S7400冗余系统常问问题集

西门子400冗余系统的抗干扰处理摘要：文章讲述了两套西门子400冗余系统常见的干扰现象，通过对PLC 控制系统产生干扰的原因进行分析探讨，着重介绍了一些常见的干扰实例及消除干扰的措施。

关键词：PLC；控制系统；干扰；接地；信号近年来，随着电气自动化技术的不断提高，工业设备自动化控制系统得到广泛的应用。

在河北中煤旭阳焦化有限公司备煤车间上煤、储煤及筛运焦皮带的自动控制采用的就是两套西门子400PLC冗余控制系统。

此系统为西门子400的冗余系统具有坚固耐用、易扩展、广泛的通讯能力、容错性强等的优点，但同时也存在所有PLC控制的通病——干扰，所以此系统的抗干扰能力直接关系到整个系统上煤、储煤及筛运焦系统是否能够可靠运行，而系统的可靠性则直接影响到设备、人身的安全，进而将直接关系到企业的经济效益。

1抗干扰的定义抗干扰：用来对抗通讯或雷达运行的任何干扰的系统或技术。

学术定义：①抗干扰的定义是：结合电路的特点使干扰减少到最小。

②所谓抗干扰：是指设备能够防止经过天线输入端，设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。

抗干扰措施的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。

2PLC的安装及使用规范①动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线。

②PLC应远离强干扰源如大功率硅整流装置和大型动力设备。

③PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。

④I/O端的接线：输入接线一般不要太长，但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些；PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。

3西门子400冗余系统常用的抗干扰方法3.1PLC供电电源的抗干扰措施电源波动造成电压畸变或毛刺，将对PLC及I/O模块产生不良影响。

据统计分析，PLC系统的干扰中有70％是从电源耦合进来的。

在我厂就曾经因为电网干扰造成过CPU及PLC电源模块的损坏，为了抑制干扰，保持电压稳定，常采用以下几种抗干扰方法：①使用隔离变压器衰减从电源进线的高频干扰信号，输入、输出线应用双绞线以抑制共模干扰。

信 息 技 术20科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N西门子S 7-400H 冗余型PL C控制系统以其诸多优点已在工业控制领域得到广泛的应用。

它功能强大、冗余设计、程序和网络设计相对复杂,因此，对维修技能有较高要求,在发生故障时往往难以快速定位和排除。

本文简要介绍了淡水厂S7-400H冗余PL C控制系统总体结构,重点总结了这类P L C 系统的维修一般方法。

近三年的实践证明,这些方法能够快速有效地诊断和排除仪控故障,有利于快速掌握该类P L C 的维修技能。

1 S7-400H 冗余型PLC 控制系统结构为了实现淡水生产工艺集中管理、分散控制的技术要求,该控制系统采用了PLC+上位机的组合方式,典型结构为管理层、控制层和现场设备层。

主要由2台上位机(工程师站与操作员站)、2个PLC主站、11个I/O站、5个现场触摸屏操作站和通信网络组成。

系统总体结构见图1。

管理层负责工艺过程的集中监视和集中控制,它由工程师站、操作员站和光纤环型工业以太网组成。

工程师站与操作员站互相冗余备用,如果其中一台发生故障,另一台可接替全部监控任务,继续保证正常运行。

现场设备层由现场仪表(热工仪表、水质分析仪表等)和执行机构(泵、风机和阀门等)组成。

现场设备层通过屏蔽电缆连接ET200M分布式I/O从站,实现采集工艺参数并传输至P L C 、执行管理层的操作命令等功能。

控制层负责监测现场设备层状态和工艺参数,响应管理层的操作命令。

控制层由2个S7-400H冗余控制器主站、8个ET200M 分布式I/O从站、2台基于S7-200的加氯成套控制设备、1台基于S7-300的加药(絮凝剂和助凝剂)成套控制设备和5个现场触摸屏操作站构成。

控制层与管理层、主站与主站之间通过光纤环型工业以太网通讯,ET200M分布式I/O从站和现场触摸屏通过Profibus-DP 总线与主站通讯。

S7400H冗余系统的配置
第一次做400冗余项目，很多问题有些不明白：
（1）400H冗余系统CPU电源模块PS407以及接口模块电源PS307如何配置？除了PS407需要2块外，一个扩展机架也同样需要两块PS307吗？输入电源需要独立开来吗？
（2）冗余系统如何与WINCC通讯，通过以太网交换机实现吗？
（2）冗余系统需要与全厂DCS通讯连接，采用冗余通讯光缆连接，在硬件上如何实现？
请帮忙解答一下！
最佳答案
1、电源如何配置？根据估算你的系统电源消耗来选择电源。

冗余系统的主/备系统的电源最好是独立的，这样应用各自的电源才能有冗余的功能。

如果共用一个电源，一旦电源故障，整个系统全瘫痪了。

2、可以通过以太网交换机实现。

3、冗余系统需要与全厂DCS通讯连接，采用冗余通讯光缆连接，在硬件上如何实现？
最可靠的是采用冗余的环网。

见：
《西门子交换机SCALANCEX冗余环网快速入门》下
载：
/download/SearchResult.aspx?sea rchText=A0124。

S7-300的n个常见问题解答－－汇总1:使用CPU 315F和ET 200S时应如何避免出现“通讯故障”消息？使用CPU S7 315F， ET 200S以及故障安全DI/DO模块，那么您将调用OB35 的故障安全程序。

而且，您已经接受所有监控时间的默认设置值，并且愿意接收“通讯故障”消息。

OB 35 默认设置为100毫秒。

您已经将F I/O模块的F监控时间设定为100毫秒，因此至少每100毫秒要寻址一次I/O模块。

但是由于每100毫秒才调用一次OB 35，因此会发生通讯故障。

要确保OB35的扫描间隔和F监控时间有所差别，请确保F监控时间大于OB35的扫描间隔时间。

S7分布式安全系统，一直到V5.2 SP1 和6ES7138-4FA00-0AB0，6ES7138-4FB00-0AB0，6ES7138-4CF00-0AB0 都会出现这个问题。

在新的模块中，F 监控时间设定为150毫秒.2:当DP从站不可用时，PROFIBUS上S7-300 CPU的监控时间是多少？使用CPU的PROFIBUS接口上的DP从站操作PROFIBUS网络时，希望在启动期间检查期望的组态与实际的组态是否匹配。

在CPU属性对话框中的Startup选项卡上给出了两个不同的时间。

3:如何判断电源或缓冲区出错，如：电池故障？如果电源(仅S7－400)或缓冲区中的一个错误触发一个事件，则CPU操作系统访问OB81。

错误纠正后，重新访问OB81。

电池故障情况下，如果电池检测中的BATT.INDIC开关是激活的，则S7-400仅访问OB81。

如果没有组态OB81，则CPU不会进入操作状态STOP。

如果OB81不可用，则当电源出错时，C PU仍保持运行。

4：为S7 CPU上的I/O模块(集中式或者分布式的)分配地址时应当注意哪些问题？请注意，创建的数据区域(如一个双字)不能组态在过程映象的边界上，因为在该数据块中，只有边界下面的区域能够被读入过程映像，因此不可能从过程映像访问数据。

PLC西门子S7-300入门到精通800个经典问题及解答1:使用CPU 315F和ET 200S时应如何避免出现“通讯故障”消息？使用CPU S7 315F，ET 200S以及故障安全DI/DO模块，那么您将调用OB35 的故障安全程序。

而且，您已经接受所有监控时间的默认设置值，并且愿意接收“通讯故障”消息。

OB 35 默认设置为100毫秒。

您已经将F I/O模块的F监控时间设定为100毫秒，因此至少每100毫秒要寻址一次I/O模块。

但是由于每100毫秒才调用一次OB 35，因此会发生通讯故障。

要确保OB35的扫描间隔和F监控时间有所差别，请确保F监控时间大于OB35的扫描间隔时间。

S7分布式安全系统，一直到V5.2 SP1 和6ES7138-4FA00-0AB0，6 ES7138-4FB00-0AB0，6ES7138-4CF00-0AB0 都会出现这个问题。

在新的模块中，F 监控时间设定为150毫秒. 2:当DP从站不可用时，PROFIBUS上S7-300 CPU的监控时间是多少？使用CPU的PROFIBUS接口上的DP从站操作PROFIBUS网络时，希望在启动期间检查期望的组态与实际的组态是否匹配。

在CPU属性对话框中的Startup选项卡上给出了两个不同的时间。

3:如何判断电源或缓冲区出错，如：电池故障？如果电源(仅S7－400)或缓冲区中的一个错误触发一个事件，则CPU操作系统访问OB81。

错误纠正后，重新访问OB81。

电池故障情况下，如果电池检测中的BATT.INDIC开关是激活的，则S7-400仅访问OB81。

如果没有组态OB81，则CPU不会进入操作状态STOP。

如果OB81不可用，则当电源出错时，CPU仍保持运行。

4：为S7CPU上的I/O模块(集中式或者分布式的)分配地址时应当注意哪些问题？请注意，创建的数据区域(如一个双字)不能组态在过程映象的边界上，因为在该数据块中，只有边界下面的区域能够被读入过程映像，因此不可能从过程映像访问数据。

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)。

s7400冗余
系统为cpu:s7-400h冗余,带三个plc站，本地1号站有4个im153冗余机架及1个ylink、，远程2号站有2个im153冗余机架及1个ylink，远程3号站有3个im153冗余机架及1个ylink，因远程站距离较远需要光缆连接，现在只知道是需要olm模块，但不知具体应怎样配置。

见附件图
图片说明：1，2#3#2，1#站
最佳答案
不知道楼主提到的配置是在step7中的配置，还是系统结构图中的olm的连接方式：
如果是系统结构图中的olm的连接方式如下：
s7400h主站连接了本地1#站及ylink后分别接两个olm 模块（每一路dp接一个olm），远程子站每个子站接2个olm 模块，到最后所有的主站及远程站中所有第一个olm连成1个环，第二个连成1个环即可。

S7-300/400硬件培训试题答案姓名：工号：成绩：一、单选题：（每题3分）1、S7-300自动化系统由几大基本部分组成？（ B ）A、6B、5C、42、S7-300的SM模板指的是（ A ）A 、输入输出模板 B、通讯模板C、特殊功能模板3、能够支持Modbus的S7-300通讯处理器是？（ A ）A、CP341B、CP342-5C、CP343-14、S7-300CPU处理器的性能以什么来衡量？（ A ）A、指令处理时间B、主频C、Cache5、当S7-300连接网络时，需要什么模板？（ C ）A、FMB、IMC、CP6、 S7-400H冗余系统可以做到无扰切换,SIMATIC S7-400H的同步模式是？（ C ）A、基于循环B、基于时钟C、基于事件7、为满足复杂应用的要求,S7-400可在同一个机架上平行运行多个CPU。

请问在同一机架中，可以并行运行的S7-400CPU的数量最多为?（ D ）A、8B、2C、6D、48、利用点对点连接,可以实现高性能的报文传输及高速大容量的串行数据交换。

S7-400点到点通讯最高速率为？（ D ）A、19.2KbpsB、38.4KbpsC、76KbpsD、115.2Kbps9、S7-400支持两种存储卡，RAM和FEPROM，可以根据不同的需求选择相应的存储卡，RAM卡便于系统的在线修改，FEPROM则可以长久的保存数据，请说明现在S7 400支持的RAM最大为多少容量？（ D ）A、64KBB、1MC、16MD、64M10、光纤技术可以成功应用于可能的强干扰或高速通讯要求时.SIMATIC S7-400H同步光缆的最长距离可以达到?（ D ）A、500mB、1kmC、5kmD、10km二、多选题（每题4分）1、下列S7-300CPU中那些可以直接连接以太网？（ A B ）A、CPU315-2PN/DPB、CPU317-2PN/DPC、CPU314C-2DP2、S7-400系统采用模块化设计,能够依据需求灵活组合.下列哪些模块是SIMATIC S7-400系统的组成部件？（A B C D）A、中央处理单元(CPU)B、各种信号模板(SM)C、通讯模板(CP)D、功能模板(FM)3、SIMATIC S7-400支持多种通讯方式，如数据通讯，过程通讯等。

西门子S7-400H PLC的常见故障分析及处理方式摘要:PLC是专为工业环境应用而设计的一种具有数字运算操作能力的可编程逻辑控制器,它是对传统控制元器件继电器的一种替代,因其采用微型计算机的工业控制装置功能而具备了强大的逻辑控制特性,目前在工业自动化控制领域得到越来越普遍的应用。

而在诸多PLC系列产品中,西门子研发的诸如PLC200、PLC300和PLC400系列产品因其强大的功能和适用范围而得到市场的青睐,而这其中S7-400可编程控制器性能突出而成为市场的主流。

本文笔者结合多年的西门子S7-400系列产品的维护经验,以其在石化装置中的应用为例分析了S7-400H PLC产品常见的故障,并提出了解决措施。

关键词:西门子PLC S7-400H 故障处理方法PLC是Programmable Logic Controller的英文缩写,中文为可编程控制器。

PLC实质是专用于进行工业控制的计算机,在微型计算机技术支撑下的工业装置功能拓展了其逻辑控制范围,因此得以在工业自动化控制中广泛应用。

随着PLC技术的日渐成熟和研制PLC系列产品的国家越来越多,PLC产品逐渐在性能上实现了高传输质量、快速率和稳定宽带,且相比传统组网技术而显现出了低成本优势,成为了当前工业自动化控制领域的最为重要应用控制系统之一。

PLC系列产品研制开发的国家主要集中在德国和日本,其中尤以德国西门子公司研制开发的PLC S7系列产品因其在中高端性能领域的显著优势而在高端装备制造业领域得到广泛应用。

目前西门子开发S7 PLC系列产品中,S7-400 PLC由于具备强大的模块扩展和MPI多点接口功能而在高端装备制造业中得到应用,然而其存在的故障也具有普遍性。

本文在此从分析S7-400产品特点出发,以该产品在化工工业领域应用为例分析了产品存在的故障,提出了解决措施,具有一定的参考价值。

1 S7-400基本设计综述S7-400自动化控制系统采用模块化设计,具备的强大的模板扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。

第六章冗余I/O6.1 冗余I/O的定义当I/O模块以每两个一组组态成冗余对运行时，I/O模板即认为是冗余配置。

这样意味着S7-400H系统的所有元件都可以冗余。

使用冗余I/O可以使H系统提高可用性。

6.2 冗余I/O配置以下为几种采用冗余I/O 的典型配置6.2.1 中央和扩展设备中的I/O冗余信号模板成对安装在 CPU 0 和 CPU 1 子系统中，如图6-1所示：图6-1 中央和扩展设备中的I/O冗余这样使S7-400的I/O模块具有冗余性。

注意：当一个CPU因故障掉电时，连接的I/O模块被认为故障而不能被识别。

6.2.2. 单边DP 从站中的I/O冗余信号模板成对安装在带有有源底板总线的分布式I/O设备ET200M中，如图6-2所示：图6-2 单向DP从站中的I/O冗余注意：当其中一个从站PROFIBUS断线或主站CPU因故障掉电时，连接的I/O模块被认为故障而不能被识别。

6.2.3. 切换式DP 从站中的I/O冗余信号模板成对安装在带有有源底板总线的分布式I/O设备ET200M中，如图6-3所示：图6-3 切换式DP 从站中的I/O冗余在这种方式下，即使连接I/O从站CPU故障也不会影响I/O模块的可用性。

6.2.4. 单机模式H CPU中的I/O冗余连接方式如图6-4所示：图6-4 单一模式冗余I/O注意：当主站CPU因故障而停机时，I/O冗余不能实现。

6.3 “I/O冗余” 库函数及使用6.3.1“I/O冗余” 库函数“I/O冗余” 库函数，随可选 H 包(STEP7 V5.3已包含)一起提供，以支持I/O冗余功能，库函数包含以下功能块:●FC 450 RED_INIT 初始化功能●FC 451 RED_DEPA 触发去钝化●FB 450 RED_IN 读取冗余输入功能块●FB 451 RED_OUT 控制冗余输出功能块●FB 452 RED_DIAG 冗余 I/O 诊断功能块●FB 453 RED_STATUS 冗余状态信息功能块6.3.2 “I/O冗余”功能块的使用在使用这些功能块前,首先在硬件配置中配置冗余I/O模块，然后参考表6－1在相应的OB块中调用对应的功能块。