S7-300 软冗余指南

S7-300软冗余系统调试心得集成工程部张宏伟1 基本结构及工作原理1.1 基本结构硬件结构包括一对S7-300控制器及I/O、ET200从站（每个从站必须包括2个IM153-2和对应的I/O模块,必须采用有源端子板）及3个通讯（A站对分布式IO PROFIBUS-A、B 站对分布式IO PROFIBUS-B、A站对B站数据同步（MPI\PROFIBUS\Ethernet））。

软件需要STEP7 V5.x 及软冗余软件包V1.x基本结构如下图所示：图1.1 S7-300软冗余基本结构由上图可以看出，软冗余可以实现的冗余有✓主机架电源及总线冗余✓控制器冗余✓现场总线冗余1.2 工作原理在软冗余系统进行工作时，A、B控制系统（CPU、通讯、I/O）独立运行，有主系统的PLC掌握对ET200从站的I/O控制权。

A、B系统中的PLC程序有非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，CPU在执行冗余程序段之前会读取系统的冗余状况，若为主系统则PLC 执行全部程序，若为备用系统则跳过冗余程序段只执行非冗余用户程序。

图1.2 软冗余工作流程1.3 程序结构对于硬件组态，可采用西门子提供的冗余模板，修改CPU信号并添加ET200从站，比较简单，没有什么特别的地方，这里就不再赘述。

S7-300软冗余系统的用户程序包括非冗余程序段、用户程序段、系统诊断功能块、站间冗余数据备份等组成，一般建议将非冗余程序段写到OB1中，而冗余程序段写在OB35中。

非冗余程序段和冗余程序段与普通系统的写法一样，区别只是放置的位置不同。

在编制冗余程序的时候需要先调用FB 101 功能块，用来判断整个系统的冗余状况，在FB101 的背景DB块中可以读取到冗余连接状况和标志位。

利用冗余标志位来选择执行或者不执行冗余程序段。

因此编制冗余程序可分为4部分，如下图所示：图 1.3 软冗余程序结构首先启动系统冗余数据同步功能，根据状态字判断是否为主控制器，是否需要执行冗余程序段，若为主控制器执行冗余程序段，否则停止系统冗余程序段。

S7-300软冗余调试总结我用的软硬件配置：概述：本系统2个315-2DP CPU通过CP343-1连接到以太网交换机实现冗余链路，用DP 通讯的IM153-2 冗余套件实现ET200M的冗余通讯，CP1612SIEMENS以太网卡连接到交换机实现WINCC与冗余系统的通讯（据说可以直接用计算机网卡实现）。

下面介绍我整理后的实现过程：硬件配置：先添加两个站A站和B站，每个站单独进行配置，硬件配置完后，需要增加一个冗余连接，这需要打开“网络配置”（configure network），在里边右击A站CPU（B站也行）会出现菜单，选择“添加新连接”（insert new connection），如果两个站都配置过，这是就会出现B站的信息，而且默认已经选在了B站CPU上，你需要做的就是在下边选择“连接类型”(connection type)，我用以太网ISO-TCP协议实现冗余的，这里根据自己需要的类型选择就行，点OK，就出现下面这个画面，这里边的ID：7 和LADDR十六进制100，也就是十进制256，后边设置FC100要用到。

注意ID(hex)0007 A050 这里是可以选择的，原来是0001 A050，被我改成了0007 A050，这时的ID就成了7。

因为资料上说以太网实现冗余一般Local ID 不能小于2(其他方式实现没说)，所以要改一下，两个CPU的都要改一致，这个在后边设置FC100参数要用到，这样就建立了一个新的连接，在界面的下方能看到一个连接出现，另外需要注意的是如果用DP冗余I/O那么ET200M必须两个站里都要做，而且要一模一样，DP地址也一样。

另一个需要注意的是输出地址必须连续，这个一般的时候如果有模拟量数字量混合的话，容易不连续，需要修改一下，改成连续的，比如我这里Q改为0~9，这个在后边FC100设置也要用。

硬件配置需要注意的就这些。

软件实现：要实现软冗余，需要在OB100中调用FC100“SWR_START”，用于初始化冗余，再在OB35中调用FB101“SWR_ZYK”来实现冗余程序和数据的同步，然后再OB86中调用FC102“SWR_DIAG”进行诊断，这个诊断调用必须得做。

四种常见品牌冗余PLC方案介绍下面介绍四种经常使用的PLC冗余方案：西门子S7-300(400)软冗余与S7-400H硬冗余、施耐德Quantum硬冗余、罗克韦尔的ControlLogix硬冗余和SLC500软冗余〔目前快要停产〕、ABB 的AC800M硬冗余方案。

1 西门子冗余方案1.1 西门子S7-300/400软冗余方案：软冗余方案是实现冗余功能的一种低本钱解决方案，可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。

其软件、硬件包括：1套STEP7编程软件〔V5.4〕加软冗余软件包(V1.2)；2套PLC控制器及I/O模块，可以是S7-300或S7-400系统；3条通讯链路，主系统与从站通讯链路〔PROFIBUS 1〕、备用系统与从站通讯链路〔PROFIBUS 2〕、主系统与备用系统的数据同步通讯链路〔MPI 或PROFIBUS 或Ethernet〕；假设干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和假设干个I/O模块；除此之外，还需要一些相关的附件，用于编程和上位机监控的PC-Adapter〔连接在计算机串口〕或CP5611〔插在主板上的PCI槽上〕或CP5511〔插在笔记本的PCMIA槽里〕、PROFIBUS电缆、PROFIBUS 总线链接器等就可以组成一套完整的软冗余系统。

在软冗余系统进行工作时，A、B控制系统〔处理器，通讯、I/O〕独立运行，由主系统的PLC掌握对ET200从站中的I/O控制权。

A、B 系统中的PLC程序由非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，主系统PLC执行全部的用户程序，备用系统PLC只执行非冗余用户程序段，而跳过冗余用户程序段。

A路与B路CPU的程序需在OB1或OB35里调用FB 101 ‘SWR_ZYK’功能块，FB101块中封装了冗余功能的程序段，实现冗余功能。

调用FB101时，你可以在线地读出RETURN_V AL参数的数值,如果为0，说明冗余链接正常。

PLC系统软件冗余的说明与实现软件冗余基本信息介绍软件冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。

A．系统结构Siemens软件冗余系统的软件、硬件包括：1套STEP7编程软件（V5.x）加软冗余软件包(V1.x)；2套PLC控制器及I/O模块，可以是S7-300或S7-400系统；3条通讯链路，主系统与从站通讯链路（PROFIBUS 1）、备用系统与从站通讯链路（PROFIBUS 2）、主系统与备用系统的数据同步通讯链路（MPI 或 PROFIBUS 或 Ethernet）；若干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块；除此之外，还需要一些相关的附件，用于编程和上位机监控的PC-Adapter（连接在计算机串口）或CP5611（插在主板上的PCI槽上）或CP5511（插在笔记本的PCMIA槽里）、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等；下图说明了软冗余系统的基本结构：图2可以看出，系统是由两套独立的S7-300或S7-400 PLC系统组成，软冗余能够实现：I．主机架电源、背板总线等冗余；II．PLC处理器冗余；III．PROFIBUS现场总线网络冗余（包括通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余）；IV．ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。

软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。

开始时，A系统为主，B系统为备用，当主系统A中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统B当中执行，这时，B系统为主，A系统为备用，这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。

系统运行过程中，即使没有任何组件出错，操作人员也可以通过设定控制字，实现手动的主备系统切换，这种手动切换过程，对于控制系统的软硬件调整，更换，扩容非常有用，即Altering Configuration and Application Program in RUN Mode 。

S7-300 400 PLC 系统软件冗余调试的常见问题问题1：硬件组态需要注意什么？回答：软冗余系统的冗余控制只能通过ET 200M实现，按照图1进行组态。

A、B站的组态必须确保一致，可以拷贝ET200M的组态，在另一站点组态中使用图2所示菜单操作。

图1图2问题2：哪些模块可以支持软冗余？回答：可以通过软冗余手册查询，或参考以下链接的FAQ。

问题3：FC100“SWR_START”中定义的数据区，哪些是冗余数据区？哪些是非冗余数据区？有什么区别？回答：如图3红色区域，冗余同步数据区包括：过程映像输出区/DB/IEC/M；如图3绿色区域，非冗余数据区包括：DB。

冗余数据区，主站的数据会通过冗余链路覆盖到备用站，保证主备之间数据同步；非冗余DB区，无论主备，数据按照定义的A-B B-A方向传递。

注意！无论冗余数据区还是非冗余数据区，A、B站点的长度必须一致。

如果不需要使用，长度定义为0。

图3问题4：软冗余中DB块的影响。

回答：软冗余系统中会使用一些特殊功能的DB块，在FC100“SWR_START”中定义，如图4：图4A:软冗余工作DB，程序会自动生成，不要在项目中手动添加；“DB_SEND_NO”、“DB_RCV_NO”定义的DB，在冗余站两侧一致。

B: FB101“SWR_ZYK”的背景数据块，注意生成DB5的长度。

如果创建出错，CPU能够正常运行但是SF灯报错，诊断缓冲区如图5：图5查看DB5的长度如图6，只有100字节，此时双击打开DB5看不到内部参数，如图7。

可以删除DB5，重新生成FB101“SWR_ZYK”背景数据块。

正常MPI同步-194字节；以太网/PROFIBUS同步-358字节。

图6图7C：冗余DB区，主站的数据随时同步备用站。

需要手动创建，IEC定时器的背景数据块也需要生成，A、B站点长度一致；生成的DB块的长度需要大于2个字(新生成的DB块，内部只有一个INT变量，长度2字节)。

ORTHO XUCHAO1.IEC_NO//IEC_LEN，DB_NO//DB_NO_LEN，比如IEC实际只用2个DB10-DB11，但能不能先预留好位置，IEC_LEN填4？以后有再加2个的余地？----可以预留，但是不能留空。

比如说DB_NO从1开始，实际使用的DB1、DB2，DB_NO_LEN填4，那么DB3、DB4必须要存在，而DB3、DB4里面随便建立一行内容就行。

IEC同理。

2.MB_NO//MB_LEN理解1）如只用M0.0，M0.5，M1.0，M1.3，M2.0，那MB_NO=0，MB_LEN=3？即M0.0/0.5就算一个B？----一个容量为8个人的房间，住了一个人是占用这个房间，住2个人、8个人都同样是占用了这个房间。

这里的最低单位是MB，如*间的最低的单位是房间而不是床铺。

2）必须使用连续地址吗，这样用MW20//MW24//MW30可否？如可以，那MB_NO=20，MB_LEN=12？，或MB_LEN就填30，以后也可增加MD，M的使用？-----必须连续，你可以只使用MW20/MW30，但是从MW20到MW30这段区域的数据都会被同步。

预留是可以的，但是预留的多了，浪费资源。

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////作为一名S7PLC热线工程师，面对众多类型的问题，软冗余无疑最“漫长”或者说最“困难”的问题之一。

究其原因，主要出自两个：1.配置过程和实现过程“复杂”，很多初次接触的工程师较难入手。

2.有很多“隐蔽”的知识点，如果在实现软冗余过程中没有注意到，会出现形形色色的奇怪问题。

为了能给正在使用或者将来要使用软冗余的工程师一点帮助，现在结合热线上出现的常见问题和难点，与大家分享一下：1.什么是软冗余？需要什么呢？软冗余：顾名思义用软件编程的方式实现PLC的冗余，PLC之间需要通过MPI接口（CPU上有）或者通过以太网、PROFIBUS同步当前数据。

PLC系统软件冗余的说明与实现朱震忠SIEMENS A&D CS2004-04-06首先我们建议您访问siemens A&D公司的技术支持网站：www4.ad.siemens.de在检索窗口中键入相关产品或问题的 关键字，获取关于产品或问题的详细信息和手册。

图1软件冗余基本信息介绍软件冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。

A．系统结构Siemens软件冗余系统的软件、硬件包括：1套STEP7编程软件（V5.x）加软冗余软件包(V1.x)；2套PLC控制器及I/O模块，可以是S7-300或S7-400系统；3条通讯链路，主系统与从站通讯链路（PROFIBUS 1）、备用系统与从站通讯链路（PROFIBUS 2）、主系统与备用系统的数据同步通讯链路（MPI 或 PROFIBUS 或 Ethernet）；若干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块；除此之外，还需要一些相关的附件，用于编程和上位机监控的PC-Adapter（连接在计算机串口）或CP5611（插在主板上的PCI槽上）或CP5511（插在笔记本的PCMIA槽里）、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等；下图说明了软冗余系统的基本结构：图2可以看出，系统是由两套独立的S7-300或S7-400 PLC系统组成，软冗余能够实现：I． 主机架电源、背板总线等冗余；II． PLC处理器冗余；III． PROFIBUS现场总线网络冗余（包括通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余）；IV． ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。

软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。

开始时，A系统为主，B系统为备用，当主系统A中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统B当中执行，这时，B系统为主，A系统为备用，这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。

S7300软冗余调试心得前段时间做了一个S7300软冗余+wincc的设备，cpu是两个315—2dp，各自带一块343-1以太网模块，上位机wincc+1613卡与343通讯，ISO方式，一开始的时候，经常发现cpu冗余失败，后来检查程序感觉没什么不对的地方，就把cpu里面的程序全部清空，重新下载，但是也还是报错了，后来就干脆再次清空，然后把软冗余的几个重要的程序先下载进去，当然参数也同时修改了，下载完发现没问题（这时候跟软冗余例子差不多，当然没问题呵呵），然后一点一点的把冗余部分的程序加进去，并且同时修改冗余参数，下载之前检查两个cpu的参数一致性和程序一致性，直到最后全部下载完，没有遇到什么问题，重新启动一次，ok呵呵。

在wincc里面按照深入浅出里面介绍的办法，在打开一个画面后，使用冗余配置的向导，添加了一条冗余通讯连接，完成后重启，下位机cpu来回切换，上位机画面大约经过10秒钟多一点，成功的切换到另外一台上面。

但是这样存在一个问题，有时候wincc会连接到备用cpu上面去，为了让操作人员更加直观的看到连接情况，将db5.dbx9.2和db5.dbx9.0与db5.dbx9.5做了两个tag显示在画面上，分别注明是Acpu和Bcpu，并且显示当前连接为主机或者备用机，以及通讯正常/失败，并做了一个切换通讯连接的按钮，当当前CPU是备用机，可以手动切换到主机上（这里没做成自动哈哈哈不好意思）。

通过对这个软冗余系统的调试，得出以下结论：如果你的软冗余系统，冗余的程序和数据比较多的时候，最好耐心点，一点一点的把冗余部分的程序加进去，免得出问题，还有就是重新下载程序的话，最好是清空原来的plc，要不然容易出错300软冗余编程我做过一个软冗余系统,硬件与你的类同,只是I/O多一些,有一个远程站,但我确得这个产品与S7 400H硬冗余比较,就是差了,软冗余系统的人机介面(WinCC)它并不会跟随CPU自动切换,工作的CPU没有坏,但可能受到某些干扰它也会切换到另一个CPU中去,我感觉软冗余不是一个好东西(与硬冗余相比较),但还是可以用,你可以参照例程试试,祝你好运!wincc冗余选件请教各位wincc冗余的功能是在安装时选择手动安装将冗余选件打勾即可还是需另外安装一个什么软件，谢谢！在安装时选择手动安装将冗余选件打勾即可触摸屏如何通过双环以太网冗余连接PLC。

实验报告一、目的S7-300软冗余：利用315－2DP的MPI实现软件冗余二、条件及设备软冗余软件，两台S7-315-2DP,PROFIBUS电缆，IM153-2以及有源备板总线。

三、步骤1．运行STEP5.1,插入S7-300 STATION。

2．硬件配置：3．打开EDIT菜单，执行COPY，INSERT REDUNDANCY，生成一新S7-300STATION.编译。

4. 编程：4．1 软冗余需要使用的功能块： 在OB1 或OB35中：FB101(SWR_ZYK:在冗余程序块之前、之后都需调用；一旦调用，自动将数据从主站传递到备用站)。

在OB1或OB35中使用。

例如：CALL FB 101 , DB5 // Call of FB 101 'SWR_ZYK' with instance DBDB_WORK_NO :=DB1 // Work DB for SWRCALL_POSITION:=TRUE // Call_Position = TRUE at begin of redundant programRETURN_VAL :=MW6 // Block return valueEXT_INFO :=MW8 // Extended informationA DB5.DBX 9.1 // Check if station is MasterJC END// redundant user programL 1L MW 20+IT MW 20L 5L MW 100+IT MW 100L MW 100T DB10.DBW 0L DB10.DBW 0T MW 22//redundant user programEND: NOP 0CALL FB 101 , DB5 // Call of FB 101 'SWR_ZYK' with instance DB DB_WORK_NO :=DB1 // Work DB for SWRCALL_POSITION:=FALSE // Call_Position = FALSE at END of redundant programRETURN_VAL :=MW10 // Block return valueEXT_INFO :=MW12 // Extended information在OB100中：FC100(SWR_START,用于在OB100中，初始化两个站，如：外围输出区、位内存地址区、数据块区、静态数据块区；区域必须连续设置；需设置三个数据块用于存储内部数据)。

S7300软冗余CPU选型问题请教
现在手上项目软冗余多起来，原来都是用CPU315-2DP,但以太网方面技术支持说一定要配以太网模块，那种有软冗余功能并内置以太网的（比如说315-2PN/DN)之类的）是不能通过内置的以太网链路冗余，请问是否如此，这是问题一，还有就是我的I/O大部分是远程I/O,接到控制室主控柜里就十几个数字量和几个模拟量，再配两个ET200M有点浪费，请问是否314C-2DP那种集成I/O的CPU也能用于冗余吧，但如果我选最新的314C-2PN/DP(内置以太网和DP)是否实现不了冗余（不加以太网模块）？？我的情况就是，需要冗余、需要以太网，CPU又要内置I/O,又最好不要再加以太网模块，貌似有点过分啊
最佳答案
1、至今我所了解的信息是PN的CPU不支持软冗余，可能这个信息以过时，有条件的网友可做一个实验。

如有新的信息网告知大家。

2、转帖典型问题：
问题11：CPU本体的PN口是否可以进行软冗余数据同步。

回答：不行，软件包提供的程序不针对PN口。

摘自：
SIEMENSPLC系统软件冗余调试的常见问题：
/download/Upload/AS/faq/F046 2.pdf。

四种常见品牌冗余PLC方案介绍下面介绍四种经常使用的PLC冗余方案：西门子S7-300(400)软冗余与S7-400H硬冗余、施耐德Quantum硬冗余、罗克韦尔的ControlLogix硬冗余和SLC500软冗余（目前快要停产）、ABB 的AC800M硬冗余方案。

1 西门子冗余方案1.1 西门子S7-300/400软冗余方案：软冗余方案是实现冗余功能的一种低成本解决方案，可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。

其软件、硬件包括：1套STEP7编程软件（V5.4）加软冗余软件包(V1.2)；2套PLC控制器及I/O模块，可以是S7-300或S7-400系统；3条通讯链路，主系统与从站通讯链路（PROFIBUS 1）、备用系统与从站通讯链路（PROFIBUS 2）、主系统与备用系统的数据同步通讯链路（MPI 或PROFIBUS 或Ethernet）；若干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块；除此之外，还需要一些相关的附件，用于编程和上位机监控的PC-Adapter（连接在计算机串口）或CP5611（插在主板上的PCI槽上）或CP5511（插在笔记本的PCMIA槽里）、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等就可以组成一套完整的软冗余系统。

在软冗余系统进行工作时，A、B控制系统（处理器，通讯、I/O）独立运行，由主系统的PLC掌握对ET200从站中的I/O控制权。

A、B 系统中的PLC程序由非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，主系统PLC执行全部的用户程序，备用系统PLC只执行非冗余用户程序段，而跳过冗余用户程序段。

A路与B路CPU的程序需在OB1或OB35里调用FB 101 ‘SWR_ZYK’功能块，FB101块中封装了冗余功能的程序段，实现冗余功能。

调用FB101时，你可以在线地读出RETURN_V AL参数的数值,如果为0，说明冗余链接正常。

西门子300软冗余硬件配置工程业主要求实现电源、cpu、network冗余，还要留dp 口跟业主dcs通讯。

目前考虑做成软冗余的形式，硬件配置如下：2个315-2dpcpudp口带下面et200m的从站，数据同步用的mpi口，两个cpu各自带一个cp343-1模块通过交换机跟wincc通讯，现在的问题是：1、如何实现留dp口跟业主通讯，需要加两个cp342-5模块吗？2、如果cpu用315-2pn/dp，通过交换机能否同时实现数据同步和跟wincc通讯这两种功能？如果能，跟现有方案相比性价比如何？问题补充：1.业主是profibus-dp通讯，需要为每个cpu都配置一个cp342-5模块是吗？2.若采用315-2pn/dp，pn口用作wincc通讯，dp口用作数据同步，从站如何连接呢，势必还要再加两个cp342-5吧最佳答案1、如何实现留dp口跟业主通讯，需要加两个cp342-5模块吗？业主dcs通讯采用什么协议？、如果采用modbus的dcs需要配置cp341及modbus的驱动（硬狗），详见：《做主站s7-300cp341做从站的modbusrtu通讯》下载：/download/upload/as/application /a0451.pdf、如果采用profibus-dp的dcs，你的dp口以占用，需要配置cp342-5。

2、如果cpu用315-2pn/dp，通过交换机能否同时实现数据同步和跟wincc通讯这两种功能？如果能，跟现有方案相比性价比如何？转帖一个典型的问题：cpu本体的pn口是否可以进行软冗余数据同步。

回答：不行，软件包提供的程序不针对pn口。

详见：《siemensplc系统软件冗余调试的常见问题》连接：/download/upload/as/faq/f0462. pdf。