西門子PLC的軟冗余原理與實現

軟冗余又稱軟件冗余，是西門子實現冗余功能的一種解決方案，可以應用于對主備系統切換時間要求不高的控制系統中。軟冗余能夠實現：主機架電源、背板總線等冗余；PLC處理器冗余；PROFIBUS網絡冗余（包括通信接口、總線接頭、總線電纜等冗余）；接口模塊IM153-2冗余。在軟冗余系統進行工作時，主、備控制系統（處理器，通訊、I/O）獨立運行，由主系統的PLC掌握對冗余部分ET200M從站中的I/O控制權，主、備系統通過軟冗余程序進行數據同步。PLC程序由非冗余（non-duplicated）用戶程序段和冗余（redundant backup）用戶程序段組成，主系統PLC執行全部的用戶程序，備用系統PLC通過判斷冗余狀態跳過冗余程序，只執行非冗余用戶程序。當主系統中的組件發生故障，備用系統會自動切換為主系統，執行冗余程序，控制任務不會出現中斷。

軟冗余的原理和系統配置要求

能夠實現軟冗余功能的CPU有具體的要求，在S7-300中，315-2DP型（包括313C-2DP、314C-2DP）以上的CPU才能支持，所有的S7-400 CPU都支持軟冗余。主、備系統的CPU型號可以不同，如其中一套系統采用S7-400系列，另一套系統采用S7-300系列。數據同步可以通過MPI、PROFIBUS、Ethernet三種不同的網絡方式。需要兩套系統共同控制的I/O信號需要采用ET200M從站采集，由于要接入兩套CPU中，因此ET200M要選用冗余的IM153-2接口模塊，并且采用有源總線模塊。軟件需要安裝軟冗余軟件包，只有安裝了軟件冗余包STEP7中才會出現冗余功能庫。

軟冗余系統的編程調試和故障診斷

STEP7中的冗余軟件包包含了多個功能塊，每個功能塊都有特定的功能和調用方法，而且不同程序庫中的功能塊應用的場合不同，使用時需要加以區分。由于是通過軟件程序來實現冗余，因此軟冗余系統在編程調試時有些特點要注意。如在OB100中初始化程序塊FC100，定義系統運行的參數要正確，冗余輸出映像區地址要連續。修改系統參數后要對CPU進行復位，重新下載全部項目到PLC。

軟冗余系統與其他系統連接

軟冗余系統在實際應用中還會涉及到與其他系統進行數據通信、連接上位監控軟件WinCC時如何建立冗余鏈接等情況。