西門子網(wǎng)關(guān)6GK1411-5AB00

6GK1411-5AB00IE/PB LINK PN IO 網(wǎng)關(guān) 在工業(yè)以太網(wǎng)和 PROFIBUS（帶 PROFINET IO）之間 功能 S7 路由和 數(shù)據(jù)記錄路由，10/100 it/s 以太網(wǎng) 9.6 kbit/s 至 12 it/s PROFIBUS

1. 簡介
在另一個技術(shù)文檔《連接面板到S7-400H系統(tǒng)——主站跟蹤方法》（文檔編號：F0244）中，已經(jīng)介紹了一種用于將面板連接到S7-400H系統(tǒng)的方法。該文檔中，通過選擇連接主CPU的方法，使與S7-400H連接的面板（操作屏）能在冗余系統(tǒng)中自動切換。該方法實現(xiàn)簡單、思路清楚、切換速度較快；但在“面板與S7-400H間的網(wǎng)絡(luò)線路故障”等情形下，不能實現(xiàn)地自動切換。所以，本文提供了另一種方法，可以解決上述問題。

本方法基本原理如下：
1) 在H-CPU中使用的一個心跳信號變量，并周期性變化。在面板中，通過檢測其變化，來實現(xiàn)對兩個連接狀態(tài)的判斷。
2) 在面板中使用兩個的連接與兩個機架的CPU通訊，接收來自H-CPU的心跳信號以及與CPU連接狀態(tài)信號。建立第三個連接，用于創(chuàng)建除以上兩種信號之外的其他的工程變量。
3) 為兩個CPU分別建立亡計數(shù)器，當(dāng)對應(yīng)于其中一條連接的亡計數(shù)器數(shù)值出限制時，此連接可用。同時，利用連接切換函數(shù)，將第三個連接切換至另一個CPU。
4) 如果系統(tǒng)檢測到正常的心跳信號，對應(yīng)的亡計數(shù)器將被周期性地復(fù)位至初始值，此時該計數(shù)器數(shù)值會維持在較低的范圍（本例中為2~3）；如果其中一個連接失效后，亡計數(shù)器數(shù)值會維持在較高的范圍（本例中為11~12）。

本文的方法適用于：
? IE方式（推薦方式）
? MPI方式
? DP方式㈡*
*注：可以參考技術(shù)文檔《連接面板到S7-400H系統(tǒng)——主站跟蹤方法》（文檔編號：F0244）的應(yīng)用場合。
此方法只適合于支持3個及以上連接的、并且支持“ChangeConnection” 函數(shù)的面板。像OP 77、OP/TP 170、OP/TP177、OP/TP 270、OP/TP 277、MP 270、MP 277、MP 370等面板都滿足這些要求。
關(guān)于使用“主站跟蹤方法”連接面板到S7-400H系統(tǒng)，可以參考下面連接。

本文不介紹WinCC Flexible的基本使用和HMI畫面的組態(tài)過程與組態(tài)方法。詳細可以參考下面鏈接。

2.1 配置CPU的心跳信號2. 心跳信號方法組態(tài)步驟

對于S7-400H，我們可以使用Clock Memory來作為心跳信號。關(guān)于Clock Memory的說明，可以參考在線幫助獲得更詳細的信息。
注1：項目程序或其他應(yīng)用中沒有占用Clock Memory所組態(tài)的地址區(qū)域。本例中，使用 10作為Clock Memory（心跳信號）。
注2：若S7-400H系統(tǒng)已經(jīng)在生產(chǎn)運行中，且不能停機，可以參考： 3. 不停機增加心跳信號產(chǎn)生程序。

圖1 組態(tài)Clock Memory作為心跳信號

2.2 配置面板連接
在WinCC Flexible中，為面板組態(tài)與S7-400H的三個連接，分別為：

表1 連接配置

組態(tài)配置可以參考下圖。

西門子網(wǎng)關(guān)6GK1411-5AB00圖2 為面板組態(tài)與S7-400H的三個連接

2.3 創(chuàng)建要的變量
在WinCC Flexible中，在相應(yīng)的連接下創(chuàng)建要變量，如下圖所示。（其中Procs_Data為測試變量，可根據(jù)實際情況使用用戶自定義的變量。）

圖3 在相應(yīng)的連接下創(chuàng)建要的變量

變量的具體意義如下：

 表2 變量的具體意義

本例方法中，為兩個心跳信號在H-CPU各注冊了一個變量地址。但在面板項目中，對兩個心跳信號各創(chuàng)建了三個“具有相同地址”的變量。原因為：
CPU?_DeathCouter定義了亡計數(shù)的上限值以及使用此變量進行計數(shù)的累加和復(fù)位；CPU?_DeathDeclare用于“判定亡計數(shù)器是否已經(jīng)亡標(biāo)準(zhǔn)（觸發(fā)上限）”；CPU?_DeathCounter_Ret用于“當(dāng)一個連接失效后，將另一個連接亡計數(shù)器復(fù)位至非亡區(qū)域內(nèi)”（此變量與前兩個變量使用相反的連接，參考圖3）。
* 注：由于同一變量不能自加計數(shù)過自身上限，所以須至少使用兩個相同地址的變量，一個用于觸發(fā)一個上限，另一個用于累加計數(shù)并能過前者的上限。因此，CPU0_DeathCounter、CPU0_DeathCounter_Ret和CPU0_DeathDeclare這三個“亡計數(shù)變量”使用相同的物理地址；同樣，CPU1_DeathCounter、CPU1_DeathCounter_Ret和CPU1_DeathDeclare也使用相同的物理地址。
2.4 為部分變量設(shè)置上限
CPU0_DeathCounter和CPU1_DeathCounter設(shè)置上限為12，定義了“亡計數(shù)變量”的值為12；CPU0_DeathDeclare和CPU1_DeathDeclare設(shè)置上限10，定義了當(dāng)“亡計數(shù)變量 > 10”時，宣布連接丟失。

西門子網(wǎng)關(guān)6GK1411-5AB00圖4 為變量設(shè)置上限

2.5 增加亡計數(shù)與心跳監(jiān)測相關(guān)的函數(shù)
當(dāng)“亡計數(shù)變量 > 10”時，宣布連接丟失： 切換連接，并將另一個亡計數(shù)復(fù)位回“非亡區(qū)”。

圖5 增加亡計數(shù)與心跳監(jiān)測相關(guān)的函數(shù)(1)

每心跳被檢測到，都復(fù)位相應(yīng)“亡計數(shù)變量”，并向上累計與另一個CPU的“亡計數(shù)變量”。

圖6 增加亡計數(shù)與心跳監(jiān)測相關(guān)的函數(shù)(2)

2.6 設(shè)計畫面
項目中畫面的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)用戶需求而定。本例中，提供一些常用的相關(guān)設(shè)計。
與連接狀態(tài)判斷和切換無關(guān)的變量（工程變量），都應(yīng)基于連接“Connection_X”創(chuàng)建。

圖7 為連接狀態(tài)、連接切換和切換測試組態(tài)畫面(1)

可以設(shè)計兩個按鈕用于手動的連接切換，如上圖和下圖。

圖8 為連接狀態(tài)、連接切換和切換測試組態(tài)畫面(2)

2.7 結(jié)果測試
當(dāng)兩個連接鏈路都正常時的畫面狀態(tài)，如下圖。

圖9 測試結(jié)果——與兩個CPU連接都正常

當(dāng)與CPU 0連接時并失敗時的畫面狀態(tài)，如下圖。西門子網(wǎng)關(guān)6GK1411-5AB00

圖10 測試結(jié)果——與CPU0的連接故障

3. 不停機增加心跳信號產(chǎn)生程序
如果當(dāng)前系統(tǒng)正在運行，且無法停機修改組態(tài)來增加Clock Memory。此時，我們可以通過增加程序或程序段的方式來產(chǎn)生心跳信號（代替Clock Memory）。下面給出了用于梯形圖LAD編程和CFC編程使用的兩種示例程序段。

圖11 心跳信號生成程序段——LAD編程

圖12 心跳信號生成程序段——CFC編程
注：項目程序或其他應(yīng)用中沒有占用“心跳信號”使用的地址區(qū)域。本例中，使用 10作為心跳信號。使用上述程序后，不要再將相同的地址區(qū)域組態(tài)為Clock Memory使用。

支 持擴展診斷功能的PROFINET IO設(shè)備只能被同樣支持擴展診斷功能的PROFINET IO控制器操作。在STEP7硬件組態(tài)中把支持擴展診斷功能的PROFINET IO設(shè)備（如ET200S IM151-N接口模塊67151-3BA23-0AB0）連接到不支持擴展診斷功能的PROFINET IO控制器（如CP443-1Advanced模塊6GK7443-1EX41-0XE0）上時，會提示出錯，如圖1所示：
 

此 時，要么更換PROFINET IO控制器為支持擴展診斷功能的控制器（如CP443-1Advanced模塊6GK7443-1GX20-0XE0），或者將實際支持擴展診斷功能的 PROFINET IO設(shè)備（如ET200S IM151-N接口模塊67151-3BA23-0AB0）組態(tài)為較低版本的不支持擴展診斷功能的PROFINET IO設(shè)備（如ET200S IM151-N接口模塊67151-3BA20-0AB0），如下圖，此時可以正常組態(tài)和通訊，但不能應(yīng)用接口模塊的擴展診斷功能。
 

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