsbausteinen Alle Funktionsbausteine einsetzbar. Ausnahme: Bausteine, die S7-Zeiten und/oder S7-Zähler benutzen; nur IEC-Zähler bzw. IEC-Zeiten sind zulässig. Einsatz von Standard-Software-Reglern Keine Einschränkung zum Standard der SIMATIC S7. Ausnahme: Bausteine, die S7-Zeiten und/oder S7-Zähler benutzen. Alarmbearbeitung im Anwenderprogramm Keine Einschränkung zum Standard der SIMATIC S7 Während einer Master-Reserve-Umschaltung können jedoch Alarme verloren gehen (Alarmbearbeitung kann ausbleiben). Anzahl der einsetzbaren DP-Slaves aus Abhängig von der eingesetzten CPU ET 200M (bei CPU 414-2DP bis zu 64 DP-Slaves aus ET 200M möglich) Digital-/Analog-Peripherie Sämtliche Digital- und Analogbaugruppen, die im Peripheriegerät ET 200M einsetzbar sind. Funktionsbaugruppen Einsatz der Zählerbaugruppe FM 350 in ET 200M möglich. Maximal zulässige zu übertragende redundanten Datenmenge 8 KByte bei S7-300 Zweit-/Dritt- ..Fehler Es werden nur Erstfehler beherrscht. D. h., tritt während einer Fehlerbehandlung ein Zweit- oder Drittfehler auf, kann es passieren, dass z. B. das redundante Programm nicht bearbeitet wird. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 64 KByte bei S7-400 49 Referenzen und Ergänzungen 6.2 Master-Reserve-Umschaltung 6.2 Master-Reserve-Umschaltung Definition: Wenn die CPUs den Master-Reserve-Zustand wechseln und die DP-Slave-Anschaltungen ihre aktive Seite, dann sprechen wir von einer Master-Reserve-Umschaltung. Ursache für Master-Reserve-Umschaltung Eine Master-Reserve-Umschaltung kann unterschiedliche Ursachen haben: ● Anforderung einer Master-Reserve-Umschaltung auf Anwenderebene (Bit im Steuerwort gesetzt) ● Ausfall des Mastergeräts (NETZ-AUS oder STOP) ● Störung im DP-Mastersystem des Mastergeräts ● Ausfall einer redundanten DP-Slave-Anschaltung Siehe auch Dauer der Master-Reserve-Umschaltung (Seite 51) Wie funktioniert ein System mit Software-Redundanz? (Seite 17) 50 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.3 Dauer der Master-Reserve-Umschaltung 6.3 Dauer der Master-Reserve-Umschaltung Die für eine Master-Reserve-Umschaltung benötigte Zeit setzt sich im worst case zusammen aus: ● Zeit für das Erkennen eines Fehlers ● Zeit für den Datentransfer ● Zeit für das Umschalten der DP-Slaves Worst-case-Betrachtung: Dauer der Master-Reserve-Umschaltung = Zeit für das Erkennen eines Fehlers + Zeit für den Datentransfer + Zeit für das Umschalten der DP-Slaves Siehe auch Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve (Seite 52) Umschaltzeiten für DP-Slaves der ET 200M (Seite 54) Dauer der Fehlererkennung bei Störungen im redundanten System (Seite 56) Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 51 Referenzen und Ergänzungen 6.4 Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve 6.4 Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve Die Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve ist von mehreren Faktoren abhängig: ● Kommunikationsleistung der verwendeten CPU ● Netz, verwendeter Verbindungstyp und Übertragungsgeschwindigkeit ● Datenmenge, die übertragen wird In der Regel können in einem Zyklus nicht sämtliche Daten von einer Station zur anderen übertragen werden. Damit der Zyklus durch die Datenübertragung nicht zu stark belastet wird, werden die Daten aufgeteilt und in kleinen Paketen über mehrere Zyklen gesendet. Die übertragene Datenmenge setzt sich zusammen aus dem PAA-Bereich, dem Merkerbereich und dem Datenbausteinbereich, den Sie im FC 100 'SWR_START' angegeben haben, sowie aus weiteren internen Daten. Faustregel zur Abschätzung der übertragenen Datenmenge Um die Datenmenge abzuschätzen, hat sich in der Praxis folgende Faustregel bewährt: ● Datenmenge = 3-mal Anzahl der benutzten Ausgangsbytes In den folgenden Tabellen zeigen wir die typischen Übertragungszeiten für die CPU 3152DP und die CPU 414-2DP. Übertragungszeit für ein redundantes System mit zwei CPU 315-2DP Da die Datenübertragung beim FB 104 'SWR_AG_COM' in Blöcken zu 240 Byte und mit dem FB 103 'SWR_SFCCOM' in Blöcken zu 76 Byte organisiert ist, kann pro Aufruf der Software-Redundanz maximal ein Block übertragen werden. Somit ist die zu übertragende Datenmenge abhängig vom Aufrufintervall der Software Redundanz. Übertragungszeit für PROFIBUS (AG_SEND) 187,5 KBaud bis 1,5 MBaud Übertragungszeit für Industrial Ethernet (AG_SEND) 10 MBaud Übertragungszeit für die MPIVerbindung (XSEND) 187,5 KBaud 60 ms je Block zu 240 Byte 48 ms je Block zu 240 Byte 152 ms je Block zu 76 Byte Anmerkung zur Tabelle für CPU 315-2DP: Die angegebenen Zeiten gelten für Netze, an denen ausschließlich die beiden Stationen des redundanten Systems angeschlossen sind. Das redundante Anwenderprogramm wird im OB 1 geschrieben. Die Laufzeit des OB 1 beträgt maximal 10 ms. Wenn mehr als 2 Teilnehmer an das Netz angeschlossen werden, dann kann sich in Abhängigkeit von der gewählten Baudrate die angegebene Übertragungszeit vergrößern. Bei 1,5 MBaud und 10 MBaud bleibt die Übertragungszeit nahezu konstant. 52 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.4 Dauer des Datentransfers vom Master zur Reserve Übertragungszeit für ein redundantes System mit zwei CPU 414-2DP Anzahl der zu übertragenden Bytes Übertragungszeit für PROFIBUS / Industrial Ethernet von 187,5 KBaud bis 12 MBaud Übertragungszeit für die MPI-Verbindung mit 187,5 KBaud 1 KByte 250 ms 340 ms 4 KByte 1s 1,36 s 16 KByte 4s 5,44 s 64 KByte 16 s 21,76 s Anmerkung zur Tabelle für CPU 414-2DP: Die angegebenen Zeiten gelten für Netze, an denen ausschließlich die beiden Stationen des redundanten Systems angeschlossen sind und die Kommunikation über die Bausteine BSEND/BRCV abgewickelt wird. Wenn mehr als 2 Teilnehmer an das Netz angeschlossen werden, dann kann sich in Abhängigkeit von der gewählten Baudrate die angegebene Übertragungszeit vergrößern. Je nach der Kommunikationsleistung (K-Bus) der CPU kann sich die Übertragungszeit vergrößern (CPU 412) oder auch verringern (CPU 416). Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 53 Referenzen und Ergänzungen 6.5 Umschaltzeiten für DP-Slaves der ET 200M 6.5 Umschaltzeiten für DP-Slaves der ET 200M Bei einer Master-Reserve-Umschaltung werden die DP-Slaves ET 200M automatisch vom DP-Mastersystem des Masters auf das DP-Mastersystem des Reservegerätes umgeschaltet. Pro Aufrufintervall können bei S7-300 bis zu 4 DP-Slaves und bei S7-400 bis zu 8 DP-Slaves automatisch umgeschaltet werden. Bei mehr als 4 bzw. 8 DP-Slaves werden die DP-Slaves gruppenweise über mehrere Aufrufintervalle umgeschaltet. Anforderung an das Aufrufintervall von OB 1 bzw. OB 35 Das Aufrufintervall zwischen zwei OB 1 bzw. zwei Zeit-OBs muss immer größer sein als die Umschaltzeit für 4 bzw. 8 DP-Slaves. Nur wenn Sie weniger als 4 bzw. 8 DP-Slaves einsetzen, darf das Aufrufintervall kleiner sein (Zeiten siehe Tabelle). CPU 315-2DP mit integriertem DP-Master Anzahl der DP-Slaves 12 MBaud 1,5 MBaud 500 KBaud 187,5 KBaud 1 6 ms 6 ms 7 ms 12 ms 2 12 ms 12 ms 14 ms 24 ms 4 25 ms 25 ms 30 ms 50 ms 8 2 x 25 ms 2 x 25 ms 2 x 30 ms 2 x 50 ms 16 4 x 25 ms 4 x 25 ms 4 x 30 ms 4 x 50 ms 32 8 x 25 ms 8 x 25 ms 8 x 30 ms 8 x 50 ms 64 16 x 25 ms 16 x 25 ms 16 x 30 ms 16 x 50 ms CPUs aus S7-400 mit integriertem DP-Master 54 Anzahl der DP-Slaves 12 MBaud 1,5 MBaud 500 KBaud 187,5 KBaud 1 5 ms 9 ms 13 ms 20 ms 2 10 ms 18 ms 26 ms 40 ms 4 20 ms 36 ms 39 ms 80 ms 8 40 ms 64 ms 78 ms 160 ms 16 2 x 40 ms 2 x 64 ms 2 x 78 ms 2 x 160 ms 32 4 x 40 ms 4 x 64 ms 4 x 78 ms 4 x 160 ms 64 8 x 40 ms 8 x 64 ms 8 x 78 ms 8 x 160 ms Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.5 Umschaltzeiten für DP-Slaves der ET 200M CP (CP 443-5) als DP-Master für Station S7-400 Anzahl der DP-Slaves 187,5 KBaud bis 12 MBaud 1 55 ms 2 100 ms 4 200 ms 8 400 ms 16 2 x 400 ms 32 4 x 400 ms 64 8 x 400 ms Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 55 Referenzen und Ergänzungen 6.6 Dauer der Fehlererkennung bei Störungen im redundanten System 6.6 Dauer der Fehlererkennung bei Störungen im redundanten System Die folgenden Tabellen zeigen die maximalen Fehlererkennungszeiten des Systems und die Systemreaktion für verschiedene Störungsursachen. Störungen im Mastergerät Störungsursache Fehlererkennungszeit Reaktion CPU des Mastergerätes in STOP Ca. 1 s* Die DP-Schnittstellen werden automatisch an den neuen Master umgeschaltet . oder Automatische Master-Reserve-Umschaltung NETZ-AUS im Mastergerät Im Statuswort wird "Redundanzkopplung ausgefallen" angezeigt. DP-Master im Mastergerät ausgefallen Wenige ms Die DP-Schnittstellen werden automatisch an den neuen Master umgeschaltet . oder Automatische Master-Reserve-Umschaltung komplettes DP-Mastersystem des Mastergerätes ausgefallen Im Statuswort wird "kein DP-Slave vorhanden" angezeigt. * Bei Systemen mit S7-400 reduziert sich die angegebene Fehlererkennungszeit von 1 s auf 100 ms, wenn das Bausteinpaket BSEND eingesetzt wird und die Betriebszustandsmeldungen automatisch übertragen werden (Parametrierung in Verbindungsprojektierung erforderlich). Störungen im Reservegerät Störungsursache Fehlererkennungszeit Reaktion CPU des Reservegerätes in STOP Ca. 1 s Keine Reaktion im Mastergerät; Master arbeitet unverändert weiter. Im Statuswort wird "Redundanzkopplung ausgefallen" angezeigt. oder NETZ-AUS im Reservegerät DP-Master der Reservegerät ausgefallen oder Komplettes DP-Mastersystem des Reservegerätes ausgefallen 56 Wenige ms Keine Reaktion im Mastergerät; Master arbeitet unverändert weiter. Im Statuswort der Reserve wird "kein DP-Slave vorhanden" angezeigt. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.6 Dauer der Fehlererkennung bei Störungen im redundanten System Störungen in der Redundanzkopplung Störungsursache Fehlererkennungszeit Reaktion Redundanzkopplung ausgefallen ca. 1 s* Beide Stationen werden zum Master. DP-Slaves bleiben dem bisherigen Mastergerät zugeordnet. CPU-Verbindungsausfall wird gemeldet. Im Statuswort wird "Redundanzkopplung ausgefallen" angezeigt * Bei großen Aufrufintervallen der Software-Redundanz (Aufrufintervalle > 1 s) beträgt die Erkennungszeit für den Redundanzausfall mindestens 3 bis 4 Aufrufintervalle. Störungen in der Dezentralen Peripherie Störungsursache Fehlererkennungszeit Reaktion An Mastergerät angeschlossene DPSchnittstelle der ET 200M (IM 153-2) ausgefallen Wenige ms Die DP-Schnittstelle in ET 200M wird auf das Reservegerät umgeschaltet. An Reservegerät angeschlossene DPSchnittstelle der ET 200M (IM 153-2) ausgefallen Wenige ms Versorgungsspannung der ET 200M (IM 153-2) ausgefallen Wenige ms Umschaltung aller anderen DP-Slaves auf das Reservegerät Automatische Master-Reserve-Umschaltung Keine Reaktion im Mastergerät Master arbeitet unverändert weiter. Im Statuswort der Reserve wird "nicht alle (bzw. keine) DP-Slaves vorhanden" angezeigt. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Alle ansprechbaren DP-Slaves werden umgeschaltet. Automatische Master-Reserve-Umschaltung 57 Referenzen und Ergänzungen 6.7 Netze, über die die beiden Stationen gekoppelt werden können 6.7 Netze, über die die beiden Stationen gekoppelt werden können Die beiden Stationen können grundsätzlich über MPI, PROFIBUS oder Industrial Ethernet gekoppelt werden. Wegen der geringen Übertragungsgeschwindigkeit ist die Kopplung über MPI jedoch nur dann einsetzbar, wenn die übertragenen Datenmengen gering sind (max. 1 KByte). Entsprechend der projektierten logischen Verbindung müssen Sie die Bausteine für die Software-Redundanz aus der angegebenen Bibliothek kopieren. Varianten zur Kopplung von S7-300 Stationen sind vernetzt Netzanschluss über über... Schnittstelle... Übertragungsgeschwindigkeit Erforderliche Verbindung Benötigte Bausteine in Bibliothek... MPI CPU 187,5 KBaud Nicht projektierte Verbindung XSEND_300 PROFIBUS CP 342-5 max. 1,5 MBaud FDL-Verbindung AG_SEND_300 Industrial Ethernet CP 345-1 10 MBaud ISO-Verbindung AG_SEND_300 Stationen sind vernetzt Netzanschluss über über... Schnittstelle... Übertragungsgeschwindigkeit Erforderliche Verbindung Benötigte Bausteine in Bibliothek... MPI 187,5 KBaud Nicht projektierte Verbindung XSEND_400 S7-Verbindung BSEND_400 Varianten zur Kopplung von S7-400 PROFIBUS Industrial Ethernet 58 CPU CP 443-5 CP 443-1 max. 12 MBaud 10 MBaud FDL-Verbindung AG_SEND_400 S7-Verbindung BSEND_400 ISO-Verbindung AG_SEND_400 S7-Verbindung BSEND_400 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.8 Konfiguration und Anwenderprogramm im RUN ändern 6.8 Konfiguration und Anwenderprogramm im RUN ändern Um Änderungen im laufenden Betrieb vorzunehmen, ist in der Regel ein Ausschalten der Redundanz erforderlich. Hierzu muss auf Anwenderebene im Steuerwort das Bit 'Redundanz ausschalten' gesetzt werden. Nach dem Setzen des Bits bearbeitet das Mastergerät das Anwenderprogramm unverändert weiter. Das Mastergerät hat in diesem Fall die gleichen Eigenschaften wie ein Standardgerät der S7-300 bzw. S7-400. Nach Ausschalten der Redundanz wird zuerst im 'Reservegerät' und dann im 'Mastergerät' das Anwenderprogramm geändert. Nachdem das geänderte Anwenderprogramm in beide CPUs neu geladen wurde, setzen Sie im Steuerwort das Bit 'Redundanz einschalten'. Nach dem Setzen des Bits ist die Redundanzkopplung wiederhergestellt und das System arbeitet wieder mit erhöhter Verfügbarkeit. Eine Veränderung des Umfangs der redundanten Datenbereiche ist hierbei nicht möglich. Datenbereiche werden auch durch einen neuen FB-Aufruf geändert, da hierbei ein neuer Instanz-DB entsteht. Selbstverständlich können die Inhalte der Daten geändert werden, wenn der Umfang des Datenbereichs gleich bleibt. Auch durch das Ändern der Länge eines Datenbausteins wird der Umfang der redundanten Datenbereiche verändert. Tipp: Dimensionieren Sie den Umfang Ihrer Daten entsprechend großzügig, wenn Sie Erweiterungen im laufenden Betrieb erwarten. Im Folgenden werden die Vorgehensweisen bei Programmänderungen und Änderung der Konfiguration der redundanten Software sowie Eingliederungsmechanismen beschrieben: Programmänderungen am redundanten Software-Teil im RUN durchführen Gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Schalten Sie die Redundanz aus (Steuerwort Bit 11.0 setzen). 2. Ändern und testen Sie das Anwenderprogramm in der Reserve-CPU. 3. Schalten Sie die Redundanz wieder ein (Steuerwort Bit 11.1 setzen). 4. Führen Sie gegebenenfalls eine Master-Reserve-Umschaltung durch. Ergebnis: Nach der Master-Reserve-Umschaltung bearbeitet die CPU das geänderte Anwenderprogramm. Sie können nun auf die gleiche Weise das Programm in der zweiten CPU ändern. Eine Veränderung des Umfangs der redundanten Datenbereiche ist hierbei nicht möglich. Ausgefallenen DP-Slave der ET 200M (IM 153-2) im redundanten Teil wieder zuschalten Sie haben 2 alternative Möglichkeiten: ● Sie tauschen das defekte Schnittstellenmodul aus. ● Sie stellen die Spannungsversorgung wieder her. Ergebnis: Die Software-Redundanz schaltet den DP-Slave automatisch wieder auf das Schnittstellenmodul, das der Master-CPU zugeordnet ist. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 59 Referenzen und Ergänzungen 6.8 Konfiguration und Anwenderprogramm im RUN ändern Neuen DP-Slave ET 200M (IM 153-2) im redundanten Teil aufnehmen Gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Schalten Sie die Redundanz aus (Steuerwort Bit 11.0 setzen). 2. Schalten Sie die Reserve-CPU in STOP. 3. Projektieren Sie den neuen DP-Slave und übertragen Sie die Hardware-Konfiguration. 4. Ändern Sie die entsprechenden Parameter im Aufruf des FC 100 'SWR_START' (PAA_FIRST, PAA_LAST, SLAVE_NO, SLAVE_LEN). 5. Löschen Sie die Datenbausteine DB_WORK_NO, DB_SEND, DB_RCV, DB_A_B_NO, DB_B_A_NO. 6. Schalten Sie diese CPU wieder in RUN. (Diese CPU setzt auf nichtaktualisierte redundante Daten auf.) 7. Schalten Sie die andere CPU in STOP. (Die CPU mit der neuen Konfiguration übernimmt den Prozess.) 8. Projektieren Sie den neuen DP-Slave und übertragen Sie die Hardware-Konfiguration. 9. Ändern Sie die entsprechenden Parameter im Aufruf des FC 100 'SWR_START' (PAA_FIRST, PAA_LAST, SLAVE_NO, SLAVE_LEN). 10.Löschen Sie die Datenbausteine DB_WORK_NO, DB_SEND, DB_RCV, DB_A_B_NO, DB_B_A_NO. 11.Schalten Sie diese CPU wieder in RUN. Ergebnis: Der neue DP-Slave ET 200M ist im redundanten Software-Teil aufgenommen. Hinweis: Das Hochrüsten ohne Neuaufsetzen des redundanten Bereichs ist über ein zweites eigenständiges Redundanzprogramm mit eigenem Datenbereich möglich. In diesem zusätzlichen Redundanzprogramm werden die neuen zusätzlichen Datenbereiche verwaltet. CPU austauschen oder Firmware-Update Gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Schalten Sie die zu wechselnde CPU in STOP. 2. Tauschen Sie die CPU aus und übertragen Sie die Hardware-Konfiguration, die Bausteine des Anwenderprogramms und die Verbindungsprojektierung. 3. Schalten Sie diese CPU wieder in RUN. Ergebnis: Die neue CPU läuft als Reserve. Peripheriebaugruppen ziehen und stecken Peripheriebaugruppen können wie bei Standard S7 gezogen und gesteckt werden. Achten Sie darauf, dass während des Baugruppentauschs keine Master-Reserve-Umschaltung stattfindet, indem Sie z. B. die Redundanz ausschalten (Masterumschaltung sperren). 60 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.9 Einsetzbare Baugruppen für Software-Redundanz 6.9 Einsetzbare Baugruppen für Software-Redundanz Zur Zeit sind die folgenden Baugruppen für Systeme mit Software-Redundanz einsetzbar. Die Palette der Baugruppen wird ständig erweitert. Aktualisierte Listen der für Systeme mit Software-Redundanz einsetzbaren Baugruppen finden Sie in den SIMATIC FAQs (http://support.automation.siemens.com) Einsetzbare Zentralbaugruppen Bezeichnung Bestellnummer S7-300 Zentralbaugruppe CPU 313C-2DP 6ES7313-6CE00-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 314 6ES7314-1AG13-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 314C-2DP 6ES7314-6CF0x-0AB0 6ES7314-6CG0x-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 315-2DP 6ES7315-2AFxx-0AB0 6ES7315-2AG10-0AB0 6ES7 315-2AH14-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 315-2 PN/DP 6ES7 315-2EG1x-0AB0 6ES7 315-2EH1x-0AB0 6ES7 315-2FH1x-0AB0 6ES7 315-6Tx1x-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 315F-2 PN/DP 6ES7 315-2FJ1x-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 316-2DP 6ES7316-2AGxx-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 317-2 6ES7 317-2AJ10-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 317-2 PN/DP 6ES7 317-2Ex1x-0AB0 6ES7 317-6FF0x-0AB0 6ES7 317-6Tx1x-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 317F-2´PN/DP 6ES7 317-2Fx1x-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 318-2DP 6ES7318-2AJxx-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 319-3 PN/DP 6ES7 318-3xL0x-0AB0 S7-400 Zentralbaugruppe CPU 412-1 6ES7412-1XFxx-0AB0 6ES7412-1FK03-0AB0 6ES7 412-1XJ05AB0 Zentralbaugruppe CPU 412-2 6ES7412-2XGxx-0AB0 6ES7 412-2XJ05-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 413-1 6ES7413-1XGxx-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 413-2DP 6ES7413-2XGxx-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 414-1 6ES7414-1XGxx-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 414-2DP 6ES7414-2XGxx-0AB0 6ES7414-2XJxx-0AB0 6ES7 414-2XK05-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 414-3DP 6ES7414-3XJxx-0AB0 6ES7 414-3XM05-0AB0 6ES7 414-3EM05-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 416-1 6ES7416-1XJxx-0AB0 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 61 Referenzen und Ergänzungen 6.9 Einsetzbare Baugruppen für Software-Redundanz Bezeichnung Bestellnummer Zentralbaugruppe CPU 416-2DP 6ES7416-2XKxx-0AB0 6ES7416-2XLxx-0AB0 6ES7416-2XN05-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 416F-2DP 6ES7 416-2FN05-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 416-3DP 6ES7416-3XLxx-0AB0 6ES7 416-3XR05-0AB0 6ES7 416-3ER05-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 416F-3DP 6ES7 416-3FR05-0AB0 Zentralbaugruppe CPU 417-4 6ES7417-4XLxx-0AB0 6ES7 417-4XT05-0AB0 Einsetzbare Kommunikationsbaugruppen mit DP-Master-Funktion Bezeichnung Bestellnummer Kommunikationsbaugruppe CP 443-5 Extended (Anschluss an PROFIBUS-Netz) 6GK7443-5DXxx-0XE0 DP-Master-Anschaltung IM 467 bzw. IM 467-FO (Nur in Version 1.1 einsetzbar) 6ES74675GJxx-0AB0 6ES74675FJxx-0AB0 Einsetzbare Kommunikationsbaugruppen zur Kopplung der Stationen 62 Bezeichnung Bestellnummer Kommunikationsbaugruppe CP 342-5 6ES7342-5DA00-0XE0 6GK7342-5DA02-0XE0 Kommunikationsbaugruppe CP 343-1 6GK7343-1BA00-0XE0 6GK7343-1EX11-0XE0 Kommunikationsbaugruppe CP 343-1 Lean (Anschluss an Industrial Ethernet) 6GK7343-1CX10-0XE0 Kommunikationsbaugruppe CP 443-5 Extended (Anschluss an PROFIBUS-Netz) 6GK7443-5DXxx-0XE0 Kommunikationsbaugruppe CP 443-1 ISO1 (Anschluss an Industrial Ethernet) 6GK7443-1BXxx-0XE0 6GK7443-1EXxx-0XE0 6GK7443-1GXxx-0XE0 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.9 Einsetzbare Baugruppen für Software-Redundanz Einsetzbare Baugruppen für Dezentrales Peripheriegerät ET 200M Bezeichnung Bestellnummer 2x DP-Slave-Anschaltung IM 153-2 6ES7153-2AA02-0XB0 ab Ausgabestand 2 (Busmodul 6ES7 7HD00-0XA0) 6ES7153-2AB0x-0XB0 ab Ausgabestand 2 (Busmodul 6ES7 7HD10-0XA0) Alle Digital- und Analogbaugruppen für ET 200M Siehe Katalog ST70 Zählerbaugruppe FM 350 6ES7350-1AH0x-0AE0 CP 341 (20 mA TTY, RS232, RS422/485) 6ES7341-1xH01-0AE0 CP 341 (RS232) (Punkt-zu-Punkt-Verbindung) 6ES7341-1AH02-0AE0 Hinweis Die ET 200M Stationen müssen immer mit aktiven Busmodulen (6ES7195-7HB00-0XA0 oder 6ES7195-7HC00-0XA0) aufgebaut werden, auch wenn mit S7-300 CPUs prinzipbedingt die Funktion "Ziehen und Stecken von Peripheriebaugruppen im Run-Betrieb der CPU" nicht möglich ist. ACHTUNG Wenn Sie zwei DP-Stränge redundant einsetzen, müssen beide entweder im DPV1-Mode oder im S5-kompatiblen Mode projektiert sein. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 63 Referenzen und Ergänzungen 6.10 Kommunikation zu anderen Stationen 6.10 Kommunikation zu anderen Stationen Selbstverständlich kann ein System mit Software-Redundanz auch mit anderen Stationen kommunizieren. Die folgenden Abschnitte zeigen Ihnen einige Lösungsvarianten. Da im Dezentralen Peripheriegerät ET 200M keine Kommunikationsbaugruppen eingesetzt werden dürfen, muss die Kommunikation über CPs abgewickelt werden, die im Zentralgerät eingesetzt sind. Um die Verfügbarkeit von Kommunikationsaufgaben zu steigern, müssen Sie jeweils einen CP im Zentralgerät der Station A und einen CP im Zentralgerät der Station B stecken. Siehe auch Kommunikation zu einer Station aus S7-300/S7-400 (Seite 65) Kommunikation zu einem zweiten System mit Software-Redundanz (Seite 67) 64 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.11 Kommunikation zu einer Station aus S7-300/S7-400 6.11 Kommunikation zu einer Station aus S7-300/S7-400 Projektierung der Verbindungen zum Standardsystem 1. Projektieren Sie eine Verbindung von Station A zur Zielstation S7-300/400. 2. Projektieren Sie eine Verbindung von Station B zur Zielstation S7-300/400. Anwenderprogramm für Station A und B Damit es nicht zu einem Kommunikationsausfall kommt, müssen die Kommunikationsbausteine auch vom Reservegerät bearbeitet werden. Aus diesem Grund empfehlen wir Ihnen folgenden Aufbau des redundanten Anwenderprogramms: Zyklisches Programm OB 1 oder zeitgesteuertes Programm OB 35 &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 8 63% '%'%; 0 '% 758( 0: 0: $QZHLVXQJHQI¾U UHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP 0 &$//)& &$//)& $QZHLVXQJHQI¾U $QZHQGHUSURJUDPP ]XU.RPPXQLNDWLRQ &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 '% )$/6( 0: 0: 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%E]Z2%GHQ )%PLWGHP3DUDPHWHU&$//B326,7,21 JOHLFK758(DXI ,PDQJHJHEHQHQ,QVWDQ]'%N¸QQHQ6LH6WDWXV XQG6WHXHULQIRUPDWLRQHQEHDUEHLWHQ :HUWHQ6LHGLH6WDWXVLQIRUPDWLRQHQDXVXQG SURJUDPPLHUHQ6LHGLH&38VRGDVVVLHGDV UHGXQGDQWH$QZHQGHUSURJUDPP¾EHUVSULQJW ZHQQ6LHDOV5HVHUYHJHU¦WDUEHLWHW ,QGLHVHP%HUHLFKVFKUHLEHQ6LH,KUUHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP ,QGLHVHP%HUHLFKVFKUHLEHQ6LH,KU$QZHQGHU SURJUDPP]XU.RPPXQLNDWLRQ 5XIHQ6LH]XP(QGHGHV2%E]Z2%GHQ )%PLWGHP3DUDPHWHU&$//B326,7,21 JOHLFK)$/6(DXI$XIGLHVH:HLVHWHLOHQ6LH GHP6\VWHPPLWGDVVGLH%HDUEHLWXQJGHV UHGXQGDQWHQ$QZHQGHUSURJUDPPVEHHQGHWLVW Im FC 1 programmieren Sie die Aufrufe der Kommunikationsbausteine. Beachten Sie, dass mindestens die Auftragsnummer R_ID für Station A und Station B unterschiedlich sein muss. Im übertragenen Datenbereich sollte sich das Statuswort befinden, damit die Zielstelle auswerten kann, welche Verbindung aktiv ist. Eine weitere Auswertung der empfangenen Daten findet nur im Mastergerät statt. Wenn Sie Ihr Anwenderprogramm in CFC schreiben, dann programmieren Sie den FC 1 zuvor in KOP, FUP oder AWL. Der Baustein darf keine Prozessvariablen und Meldungsnummern enthalten. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 65 Referenzen und Ergänzungen 6.11 Kommunikation zu einer Station aus S7-300/S7-400 Beispiel für Programmsequenz im FC 1 66 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.12 Kommunikation zu einem zweiten System mit Software-Redundanz 6.12 Kommunikation zu einem zweiten System mit Software-Redundanz Projektierung der Verbindungen Damit beide Systeme unabhängig voneinander umschalten können, sind hier insgesamt 4 Verbindungen zu projektieren. 1. Projektieren Sie von Station A zwei Verbindungen zum redundanten System. 2. Projektieren Sie von Station B zwei Verbindungen zum redundanten System. Anwenderprogramm für Station A und B Damit es nicht zu einem Kommunikationsausfall kommt, müssen die Kommunikationsbausteine auch vom Reservegerät bearbeitet werden. Aus diesem Grund empfehlen wir Ihnen folgenden Aufbau des redundanten Anwenderprogramms. Zyklisches Programm OB 1 oder zeitgesteuertes Programm OB 35 &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 8 63% '%'%; 0 '% 758( 0: 0: $QZHLVXQJHQI¾U UHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP 0 &$//)& &$//)& $QZHLVXQJHQI¾U $QZHQGHUSURJUDPP ]XU.RPPXQLNDWLRQ &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 '% )$/6( 0: 0: 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%E]Z2%GHQ )%PLWGHP3DUDPHWHU&$//B326,7,21 JOHLFK758(DXI ,PDQJHJHEHQHQ,QVWDQ]'%N¸QQHQ6LH6WDWXV XQG6WHXHULQIRUPDWLRQHQEHDUEHLWHQ :HUWHQ6LHGLH6WDWXVLQIRUPDWLRQHQDXVXQG SURJUDPPLHUHQ6LHGLH&38VRGDVVVLHGDV UHGXQGDQWH$QZHQGHUSURJUDPP¾EHUVSULQJW ZHQQ6LHDOV5HVHUYHJHU¦WDUEHLWHW ,QGLHVHP%HUHLFKVFKUHLEHQ6LH,KUUHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP ,QGLHVHP%HUHLFKVFKUHLEHQ6LH,KU$QZHQGHU SURJUDPP]XU.RPPXQLNDWLRQ 5XIHQ6LH]XP(QGHGHV2%E]Z2%GHQ )%PLWGHP3DUDPHWHU&$//B326,7,21 JOHLFK)$/6(DXI$XIGLHVH:HLVHWHLOHQ6LH GHP6\VWHPPLWGDVVGLH%HDUEHLWXQJGHV UHGXQGDQWHQ$QZHQGHUSURJUDPPVEHHQGHWLVW Im FC 1 programmieren Sie die Aufrufe der Kommunikationsbausteine zur Station A des Kommunikationspartners. Im FC 2 programmieren Sie die Aufrufe der Kommunikationsbausteine zur Station B des Kommunikationspartners. Beachten Sie, dass mindestens die Auftragsnummer R_ID für Station A und Station B unterschiedlich sein muss. Im übertragenen Datenbereich sollte sich das Statuswort befinden, damit die Zielstelle auswerten kann, welche Verbindung aktiv ist. Eine weitere Auswertung der empfangenen Daten findet nur im Mastergerät statt. Wenn Sie Ihr Anwenderprogramm in CFC schreiben, dann programmieren Sie den FC 1 zuvor in KOP, FUP oder AWL. Der Baustein darf keine Prozessvariablen und Meldungsnummern enthalten. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 67 Referenzen und Ergänzungen 6.12 Kommunikation zu einem zweiten System mit Software-Redundanz Beispiel für Programmsequenz im FC 1 bzw. FC 2 68 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.13 Springerkonzept für Software-Redundanz 6.13 Springerkonzept für Software-Redundanz Neben dem Standardfall, in dem zwei Stationen eine Master-Reserve bilden, gibt es eine Variante, die als Springerkonzept bezeichnet wird. Vielleicht ist Ihnen der Begriff des Springerkonzepts neu, aber das Prinzip des Springerkonzepts ist Ihnen bestimmt bekannt. Sicherlich haben Sie aus dem Bereich der Fahrzeugherstellung schon einmal von einer Person gehört, die als Springer bezeichnet wird und die immer dann in Aktion tritt, wenn einer von mehreren Mitarbeitern ausfällt - auch hierbei handelt es sich um das Prinzip des Springerkonzepts. Im Springerkonzept der Software-Redundanz ist es nicht anders. Fällt eine von mehreren Stationen aus, im Bild Station 1 oder Station 2, dann springt ein Reservegerät ein, im Bild die Station R, und übernimmt die Aufgabe des ausgefallenen Gerätes. Was ist beim Springerkonzept der Software-Redundanz zu beachten? In Grunde gibt es für das Springerkonzept drei Anforderungen: ● Es muss eine Redundanzkopplung (Verbindung) zwischen Station 1 und Station R und eine zweite zwischen Station 2 und Station R existieren. ● Im Reservegerät, Station R, müssen die Anwenderprogramme von Station 1 und Station 2 geladen sein. ● Das Reservegerät, Station R, muss auf die Dezentrale Peripherie ET 200M von Station 1 und Station 2 zugreifen können (in Station R befinden sich zwei DP-Master). Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 69 Referenzen und Ergänzungen 6.13 Springerkonzept für Software-Redundanz Springer-Redundanz 5HGXQGDQ]%HUHLFK 5HGXQGDQ]%HUHLFK 6WDWLRQ 6WDWLRQ 5HVHUYH6WDWLRQI¾U 6WDWLRQXQG 03,352),%86 (WKHUQHW 352),%86'3 (1) 352),%86'3 352),%86'3 352),%86'3 'H]HQWUDOHV3HULSKHULHJHU¦W (70PLW,0 70 'H]HQWUDOHV3HULSKHULHJHU¦W (70PLW,0 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Referenzen und Ergänzungen 6.14 Einsatz von Fehler-OBs 6.14 Einsatz von Fehler-OBs Damit das System bei Fehlern/Ereignissen nicht mit STOP reagiert, sollten Sie die Möglichkeit zur Reaktion in den Prioritätsklassen (Organisationsbausteinen) nutzen. Damit beim Ausfall eines DP-Slaves nicht mit STOP reagiert wird, sollten neben dem OB 86 (mit dem FC 102 'SWR_DIAG') noch folgende Fehler-OBs in der CPU vorhanden sein: ● OB 80: Zykluszeitüberschreitung kann bei einer Master-Reserve-Umschaltung auftreten. ● OB 82: Diagnosealarm von einer Baugruppe in der redundanten DP-Slave-Anschaltung (z. B. IM 153-2) ● OB 83: Ziehen/Stecken-Alarm von Baugruppen in der DP-Slave-Anschaltung ● OB 85: Programmablauffehler, tritt auf, wenn eine DP-Slave-Anschaltung ausfällt. ● OB 87: Kommunikationsfehler ● OB 122: Peripheriezugriffsfehler (IM 153-2 oder Baugruppe in der Station ist ausgefallen). In diesen OBs können Sie im Anwenderprogramm auf entsprechende Fehler reagieren. Die Software-Redundanz wertet diese OBs nicht aus und leitet auch keine weitere Reaktion ein. Zur Steigerung der Verfügbarkeit können auch noch weitere Alarm-OBs geladen werden. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 71 Referenzen und Ergänzungen 6.14 Einsatz von Fehler-OBs 72 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.1 7 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 Um Ihnen einen möglichst schnellen Einstieg zu verschaffen, haben wir für Sie bereits ein Musterprojekt angelegt. Das Musterprojekt ist ablauffähig und kann von Ihnen beliebig modifiziert werden. Anhand eines vereinfachten Modells zur Überwachung eines Straßentunnels sehen Sie, wie einfach die erforderliche Projektierung und Programmierung ist. Basis für das Beispiel sind zwei Stationen mit Zentralbaugruppe CPU 315-2DP. Spezielle Schritte und Einstellungen, die spezifisch sind für die Software-Redundanz, behandeln wir auf den folgenden Seiten ausführlich. Allgemeine Informationen, die Sie bereits von der Projektierung und Programmierung einer S7-300 bzw. S7-400 kennen, wie z. B. das Anlegen eines Projekts oder das Parametrieren der CPU, betrachten wir nur dann, wenn sie für das Verständnis der Beispiele erforderlich sind. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 73 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.2 Aufgabenstellung und Technologieschema 7.2 Aufgabenstellung und Technologieschema Aufgabenstellung Zur Belüftung eines Tunnels werden zwei Ventilatoren eingesetzt. Jeder Ventilator besitzt zwei Drehzahlen (Stufen), die in Abhängigkeit von der gemessenen Schadstoffkonzentration eingeschaltet werden. Die Schadstoffmessung wird über zwei analoge Sensoren vorgenommen. Die Ventilatoren sind zentraler Teil der Gesamtanlage und benötigen eine erhöhte Verfügbarkeit. Das Anwenderprogramm zur Steuerung der Ventilatoren wird deshalb in beiden Stationen geladen. Für statistische Zwecke wird die Anzahl der Fahrzeuge, die den Tunnel täglich befahren, ermittelt. Einfahrende und ausfahrende Fahrzeuge werden über Bodenschleifen vor dem Tunnel erkannt. Dieser Teil benötigt nur die Verfügbarkeit des S7-Standards und wird deshalb nur in Station A geladen. Die Beleuchtung wird über vier binäre Sensoren überwacht. Fällt die Beleuchtung in einem dieser Abschnitte aus, dann wird dies als Binärsignal für den jeweiligen Abschnitt ausgegeben. Dieser Teil benötigt nur die Verfügbarkeit des S7-Standards und wird deshalb nur in Station B geladen. Technologieschema "Tunnelüberwachung" /LFKW 6HQVRUI¾U 9HUNHKUV]¦KOXQJ 74 /LFKW /LFKW /LFKW M M /¾IWHU /¾IWHU 6HQVRUHQI¾U6FKDGVWRIIXQG %HOHXFKWXQJVHUIDVVXQJ 6HQVRUI¾U 9HUNHKUV]¦KOXQJ Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.3 Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-300 7.3 Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-300 Das folgende Bild zeigt den erforderlichen Hardwareaufbau. Er besteht aus zwei Stationen S7-300 mit CPU 315-2DP und einem DP-Slave ET 200M. Die DP-Anschaltung IM 153-2 der ET 200M ist einmal verbunden mit der CPU in Station A und einmal mit der CPU in Station B. Station A und Station B sind gekoppelt über CP 342-5 an ein PROFIBUS-Netz. Übersicht: Hardwareaufbau für Beispiel mit S7-300 6WDWLRQ$6 PS CPU CP 6WDWLRQ%6 3HULSKHULH 9HUNHKUV ]¦KOXQJ PS CPU CP 3HULSKHULH %HOHXFKWXQJ (70 352),%86 5HGXQGDQ]NRSSOXQJ 03, 2SHUDWRUSDQHO 6WDWLRQ$ '30DVWHUV\VWHP 6WDWLRQ$ PS IM DE DA DE DA 3HULSKHULH 153-2 /¾IWHU '30DVWHUV\VWHP 6WDWLRQ% Eingesetzte Hardware Die im Beispiel eingesetzten Baugruppen können Sie der Hardware-Konfiguration des Musterprojektes entnehmen. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 75 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.4 Konfigurieren der Hardware 7.4 Konfigurieren der Hardware Wenn Sie die Hardware-Konfiguration des Musterprojektes nachvollziehen oder ändern wollen, dann gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Erstellen Sie ein Projekt mit zwei Stationen, z. B. mit Station A und Station B, und öffnen Sie die Station A. 2. Wählen Sie aus dem Hardware-Katalog einen Baugruppenträger aus. 3. Öffnen Sie den Baugruppenträger für die Station A und stecken Sie die Stromversorgung, die CPU 315-2DP und die erforderliche zentrale E/A-Peripherie. 4. Öffnen Sie die zweite Station und wiederholen Sie die Schritte 2 und 3. 5. Ziehen Sie per Drag&Drop die IM 153-2 an das DP-Mastersystem ("Eisenbahnschiene"). 6. Stecken Sie die E/A-Peripherie der ET 200M. 7. Wiederholen Sie die Schritte 5 und 6, wenn Sie mehrere DP-Slaves ET 200M an das DPMastersystem anschließen wollen. 8. Kopieren Sie den kompletten DP-Strang an das zweite DP-Mastersystem. Regel für die Hardware-Konfiguration Die Konfiguration der Dezentralen Peripherie muss in beiden Stationen identisch sein. Damit die Konsistenz nicht verloren geht, kopieren Sie bitte, auch bei geringfügigen Änderungen, stets alle Slaves des kompletten DP-Mastersystems der ersten Station an den DP-Master der zweiten Station. Verwenden Sie dazu den Menübefehl Bearbeiten > Redundant einfügen. Durch den Menübefehl Bearbeiten > Redundant einfügen wird sichergestellt, dass die Peripherieadressen der DP-Slaves in beiden Stationen identisch sind. 76 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.4 Konfigurieren der Hardware Beispiel für die Hardwarekonfiguration in Station A und Station B Das folgende Bild zeigt ein Beispiel mit identischer Hardware-Konfiguration in beiden DPMastersystemen. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 77 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.5 Projektieren der Netze 7.5 Projektieren der Netze Wenn Sie die Netz-Projektierung des Musterprojekts nachvollziehen oder ändern wollen, dann beachten Sie bitte die folgenden Ausführungen. Welche Netze gibt es bei einem redundanten System mit Software-Redundanz? Bei Systemen mit Software-Redundanz sind zu unterscheiden: ● Das Netz, über das die beiden Stationen miteinander gekoppelt sind, auch Netz für Redundanz-Kopplung genannt. Über dieses Netz findet der Datenaustausch zwischen den beiden Stationen statt. ● Die PROFIBUS-DP-Netze, an denen die DP-Mastersysteme und die Dezentralen Peripheriegeräte ET 200M angeschlossen sind. Über diese Netze bearbeiten die Stationen die Dezentrale Peripherie. Netz für Datenaustausch zwischen den beiden Stationen Die Daten, die vom Master zum Reservegerät übertragen werden, können über MPI, PROFIBUS oder auch über Industrial Ethernet ausgetauscht werden. In unserem Beispiel werden die Daten mit Hilfe von Kommunikationsbaugruppen über PROFIBUS-Netz ausgetauscht. 1. Erzeugen Sie ein PROFIBUS-Netz. 2. Vernetzen Sie den CP der Station A mit dem PROFIBUS-Netz und wählen Sie eine Teilnehmeradresse aus, z. B. die PROFIBUS-Adresse 3. 3. Vernetzen Sie den CP der Station B mit dem PROFIBUS-Netz und wählen Sie eine Teilnehmeradresse aus, z. B. die PROFIBUS-Adresse 4. PROFIBUS-DP-Netze für Dezentrale Peripherie Dezentrale Peripheriegeräte ET 200M besitzen zwei DP-Schnittstellen, von denen jeweils eine an das DP-Mastersystem der Station A und die zweite an das DP-Mastersystem der Station B angeschlossen wird. Gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Erzeugen Sie zwei PROFIBUS-DP-Netze (für die beiden DP-Mastersysteme). 2. Selektieren Sie den DP-Anschluss der CPU in Station A und vernetzen Sie diese mit dem ersten PROFIBUS-DP-Netz. 3. Selektieren Sie den DP-Anschluss der CPU in Station B und vernetzen Sie diese mit dem zweiten PROFIBUS-DP-Netz. 4. Wählen Sie aus dem Hardware-Katalog die IM 153-2 aus. Die IM 153-2 finden Sie unter PROFIBUS-DP im Verzeichnis ET 200M. 78 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.6 Projektieren der Verbindungen 7.6 Projektieren der Verbindungen Wenn Sie im Musterprojekt die Projektierung der Verbindungen nachvollziehen oder ändern wollen, dann beachten Sie bitte die folgenden Ausführungen. Im Musterprojekt wurde für den Datenaustausch der beiden Stationen ein PROFIBUS-Netz mit FDL-Verbindung gewählt. Um die erforderliche logische Verbindung zu erstellen, gehen Sie bitte folgendermaßen vor: 1. Wechseln Sie vom SIMATIC-Manager in die Netzansicht. 2. Wählen Sie im Menü Ansicht > DP-Slaves, damit in der Netzansicht auch die DP-Slaves angezeigt werden. 3. Doppelklicken Sie in der Netzansicht auf die Verbindungstabelle. Ergebnis: Es öffnet sich ein Dialog zur Definition der Verbindung. 4. Wählen Sie die beiden Stationen aus und legen Sie eine FDL-Verbindung fest. Netzansicht mit DP-Slaves und Verbindungstabelle Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 79 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.7 Erstellen des Anwenderprogramms 7.7 Erstellen des Anwenderprogramms Wenn Sie das Anwenderprogramm des Musterprojektes nachvollziehen oder ändern wollen, dann beachten Sie bitte die folgenden Ausführungen. Das Anwenderprogramm des Musterprojektes für S7-300 besteht aus: ● einem redundanten Programm, das in beiden Stationen identisch ist und im zeitgesteuerten Programm OB 35 abläuft, ● einem nicht redundanten Standard-Anwenderprogramm, das in beiden Stationen verschieden ist und jeweils im zyklischen Programm OB 1 abläuft. 80 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.7 Erstellen des Anwenderprogramms Aufbau des Anwenderprogramms Die folgende Übersicht zeigt, an welchen Stellen Sie die Bausteine der Software-Redundanz aufrufen müssen. $QODXISURJUDPP2% &$//)& $*B.HQQXQJ '%B:25.B12 '%B6(1'B12 '%B5&9B12 037B$'5 XVZ ಫ$ಫ '% '% '% 5XIHQ6LHLP$QODXI2%GLH)XQNWLRQ)&DXI,P)& WHLOHQ6LHGHP6\VWHPXDPLWZHOFKH$GUHVVHQI¾UGLH .RPPXQLNDWLRQYHUZHQGHWZHUGHQXQGZHOFKH'DWHQEHUHLFKH ]ZLVFKHQGHQEHLGHQ6WDWLRQHQDXVJHWDXVFKWDNWXDOLVLHUW ZHUGHQ 'DWHQEHUHLFKHVLQG3UR]HVVDEELOGGHU(LQJ¦QJH0HUNHUEH UHLFKH'DWHQEDXVWHLQHXQG,QVWDQ]'DWHQEDXVWHLQHI¾U,&( =HLWHQ,&(=¦KOHU =HLWJHVWHXHUWHV3URJUDPP2% &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 '%'%; 8 63% 0 '% 758( 0: 0: $QZHLVXQJI¾UUHGXQGDQWHV$QZHQGHUSURJUDPP 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%GHQ)%PLWGHP3DUDPH WHU&$//B326,7,21JOHLFK758(DXI,PDQJHJHEHQHQ ,QVWDQ]'%N¸QQHQ6LH6WDWXVXQG6WHXHULQIRUPDWLRQHQ EHDUEHLWHQ :HUWHQ6LHGLH6WDWXVLQIRUPDWLRQHQDXVXQGSURJUDPPLHUHQ 6LHGLH&38VRGDVVVLHGDVUHGXQGDQWH$QZHQGHUSURJUDPP ¾EHUVSULQJWZHQQVLHDOV5HVHUYHJHU¦WDUEHLWHW ,QGLHVHP%HUHLFKSURJUDPPLHUHQ6LH,KUUHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP 3URJUDPPWHLOLVWLQ6WDWLRQ$XQG6WDWLRQ% YRUKDQGHQ 0 &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 '% )$/6( 0: 0: 2%B(9B&/$66 2%B)/7B,' 0: 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%GHQ)%PLWGHP3DUDPH WHU&$//B326,7,21JOHLFK)$/6(DXI$XIGLHVH:HLVHWHLOHQ 6LHGHP6\VWHPPLWGDVVGLH%HDUEHLWXQJGHVUHGXQGDQWHQ $QZHQGHUSURJUDPPVEHHQGHWLVW 'LDJQRVH3URJUDPP2% &$//)%'% '%B:25. 2%B(9B&/$66 2%B)/7B,' 5(7851B9$/ Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%GHQ)&PLWGHUHQWVSUH FKHQGHQ6WDUWLQIRUPDWLRQDXI'HU$XIUXILVWHUIRUGHUOLFKGDPLW GDV6\VWHPVHOEVWW¦WLJDXIGHP$XVIDOOHLQHV'36ODYH UHDJLHUHQNDQQDXWRPDWLVFKH0DVWHU5HVHUYH8PVFKDOWXQJ 81 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.7 Erstellen des Anwenderprogramms Bausteinstruktur Die folgende Abbildung zeigt die Struktur des Anwenderprogramms für das Beispiel mit S7300. Aus dieser Struktur können Sie die Schachtelung der Bausteine ablesen. Regeln für Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm sollte so organisiert sein, dass das Programm für den Redundanzteil vom Programm des nicht redundanten Teils getrennt ist. Im redundanten Programmteil dürfen für Zähler nur IEC-Zähler und für Zeiten nur IEC-Zeiten verwendet werden. Der Einsatz von S7-Zählern und/oder S7-Zeiten ist nicht erlaubt, da diese Operanden zwischen den beiden Stationen nicht ausgetauscht werden können. Siehe auch FC 100 'SWR_START' (Seite 33) FB 101 'SWR_ZYK' (Seite 37) FC 102 'SWR_DIAG' (Seite 39) 82 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.8 Anschließen von B&B-Geräten 7.8 Anschließen von B&B-Geräten Zur Visualisierung von Prozesswerten und Meldungen gibt es in SIMATIC S7 eine neue Generation von Operator Panels, die besonders einfach einzusetzen sind. Für redundante Systeme sind besonders die Operator Panels OP 7 und OP 17 geeignet. Beide Operator Panels erlauben auf Knopfdruck ein manuelles Umschalten zwischen mehreren Stationen. Ganz nach Belieben können Sie so zum Bedienen und Beobachten von der Station A zur Station B wechseln. In unserem Musterprojekt haben wir für das Beispiel mit S7-300 ein Operator Panel OP 7 ausgewählt. Für das OP 7 sind im Musterprojekt bereits die Anzeige für das Statuswort und das Steuerwort und einige Meldetexte mit Bezug auf das Anwenderprogramm projektiert. Die Meldetexte können Sie nach Ihren Wünschen modifizieren. Zur Projektierung von Meldetexten ist die Software ProTool erforderlich. Siehe auch: Beschreibung der Operator Panels OP 7 und OP 17 und des Projektierwerkzeugs ProTool Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 83 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-300 7.8 Anschließen von B&B-Geräten 84 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.1 8 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 Um Ihnen einen möglichst schnellen Einstieg zu verschaffen, haben wir für Sie bereits ein Musterprojekt angelegt. Das Musterprojekt ist ablauffähig und kann von Ihnen beliebig modifiziert werden. Anhand eines vereinfachten Modells zur Überwachung eines Straßentunnels sehen Sie, wie einfach die erforderliche Projektierung und Programmierung ist. Basis für das Beispiel sind zwei Stationen mit Zentralbaugruppe CPU 414-2DP. Spezielle Schritte und Einstellungen, die spezifisch sind für die Software-Redundanz, behandeln wir auf den folgenden Seiten ausführlich. Allgemeine Informationen, die Sie bereits von der Projektierung und Programmierung einer S7-300 bzw. S7-400 kennen wie z. B. das Anlegen eines Projekts oder das Parametrieren der CPU betrachten wir nur soweit, wie Sie für das Verständnis der Beispiele erforderlich sind. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 85 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.2 Aufgabenstellung und Technologieschema 8.2 Aufgabenstellung und Technologieschema Aufgabenstellung Zur Belüftung eines Tunnels werden zwei Ventilatoren eingesetzt. Jeder Ventilator besitzt zwei Drehzahlen (Stufen), die in Abhängigkeit von der gemessenen Schadstoffkonzentration eingeschaltet werden. Die Schadstoffmessung wird über zwei analoge Sensoren vorgenommen. Die Ventilatoren sind zentraler Teil der Gesamtanlage und benötigen eine erhöhte Verfügbarkeit. Das Anwenderprogramm zur Steuerung der Ventilatoren wird deshalb in beiden Stationen geladen. Der Tunnel soll gesperrt werden, wenn eine maximal zulässige Schadstoffkonzentration länger als zwei Minuten vorherrscht. Die Tunneleinfahrt wird über zwei Ampeln gesteuert. Dieser Teil benötigt aus Sicherheitsgründen ebenfalls eine erhöhte Verfügbarkeit. Spezielle Schritte und Einstellungen, die spezifisch sind für die Software-Redundanz, behandeln wir auf den folgenden Seiten ausführlich. Allgemeine Informationen, die Sie bereits von der Projektierung und Programmierung einer S7-300 bzw. S7-400 kennen wie z. B. das Anlegen eines Projekts oder das Parametrieren der CPU betrachten wir nur dann, wenn Sie für das Verständnis der Beispiele erforderlich sind. Technologieschema "Tunnelüberwachung" /LFKW 6HQVRUI¾U 9HUNHKUV]¦KOXQJ 86 /LFKW /LFKW /LFKW M M /¾IWHU /¾IWHU 6HQVRUHQI¾U6FKDGVWRIIXQG %HOHXFKWXQJVHUIDVVXQJ 6HQVRUI¾U 9HUNHKUV]¦KOXQJ Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.3 Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-400 8.3 Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-400 Das folgende Bild zeigt den erforderlichen Hardwareaufbau. Er besteht aus zwei Stationen S7-400 mit CPU 414-2DP und einem DP-Slave ET 200M. Die DP-Anschaltung IM 153-2 der ET 200M ist einmal verbunden mit der CPU in Station A und einmal mit der CPU in Station B. Station A und Station B sind gekoppelt über CP 443-5 an ein PROFIBUS-Netz. Übersicht: Hardwareaufbau für Beispiel mit S7-400 6WDWLRQ$6 PS CPU CP 6WDWLRQ%6 3HULSKHULH 9HUNHKUV ]¦KOXQJ PS CPU CP 3HULSKHULH %HOHXFKWXQJ (70 352),%86 5HGXQGDQ]NRSSOXQJ 03, $QODJHQYLVXDOLVLHUXQJ PLW:LQ&& '30DVWHUV\VWHP 6WDWLRQ$ PS IM DE DA DE DA 3HULSKHULH 153-2 /¾IWHU XQG$PSHO '30DVWHUV\VWHP 6WDWLRQ% Anlagenvisualisierung mit WinCC Für das Bedienen und Beobachten und zur Anlagenvisualisierung haben wir im Musterprojekt eine Operatorstation eingesetzt. Um das Bedienen und Beobachten für Sie so komfortabel wie möglich zu gestalten, haben wir bereits einen Bildbaustein für WinCC erstellt. Im Musterprojekt finden Sie eine entsprechende Projektierung. Eingesetzte Hardware Die im Beispiel eingesetzten Baugruppen können Sie der Hardware-Konfiguration des Musterprojektes entnehmen. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 87 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.4 Konfigurieren der Hardware 8.4 Konfigurieren der Hardware Wenn Sie die Hardware-Konfiguration des Musterprojektes nachvollziehen oder ändern wollen, dann gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Erstellen Sie ein Projekt mit zwei Stationen, z. B. mit Station A und Station B und öffnen Sie die Station A. 2. Wählen Sie aus dem Hardware-Katalog einen Baugruppenträger aus. 3. Öffnen Sie den Baugruppenträger für die Station A und stecken Sie die Stromversorgung, die CPU 414-2DP und die erforderliche zentrale E/A-Peripherie. 4. Öffnen Sie die zweite Station und wiederholen Sie die Schritte 2 und 3. 5. Ziehen Sie per Drag&Drop die IM 153-2 an das DP-Mastersystem ("Eisenbahnschiene"). 6. Stecken Sie die E/A-Peripherie der ET 200M. 7. Wiederholen Sie die Schritte 5 und 6, wenn Sie mehrere DP-Slaves ET 200M an das DPMastersystem anschließen wollen. 8. Kopieren Sie das komplette DP-Mastersystem an den DP-Master der zweiten Station. Regel für die Hardware-Konfiguration Die Konfiguration der Dezentralen Peripherie muss in beiden Stationen identisch sein. Damit die Konsistenz nicht verloren geht, kopieren Sie bitte auch bei geringfügigen Änderungen stets alle Slaves des kompletten DP-Mastersystems der ersten Station an den DP-Master der zweiten Station. Verwenden Sie dazu den Menübefehl Bearbeiten > Redundant einfügen. Durch den Menübefehl Bearbeiten > Redundant einfügen wird sichergestellt, dass die Peripherieadressen der DP-Slaves in beiden Stationen identisch sind. 88 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.4 Konfigurieren der Hardware Beispiel für die Hardwarekonfiguration in Station A und Station B Das folgende Bild zeigt ein Beispiel für die identische Hardware-Konfiguration in beiden DPMastersystemen. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 89 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.5 Projektieren der Netze 8.5 Projektieren der Netze Wenn Sie die Netz-Projektierung des Musterprojekts nachvollziehen oder ändern wollen, dann beachten Sie bitte die folgenden Ausführungen. Welche Netze gibt es bei einem redundanten System mit Software-Redundanz? Bei Systemen mit Software-Redundanz müssen Sie folgende Netze unterscheiden: ● Das Netz, über das die beiden Stationen miteinander gekoppelt sind, auch Netz für Redundanz-Kopplung genannt. Über dieses Netz findet der Datenaustausch zwischen den beiden Stationen statt. ● Die PROFIBUS-DP-Netze, an denen die DP-Mastersysteme und die Dezentralen Peripheriegeräte ET 200M angeschlossen sind. Über diese Netze bearbeiten die Stationen die Dezentrale Peripherie. Netz für Datenaustausch zwischen den beiden Stationen Die Daten, die vom Master zum Reservegerät übertragen werden, können über MPI, PROFIBUS oder auch über Industrial Ethernet ausgetauscht werden. Im unserem Beispiel werden die Daten mit Hilfe von Kommunikationsbaugruppen über PROFIBUS-Netz ausgetauscht. 1. Erzeugen Sie ein PROFIBUS-Netz. 2. Vernetzen Sie den CP der Station A mit dem PROFIBUS-Netz und wählen Sie eine Teilnehmeradresse aus, z. B. die PROFIBUS-Adresse 3. 3. Vernetzen Sie den CP der Station B mit dem PROFIBUS-Netz und wählen Sie eine Teilnehmeradresse aus, z. B. die PROFIBUS-Adresse 4. PROFIBUS-DP-Netze für Dezentrale Peripherie Dezentrale Peripheriegeräte ET 200M besitzen zwei DP-Schnittstellen, von denen jeweils eine an das DP-Mastersystem der Station A und die zweite an das DP-Mastersystem der Station B angeschlossen wird. Gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Erzeugen Sie zwei PROFIBUS-DP-Netze (für die beiden DP-Mastersysteme). 2. Selektieren Sie den DP-Anschluss der CPU in Station A und vernetzen Sie diese mit dem ersten PROFIBUS-DP-Netz. 3. Selektieren Sie den DP-Anschluss der CPU in Station B und vernetzen Sie diese mit dem zweiten PROFIBUS-Netz. 4. Wählen Sie aus dem Hardware-Katalog die IM 153-2 aus. Die IM 153-2 finden Sie unter PROFIBUS-DP im Verzeichnis ET 200M. 90 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.6 Projektieren der Verbindungen 8.6 Projektieren der Verbindungen Wenn Sie im Musterprojekt die Projektierung der Verbindungen nachvollziehen wollen oder wenn Sie die Projektierung der Verbindungen selbst erstellen wollen, dann beachten Sie bitte die folgenden Ausführungen. Im Musterprojekt wurde für den Datenaustausch der beiden Stationen ein PROFIBUS-Netz mit FDL-Verbindung gewählt. Um die erforderliche logische Verbindung zu erstellen, gehen Sie bitte folgendermaßen vor: 1. Wechseln Sie vom SIMATIC-Manager in die Netzansicht. 2. Markieren Sie im Menü Ansicht > DP-Slaves, damit in der Netzansicht auch die DPSlaves angezeigt werden. 3. Doppelklicken Sie in der Netzansicht auf die Verbindungstabelle. Ergebnis: Es öffnet sich ein Dialog zur Definition der Verbindung. 4. Wählen Sie die beiden Stationen aus und legen Sie eine FDL-Verbindung fest. Netzansicht mit DP-Slaves und Verbindungstabelle Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 91 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.7 Erstellen des Anwenderprogramms 8.7 Erstellen des Anwenderprogramms Wenn Sie das Anwenderprogramm des Musterprojektes nachvollziehen oder ändern wollen, dann beachten Sie bitte die folgenden Ausführungen. Das Anwenderprogramm des Musterprojektes besteht aus einem vollkommen redundanten Programm. Es ist in beiden Stationen identisch und läuft im zyklischen Programm OB 1 ab. 92 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.7 Erstellen des Anwenderprogramms Aufbau des Anwenderprogramms Die folgende Übersicht zeigt, an welchen Stellen Sie die Bausteine der Software-Redundanz aufrufen müssen. $QODXISURJUDPP2% &$//)& $*B.HQQXQJ '%B:25.B12 '%B6(1'B12 '%B5&9B12 037B$'5 XVZ ಫ$ಫ '% '% '% 5XIHQ6LHLP$QODXI2%GLH)XQNWLRQ)&DXI ,P)&WHLOHQ6LHGHP6\VWHPXDPLWZHOFKH$GUHVVHQ I¾UGLH.RPPXQLNDWLRQYHUZHQGHWZHUGHQXQGZHOFKH 'DWHQEHUHLFKH]ZLVFKHQGHQEHLGHQ6WDWLRQHQDXVJHWDXVFKW DNWXDOLVLHUWZHUGHQ 'DWHQEHUHLFKHVLQG 3UR]HVVDEELOGGHU(LQJ¦QJH0HUNHUEHUHLFKH'DWHQEDXVWHLQH XQG,QVWDQ]'DWHQEDXVWHLQHI¾U,&(=HLWHQ,&(=¦KOHU =HLWJHVWHXHUWHV3URJUDPP2% &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 81 '%'%; 63% 0 '% 758( 0: 0: $QZHLVXQJI¾UUHGXQGDQWHV$QZHQGHUSURJUDPP 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%GHQ)%PLWGHP3DUDPH WHU&$//B326,7,21JOHLFK758(DXI,PDQJHJHEHQHQ ,QVWDQ]'%N¸QQHQ6LH6WDWXVXQG6WHXHULQIRUPDWLRQHQ EHDUEHLWHQ :HUWHQ6LHGLH6WDWXVLQIRUPDWLRQHQDXVXQGSURJUDPPLHUHQ 6LHGLH&38VRGDVVVLHGDVUHGXQGDQWH$QZHQGHUSURJUDPP ¾EHUVSULQJWZHQQVLHDOV5HVHUYHJHU¦WDUEHLWHW ,QGLHVHP%HUHLFKSURJUDPPLHUHQ6LH,KUUHGXQGDQWHV $QZHQGHUSURJUDPP 3URJUDPPWHLOLVWLQ6WDWLRQ$XQG6WDWLRQ% YRUKDQGHQ 0 &$//)%'% '%B:25.B12 &$//B326,7,21 5(7851B9$/ (;7B,1)2 '% )$/6( 0: 0: 2%B(9B&/$66 2%B)/7B,' 0: 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%GHQ)%PLWGHP3DUDPH WHU&$//B326,7,21JOHLFK)$/6(DXI$XIGLHVH:HLVHWHLOHQ 6LHGHP6\VWHPPLWGDVVGLH%HDUEHLWXQJGHVUHGXQGDQWHQ $QZHQGHUSURJUDPPVEHHQGHWLVW 'LDJQRVH3URJUDPP2% &$//)& '%B:25. 2%B(9B&/$66 2%B)/7B,' 5(7851B9$/ Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 5XIHQ6LH]X%HJLQQGHV2%GHQ)&PLWGHUHQWVSUH FKHQGHQ6WDUWLQIRUPDWLRQDXI'HU$XIUXILVWHUIRUGHUOLFKGDPLW GDV6\VWHPVHOEVWW¦WLJDXIGHP$XVIDOOHLQHV'36ODYH UHDJLHUHQNDQQDXWRPDWLVFKH0DVWHU5HVHUYH8PVFKDOWXQJ 93 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.7 Erstellen des Anwenderprogramms Bausteinstruktur Die folgende Abbildung zeigt die Struktur des Anwenderprogramms für das Beispiel mit S7400. Aus dieser Struktur können Sie die Schachtelung der Bausteine ablesen. Regeln für Anwenderprogramm Im redundanten Programmteil dürfen für Zähler nur IEC-Zähler und für Zeiten nur IEC-Zeiten verwendet werden. Der Einsatz von S7-Zählern und/oder S7-Zeiten ist nicht erlaubt, da diese Operanden zwischen den beiden Stationen nicht ausgetauscht werden können. Siehe auch FC 100 'SWR_START' (Seite 33) FC 102 'SWR_DIAG' (Seite 39) FB 101 'SWR_ZYK' (Seite 37) 94 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.8 Anschließen von B&B-Geräten 8.8 Anschließen von B&B-Geräten Beschreibung Zur Visualisierung von Prozesswerten und Meldungen gibt es in SIMATIC S7 eine neue Generation von Bedien- und Beobachtungsgeräten, die besonders einfach einzusetzen sind. Für das Musterprojekt mit S7-400 haben wir für die Anlagenvisualisierung eine Operatorstation OS ausgewählt. Damit das Bedienen und Beobachten mit WinCC für Sie besonders leicht durchzuführen ist, haben wir bereits einen Bildbaustein erstellt. Mit Hilfe des Bildbausteins können Sie folgende Funktionen von einer Operatorstation OS ausführen: ● Master-Reserve-Umschaltungen veranlassen ● Die Redundanz zwischen Master- und Reservegerät aufheben bzw. wieder zuschalten und den Zustand der Redundanz anzeigen ● Den Zustand der CPU-Verbindung (Redundanzkopplung) anzeigen ● Die Bereitschaft der DP-Slaves anzeigen Siehe auch Bildbaustein für Bedien- und Beobachtungsaufgaben (Seite 97) Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 95 Beispiel: Software-Redundanz mit S7-400 8.8 Anschließen von B&B-Geräten 96 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.1 9 Bildbaustein für Bedien- und Beobachtungsaufgaben Beschreibung Um das Bedienen und Beobachten so komfortabel wie möglich zu gestalten, haben wir für Sie bereits einen Bildbaustein erstellt. Der Bildbaustein wird durch das SETUP-Programm der Software-Redundanz automatisch installiert, sofern WinCC vorhanden ist. In den folgenden Abschnitten zeigen wir Ihnen, wie Sie den Bildbaustein mit WinCC konfigurieren. Neben dieser Konfiguration müssen Sie in Ihrer Operatorstation eine redundante Verbindung einrichten, damit die Aktualisierung des Bildbausteins auch bei Ausfall der Masterstation oder bei einer Master-Reserve-Umschaltung erhalten bleibt. Wie Sie die Verbindung einrichten und welche Besonderheiten zu beachten sind, haben wir in einer separaten Beschreibung zusammengefasst. Sie finden diese Beschreibung auf der CD unter dem Dateinamen 'SWR_WinCC_deutsch.doc' bzw. 'SWR_WinCC_deutsch.pdf'. Aufgabe des Bildbausteins Mit Hilfe des Bildbausteins können Sie folgende Funktionen von einer Operatorstation OS ausführen: ● Master-Reserve-Umschaltungen veranlassen ● Die Redundanz zwischen Master- und Reservegerät ausschalten (Master-ReserveUmschaltung sperren) bzw. wieder einschalten (Master-Reserve-Umschaltung freigeben) ● Den Zustand der CPU-Verbindung (Redundanz-Kopplung) anzeigen ● Die Bereitschaft der DP-Slaves anzeigen Ansicht des Bildbausteins Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 97 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.1 Bildbaustein für Bedien- und Beobachtungsaufgaben Siehe auch Konfigurieren des Bildbausteins mit WinCC (Seite 99) 98 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.2 Konfigurieren des Bildbausteins mit WinCC 9.2 Konfigurieren des Bildbausteins mit WinCC Den Bildbaustein bauen Sie unter WinCC in ein Bild ein. Hierzu müssen Sie den Bildbaustein über entsprechende Eigenschaftsdialoge konfigurieren. Vorgehensweise beim Konfigurieren: 1. Projektieren Sie die Verbindung für WinCC (Seite 100). 2. Definieren Sie die Variablen des Bildbausteins (Seite 102). 3. Fügen Sie den Bildbaustein in ein Bild ein (Seite 104). 4. Verbinden Sie die Anzeigefelder mit den Variablen (Bild dynamisieren) (Seite 107). Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 99 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.3 Projektieren der Verbindung für WinCC 9.3 Projektieren der Verbindung für WinCC Damit Ihre WinCC-Station mit dem Automatisierungssystem verbunden wird, müssen Sie eine Verbindung zum redundanten System projektieren. Es ist nur eine Verbindung von der Operatorstation zur Station A erforderlich, da die Verbindung zur Station B über den WinCCUmschalter hergestellt wird. 1. Neuen Treiber hinzufügen: Öffnen Sie das Verzeichnis "Variablenhaushalt" und wählen Sie mit der rechten Maustaste "Neuen Treiber hinzufügen". Den Treiber wählen Sie im Verzeichnis "C.\Programme\SIEMENS\WINCC\bin" 2. Öffnen Sie im Control Center das Verzeichnis "SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE". Das Verzeichnis befindet sich im Container "Variablenhaushalt". 3. Selektieren Sie das Verzeichnis, in dem Sie die gewünschte Verbindung erstellen wollen, z. B. MPI. 4. Drücken Sie die rechte Maustaste und fügen Sie eine neue Verbindung ein. 5. Selektieren Sie die eingefügte Verbindung und vergeben Sie einen Namen, z. B. "SW_Redundanz". 100 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.3 Projektieren der Verbindung für WinCC 6. Drücken Sie die rechte Maustaste und wählen Sie im POP-Up-Menü "Eigenschaften". 7. Geben Sie die Teilnehmeradresse der Station an, zu der die Verbindung erstellt werden soll (Empfehlung: Geben Sie die Teilnehmeradresse der Station-A an). Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 101 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.4 Definieren der Variablen des Bildbausteins 9.4 Definieren der Variablen des Bildbausteins Nachdem Sie eine Verbindung zwischen Operatorstation und einer Station erstellt haben, empfehlen wir Ihnen, die Variablen des Bildbausteins zu definieren. Gehen Sie dazu folgendermaßen vor: 1. Öffnen Sie im Control Center das Verzeichnis 'Strukturtypen'. 2. Drücken Sie die rechte Maustaste und fügen Sie einen neuen Strukturtyp ein. Ergebnis: Es öffnet sich das Fenster zur Eingabe der "Struktur-Eigenschaften". 3. Geben Sie der eingefügten Strukturtypvariablen einen Namen, z. B. "SWR". 4. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Neues Element" und fügen Sie die Variablen des Bildbausteins ein (4 Variablen). 5. Geben Sie jeder Variablen den entsprechenden Namen und Datentyp. Name Datentyp Offset Bit OFFUCE WORD OFFICE WORD 0 0 BIT MasterSwitch BIT 2 0 BIT RedTurnOn BIT 2 9 BIT RedTurnOff BIT 2 8 6. Selektieren Sie im Verzeichnis "SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE" die zuvor eingefügte Verbindung ("SW_Redundanz"). 7. Drücken Sie die rechte Maustaste und fügen Sie eine neue Variable ein. 102 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.4 Definieren der Variablen des Bildbausteins 8. Geben Sie der Variablen einen Namen, z. B. "SWR_Test", und wählen Sie den Datentyp "SWR". 9. Geben Sie im Feld 'Adressen' die Nummer des Instanz-DBs und den Offset für die Struktur-Variablen an (Der Offset ist DW 8). Ergebnis: Der Bildbaustein weiß nun, auf welches Statuswort und welche Steuerbits er zugreifen soll. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 103 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.5 Einfügen des Bildbausteins in ein Bild 9.5 Einfügen des Bildbausteins in ein Bild Technisch ist der Bildbaustein als activex-Control-Element realisiert. Um den Bildbaustein in ein Bild einzufügen, gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Öffnen Sie im Control-Center mit dem Grafikdesigner ein Bild. 2. Selektieren Sie das Control-Element über den Menübefehl Objektpalette > Controls. 3. Drücken Sie die rechte Maustaste und wählen Sie "Hinzufügen/Entfernen". Ergebnis: Wenn Sie die Maustaste loslassen, öffnet sich ein Fenster zur Registrierung des Bildbausteins. 4. Wählen Sie "OCX registrieren" 104 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.5 Einfügen des Bildbausteins in ein Bild 5. Öffnen Sie das Control "CC_SWRed.ocx". 6. Aktivieren Sie im Fenster "OCXen auswählen" das Optionskästchen 'WinCC SWRedundanz". Ergebnis: Der Bildbaustein ist nun im Bild sichtbar und ist unter WinCC bekannt. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 105 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.5 Einfügen des Bildbausteins in ein Bild 106 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.6 Verbinden der Anzeigefelder mit den Variablen (Bild dynamisieren) 9.6 Verbinden der Anzeigefelder mit den Variablen (Bild dynamisieren) Nachdem Sie den Bildbaustein in das Bild eingefügt haben, verbinden Sie nun die Anzeigefelder mit den Variablen. Gehen Sie dazu folgendermaßen vor (Die Variablen-Namen sind Beispiele): 1. Selektieren Sie den Bildbaustein. 2. Drücken Sie die rechte Maustaste und öffnen Sie das POP Up-Menü Eigenschaften. Ergebnis: Es öffnet sich das Fenster "Objekteigenschaften". 3. Selektieren Sie auf der linken Seite des Fensters "Control Eigenschaften". 4. Geben Sie auf der rechten Seite des Fensters für das Attribut "tagname" den Namen "SWR_Test" ein. 5. Klicken Sie in der Zeile "Dynamik" auf das Anzeigesymbol (Glühbirne) und wählen Sie im eingeblendeten Auswählfenster "SWR_Test.Status" aus. 6. Klicken Sie in der Zeile "MasterSwitch" auf das Anzeigesymbol (Glühbirne) und wählen Sie im eingeblendeten Auswählfenster "SWR_Test.MasterSwitch" aus. 7. Klicken Sie in der Zeile "RedTurnOn" auf das Anzeigesymbol (Glühbirne) und wählen Sie im eingeblendeten Auswählfenster "SWR_Test.RedTurnOn" aus. 8. Klicken Sie in der Zeile "RedTurnOff" auf das Anzeigesymbol (Glühbirne) und wählen Sie im eingeblendeten Auswählfenster "SWR_Test.RedTurnOff" aus. 9. Speichern Sie die Änderungen im Grafikdesigner ab. Ergebnis: Der Bildbaustein ist nun einsetzbar und kann von Ihnen mit "WinCC-Runtime" gestartet werden. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 107 Software-Redundanz und Operatorstationen mit WinCC 9.6 Verbinden der Anzeigefelder mit den Variablen (Bild dynamisieren) 108 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz mit WinAC RTX 10.1 10 PC-basierte Steuerung Die PC-basierten Steuerungen von WinAC (Windows Automation Center) werden in einem Standard-PC ausgeführt und bieten dieselbe Funktionalität wie SIMATIC S7-CPUs (Hardware-Steuerungen). WinAC RTX ist eine programmierbarere Software-SPS - eine Software-Anwendung, die auf einem Standardcomputer (PC) läuft. Die Software Redundanz können Sie auf der WinAC RTX ab der Version 2008 einsetzen. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 109 Software-Redundanz mit WinAC RTX 10.2 Advanced PC Konfiguration für die Softwareredundanz 10.2 Advanced PC Konfiguration für die Softwareredundanz 10.2.1 Einrichten der PC-Station Zum Einrichten der PC-Station gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Öffnen Sie den Ordner der PC-Station im Projekt und doppelklicken Sie auf das Symbol für die Konfiguration, um STEP 7 HW Konfig aufzurufen. 2. Navigieren Sie unter der SIMATIC PC-Station zu Ihrem spezifischen Controller. 3. Ziehen Sie den Controller in denselben Index, den der Controller auch im KomponentenKonfigurator auf dem Zielcomputer belegt. 4. Überprüfen Sie, ob der Name des Controllers dem im Komponenten-Konfigurator eingerichteten Namen des Controllers entspricht. 5. Ziehen Sie den als Submodul definierten CP aus dem Hardware-Katalog in die InterfaceSteckplätze (IF-Steckplätze) des WinLC RTX Controllers. 10.2.2 Erstellen einer Konfiguration für eine SIMATIC PC-Station in STEP7 Um eine Konfiguration für eine SIMATIC PC Station in STEP 7 zu erstellen gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Wählen Sie die Komponenten aus dem Hardware-Katalog aus. 110 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Software-Redundanz mit WinAC RTX 10.2 Advanced PC Konfiguration für die Softwareredundanz 2. Platzieren Sie die Komponenten wie im Komponenten Konfigurator. 3. Laden Sie die Konfiguration in die Steuerung. Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 111 Software-Redundanz mit WinAC RTX 10.2 Advanced PC Konfiguration für die Softwareredundanz 112 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 11 Weitere Referenzen 11.1 Datentyp INT Wenn der Formalparameter des SFC/SFB vom Datentyp INT (Integer bzw. Ganzzahl 16 Bit) ist, dann können Sie dem Formalparameter folgende Aktualparameter zuweisen: Direkte Eingabe (Beispiel) Eingabe eines Globaldatums Eingabe symbolisch 27 MW 100 #TYP_INT -25 EW 0 AW 0 DBW 1 11.2 Datentyp WORD Wenn der Formalparameter des SFC/SFB vom Datentyp WORD (Wort) ist, dann können Sie dem Formalparameter folgende Aktualparameter zuweisen: 11.3 Direkte Eingabe (Beispiel) Eingabe eines Globaldatums Eingabe symbolisch W#16#1F12 MW 100 #TYP_WORD 2#0001111100010010 EW 0 C#32 AW 0 B#(5,25) DBW 1 Datentyp BYTE Wenn der Formalparameter des SFC/SFB vom Datentyp BYTE ist, dann können Sie dem Formalparameter folgende Aktualparameter zuweisen: Direkte Eingabe (Beispiel) Eingabe eines Globaldatums Eingabe symbolisch B#16#1F MB 100 #TYP_BYTE EB 0 AB 0 DBB 1 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 113 Weitere Referenzen 11.4 Datentyp BOOL 11.4 Datentyp BOOL Wenn der Formalparameter des SFC/SFB vom Datentyp BOOL ist, dann können Sie dem Formalparameter folgende Aktualparameter zuweisen: Direkte Eingabe (Beispiel) Eingabe eines Globaldatums Eingabe symbolisch TRUE M 100.0 #OK_MERKER E 0.0 A 0.0 DBX 3.0 11.5 Datentyp ANY Wenn der Formalparameter des SFC/SFB vom Datentyp ANY ist, dann können Sie dem Formalparameter folgende Aktualparameter zuweisen: Direkte Eingabe (Beispiel) Eingabe eines Globaldatums Eingabe symbolisch P#M0.0 BYTE 20 (Bedeutung: 20 Bytes ab M 0.0) E 0.0 P#DB58.DBX16.0 BYTE 14 (Bedeutung: 14 Bytes im DB 58 ab Datenbit 16.0) AW 2 #TYP_ANYTYP (Felder und Strukturen können über Parameter vom Typ ANY übergeben werden) MB 5 Hinweis Der Datentyp ANY lässt die Eingabe jedes elementaren Datentyps bei Eingabe als Globaldatum zu. Um einen Wert für den Datentyp ANY direkt einzugeben, müssen Sie folgende Syntaxregeln beachten: Der Wert beginnt immer mit dem Präfix "P#", gefolgt von der Bitadresse eines STEP 7Operanden, z. B. M0.0, und einer Längenangabe (elementarer Datentyp, z. B. BOOL, BYTE, WORD oder DWORD oder zusammengesetzter Datentyp, z. B. DATE_AND_TIME oder STRING). Die Bitadresse des STEP 7-Operanden muss 0 sein für alle Längenangaben außer BOOL. 114 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Weitere Referenzen 11.6 Symbolische Darstellung 11.6 Symbolische Darstellung Um Symbole für Aktualparameter verwenden zu können, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: ● Bei Globaldaten müssen Sie den Namen (=Symbol) in der globalen Symboltabelle festlegen. ● Bei Lokaldaten müssen Sie den Namen (=Symbol) in der Deklarationstabelle des Bausteins festlegen. Den Symbolen von Lokaldaten müssen Sie das Zeichen "#" voranstellen. 11.7 Globaldaten Globaldaten sind Daten, die von jedem Codebaustein (FC, FB, OB) aus ansprechbar sind. Im einzelnen sind das Merker (M), Eingänge (E), Ausgänge (A), Zeiten, Zähler und Elemente von Datenbausteinen (DB). Auf Globaldaten kann entweder absolut oder symbolisch zugegriffen werden. 11.8 Speicherbereiche E = Bereich des Prozessabbildes Eingang A = Bereich des Prozessabbildes Ausgang M = Merkerbereich D = Datenbaustein-Bereich L = Lokaldaten-Bereich Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 115 Weitere Referenzen 11.9 Formalparameter/Aktualparameter 11.9 Formalparameter/Aktualparameter Ein Formalparameter ist ein Parameter, dessen Name und Datentyp bei der Erstellung des parametrierbaren Bausteins festgelegt und als INPUT oder OUTPUT deklariert wurde. Beim Aufruf des Bausteins (z. B. CALL SFC 31) zeigt das PG automatisch die Liste der Formalparameter an. Beispiel (AWL) 6)& &$// 2%B15 5(7B9$/ 0: 6$786 0: $NWXDOSDUDPHWHU )RUPDOSDUDPHWHU Beispiel (KOP) 6)& (1 (12 2%B15 $NWXDOSDUDPHWHU 5(7B9$/ 0: 67$786 0: )RUPDOSDUDPHWHU 11.10 Datentyp CHAR Wenn der Formalparameter des SFC/SFB vom Datentyp CHAR (CHARacter, ASCIIZeichen) ist, dann können Sie dem Formalparameter folgende Aktualparameter zuweisen: Direkte Eingabe (Beispiel) Eingabe eines Globaldatums Eingabe symbolisch "E" MB 100 #TYP_CHAR EB 0 AB 0 DB 1 116 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 Index A K Anschließen von B&B-Geräten, 83, 95 Aufgabenstellung und Technologieschema, 86 Aufgabenstellung und Technologieschema (Beispiel S7-300), 74 Kommunikation zu anderen Stationen, 64 Kommunikation zu einem zweiten System mit Software-Redundanz, 67 Kommunikation zu einer Station aus S7-300/S7400, 65 Konfiguration und Anwenderprogramm im RUN ändern, 59 Konfigurieren der Hardware (Beispiel mit S7-300), 76 Konfigurieren der Hardware (Beispiel mit S7-400), 88 Konfigurieren des Bildbausteins mit WinCC, 99 B Bildbaustein für Bedien- und Beobachtungsaufgaben, 97 D M Dauer der Fehlererkennung bei Störungen im Master-Reserve-Umschaltung, 50 redundanten System, 56 Merkmale und Eigenschaften der SoftwareDauer des Datentransfers vom Master zur Reserve, 52 Redundanz, 49 Definieren der Variablen des Bildbausteins, 102 E Einfügen des Bildbausteins in ein Bild, 104 Einsatz von Fehler-OB, 71 Einsetzbare Baugruppen für Software-Redundanz, 61 Erstellen des Anwenderprogramms, 80, 92 F FB 103 'SWR_SFCCOM', 40 FB 104 'SW_AG_COM', 40 FB 105 'SWR_SFBCOM', 40 H Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-300, 75 Hardwareaufbau für das Beispiel mit S7-400, 87 I Inhalt der Bausteinpakete, 30 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02 P Projektieren der Netze (Beispiel mit S7-300), 78 Projektieren der Netze (Beispiel mit S7-400), 90 Projektieren der Verbindung für WinCC, 100 Projektieren der Verbindungen (Beispiel mit S7300), 79 Projektieren der Verbindungen (Beispiel mit S7400), 91 S Springerkonzept für Software-Redundanz, 69 T Technische Daten der Bausteine, 47 U Umschaltzeiten für DP-Slaves der ET 200M, 54 117 Index V Verbinden der Anzeigefelder mit den Variablen (Bild dynamisieren), 107 W Wie funktioniert ein System mit SoftwareRedundanz?, 17 118 Software-Redundanz für SIMATIC S7 Funktionshandbuch, 04/2010, A5E02171564-02