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西门子S7-400H冗余容错自动化系统设计

  冗余设计的容错自动化系统S7-400H

  1. 西门子S7-400H的使用场合

  在许多生产领域中，要求容错和高度可靠性的应用越来越多，某些领域由于故障引起的停机将会带来重大的经济损失。S7-400H特别适合在下列场合使用

可以在西门子的支持网站下载FB125的例程，该例程集成了用于显示上述DP从站故障信息的人机界面的项目。但是同时只能显示一个从站、一个模块和一个通道的诊断信息，必须用手动的方式切换要诊断的从站。

  FC125是一个较简单的版本，它只提供“哪些站点有故障”的信息，不能显示详细的诊断信息。

  8. 用报告系统错误功能诊断和显示故障

  STEP 7的“报告系统错误”功能(见8.2节)只需要进行简单的组态，几乎可以全部采用默认的参数，就可以自动生成用于诊断故障和发送消息的OB、FB、SFC和DB，以及各机架、从站和模块对应的故障消息，故障的消息文本被自动传送到HMI或WinCC的项目中。运行时如果出现故障，CPU将对应的消息编号发送到HMI设备或WinCC，用报警消息的形式显示故障信息。

 西门子除了*基础的LAD梯形图编程，FBD功能块编程和STL语句表编程还有很多其他的方式，比如说PCS7的CFC,SFC; 除此之外还有SCL，S7-GRAPH等等。对于这些语言，一般的工控人员很难全部精通，因此仿制难度大大提升，因此非常关键的工艺程序可以由这些语言编写，也可以很好得保护自己的核心。

  (1)编程方式的采用

  a)采用模块化的程序结构，采用符号名，参数化来编写子程序块;

  b)尽量采用背景数据块和多重背景的数据传递方式;

  c)多采用间接寻址的编程方式;

  d)复杂系统的控制程序尤其是一些带有顺序控制或配方控制的程序，可以考虑采用数据编程的方式，即通过数据的变化来改变系统的控制逻辑或控制顺序。

  用户应该尽量采用以上几种**层次的编程方式，这样编出来的程序中嵌入系统的保护加密程序，才不容易被发现而仿制。

  1)停机将会造成重大的经济损失。

  2)过程控制系统发生故障后再启动的费用十分昂贵。

  3)某些使用贵重的原材料的过程控制(例如制药工业)会因突发的停机而产生废品。4)无人管理的场合或需要减少维修人员的场合。

  西门子的S7 Software Redundancy(S7软件冗余)可选软件可以在S7-300和S7-400 标准系统上运行。生产过程出现故障时，在几秒钟内切换到替代系统，可以用于水厂水处理系统或交通流量控制系统等场合。

继电器输出型模块的触点工作电压范围宽:导通压降小,与品体管型和双向晶闸管取模块相比,承受晚时过电压和过电流的能力较强,但是动作速度较慢。系统输出量变化不是很频鬟时,一般选用继电器型输出模块县如果用可编程序控制器驱动交流接触器,应将额定电压AC380V的交流接触器的线圈换成220V的。

  在负载要求的输出功率超过可编程序控制器的允许值时,应设置外部继电器。可编程序控制器输出模块内的小型继电器的触点小,断弧能力差,不能直接用于DC220V电路中,必须用可编程序控制器驱动外部继电器,用外部继电器的触点驱动DC220W的负载。断开直流负载要求用较大的继电器触点,接通同一直流负载可用较小的触点。选择外按继电器的型号时，应仔细分析是用可编程序控制器来控制接通外部负载还是断开外部负载。例如水电站中用得较多的DC220V电磁阀的线圈通电使阀芯动作时,用阀内部与其线圈串联的限位开关触点来断开电路。在这种情况下，可以选择用触点较小的继电器来转接可编程序控制器的输出信号。

  S7-400H是按冗余方式设计的，主要器件都是双重的，可以在事件发生后继续使用备用的器件。设计成双重器件的有中央处理器CPU、电源模块以及连接两个中央处理器的硬件。用户可以自行决定系统是否需要更多的双重器件，以增强设备的冗余性。