标准CPU与S7-1500R/H冗余系统是如何进行S7通信的？
标准 cpu 与 s7-1500r/h 冗余系统进行s7通信
1、简介
s7-1500r/h 冗余系统的基本通信功能与 s7-1500 标准系统的大致相同，但在具体使用时有一些特殊的限制条件。
s7-1500r/h 冗余系统的通信方式
• 通过 tcp/ip、udp、iso on-tcp 和 modbus/tcp 建立开放式用户通信
• s7 通信,在通信中作为服务器
• hmi 通信和 pg 通信
s7-1500r/h 冗余系统通信的限制条件
• 开放式用户通信：
– 不支持所组态的连接
– 不支持开放式用户安全通信
– 电子邮件：s7-1500r/h cpu 支持版本低于 v5.0 的“tmail_c”指令。不支持自 v5.0 起的版本。
– 不支持“tcon_param”的连接描述
• 不支持 opc ua
• 不支持在 s7 通信中作为客户端
• 不支持 web 服务器
• pg 通信：不能同时访问两个 cpu。可访问主 cpu 或备份 cpu。
• s7-1500r/h 的 cpu 不支持集中插入的通信模块。
s7-1500r/h 冗余系统的系统 ip 地址
除了各 cpu 的设备 ip 地址之外，s7-1500r/h 冗余系统分配以下系统 ip 地址：
• 两个 cpu 的 x1 profinet 接口的系统 ip 地址（系统 ip 地址 x1），适用于 cpu 1513r-1pn、cpu 1515r-2pn、cpu 1517h-3pn 和 cpu 1518hf-4pn
• 两个 cpu 的 x2 profinet 接口的系统 ip 地址（系统 ip 地址 x2），适用于 cpu 1515r-2pn、cpu 1517h-3pn 和 cpu 1518hf-4pn
• 两个 cpu 的 x3 profinet 接口的系统 ip 地址（系统 ip 地址 x3），适用于 cpu 1518hf-4pn
通过系统 ip 地址，可与其它设备（例如，hmi 设备、cpu 和 pc）通信。这些设备通过系统 ip 地址始终与冗余系统的主 cpu 进行数据通信。
这样，可确保在冗余操作中原来的主 cpu 发生故障后，通信伙伴可在 run-solo 系统状态下与新的主 cpu（之前的备用 cpu )进行数据通信。
与设备 ip 地址相比，系统 ip 地址的优势
• 通信伙伴专与主 cpu 进行通信。
• 即使主 cpu 故障发生主备切换，仍可通过系统 ip 地址与 s7-1500r/h 冗余系统进行数据通信。
应用
系统 ip 地址适用于以下应用中：
• 与 s7-1500r/h 冗余系统进行 hmi 通信，可以使用 hmi 设备控制或监视冗余 s7-1500r/h 系统上的过程
• 与 s7-1500r/h 冗余系统进行开放式用户通信：
– 另一个 cpu 或某 pc 中应用程序访问 s7-1500r/h 冗余系统的数据
– s7-1500r/h 冗余系统访问一个不同的设备
可建立 tcp、udp 和 iso-on-tcp 连接
• 与 s7-1500r/h 冗余系统进行s7通信
– 另一个 cpu 应用程序访问 s7-1500r/h 冗余系统的数据(作为服务器)
2、示例说明
示例中一个标准cpu(cpu1513-1pn) 的profinet x1接口与两个冗余cpu（cpu1515r-2pn）的profinet x2接口连接到同一个网络中，标准cpu(cpu1513-1pn) 通过两个 cpu1515r-2pn 的 x2 profinet 接口的系统 ip 地址与 s7-1500r/h 冗余系统进行s7通信，使用指令“put”将db1中10个字节的数据写入到 cpu1515r-2pn 的db1中。
图 1 示例：s7 1500r/h 冗余系统通过系统 ip 地址 x2 进行通信
示例中使用的软硬件环境
硬件：
cpu1515r-2pn 6es7 515-2rm00-0ab0，v2.9.2
cpu1515r-2pn 6es7 515-2rm00-0ab0，v2.9.2
cpu1513-1pn 6es7 513-1al02-0ab0，v2.9.2
软件：
step7 professional v17 update 2
3、组态和配置过程
根据文档开始的介绍，s7-1500r/h 冗余系统在 s7 通信中只能作为服务器，不能主动建立s7连接也没有用于s7通信的指令。因此，需要在标准 cpu 侧建立一个未指定的单向s7连接，在伙伴地址处填写s7-1500r/h 冗余系统 profinet 接口的系统 ip 地址。同时只能在标准 cpu 中使用指令“put”，将数据写入s7-1500r/h 冗余系统的 cpu 中，使用指令“get”从冗余 cpu 中读取数据。put 和 get 指令是单向指令，只需在标准cpu中有该指令即可。
3.1 配置s7-1500r/h站
使用 step7 v17 创建一个新项目，并通过“添加新设备”组态 s7-1500r/h站，选择对应型号 cpu1515r-2pn。创建pn/ie_2子网，将两个cpu的profinet x2接口连入子网。分别设置两个cpu的x2接口的设备 ip 地址。
激活cpu1515r-2pn pforinet x2接口属性中的“启用切换通信的系统ip地址”并设置 x2 接口的系统 ip 地址，如图 2 所示。
图 2 设置x2接口的系统ip地址
在cpu1515r-2pn 属性“防护与安全”中激活“允许来自远程对象的put/get通信访问”，如图 3 所示。
图 3 激活连接机制
cpu1515r-2pn中新建一个数据块_1[db1]存放接收的数据，注意，要去掉db块属性中的“优化的块访问” ，见图4，图5。
图 4 创建数据块
图 5 设置数据块属性
3.2 配置cpu1513-1pn
“添加新设备”组态 cpu1513-1pn，将cpu的profinet x1接口连入pn/ie_2子网，设置 ip 地址，如图 6 所示。
图 6 在项目中配置 cpu1513-1pn
在网络视图左上角，点击“连接”，右侧的下拉框中选择“s7连接”。鼠标右键单击 cpu1513-1pn，在弹出的对话框中选择“添加新连接”，如图 7 所示。
随后点击“添加”按钮，添加一个新的s7连接，如图 8 所示。
图 7 进入添加新连接界面
图 8 添加新连接
在刚刚建立的 s7 连接属性界面中的“常规”里填入连接伙伴的 ip 地址，注意此处一定要填写前面 cpu1515r-2pn 设置的 x2 接口的系统 ip 地址（图2 中），如图 9 所示。
在“地址详细信息”中，将伙伴下面的插槽号设置为“1”，见图 10 所示。
图 9 填入 cpu1515r-2pn 的系统 ip 地址
图 10 设置伙伴插槽
新建发送数据块，长度和结构与之前在 cpu1515r-2pn 中建立的接收数据块一致，同样要去掉“优化的块访问”，如图 11 所示。
图 11 建立发送数据块
s7通信需要使用专门的指令发送接收数据，指令位于“指令列表—通信—s7 通信”文件夹下。示例中是 cpu1513-1pn 发送数据到 cpu1515r-2pn，需要使用“put”，如图 12。
图 12 调用指令“put”
在指令属性界面“连接参数”中，选择之前步骤建立的s7连接，如图 13。
图 13 指令“put”选择连接
填写指令的相关参数，如图 14。参数说明见图 15，更多关于指令的相关信息可以参考指令的帮助文件！
图 14 填写指令参数
图 15 指令参数说明
4、结果测试
将项目编译正常后下载到各自cpu中，使用监控表对数据传递进行测试。在 cpu1513-1pn 程序中置位指令“put”的参数“req”地址变量m100.0，接收方 cpu1515r-2pn 接收数据块收到数值，说明数据交换正常，见图 16。
图 16 监控cpu之间的数据传递
5、标准 cpu 与 s7-1500r/h 冗余 cpu 不在一个项目中的情况
标准 cpu 和s7-1500 r/h 冗余 cpu 不在同一个tia portal 项目的情况下，通信的组态和配置是分开进行的，操作方法是完全相同的（唯一不同就是组态标准 cpu 时，在3.2章节步骤1中的图片中没有s7-1500r/h 站）。
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1、简介
s7-1500r/h 冗余系统的基本通信功能与 s7-1500 标准系统的大致相同，但在具体使用时有一些特殊的限制条件。
s7-1500r/h 冗余系统的通信方式
• 通过 tcp/ip、udp、iso on-tcp 和 modbus/tcp 建立开放式用户通信
• s7 通信,在通信中作为服务器
• hmi 通信和 pg 通信
s7-1500r/h 冗余系统通信的限制条件
• 开放式用户通信：
– 不支持所组态的连接
– 不支持开放式用户安全通信
– 电子邮件：s7-1500r/h cpu 支持版本低于 v5.0 的“tmail_c”指令。不支持自 v5.0 起的版本。
– 不支持“tcon_param”的连接描述
• 不支持 opc ua
• 不支持在 s7 通信中作为客户端
• 不支持 web 服务器
• pg 通信：不能同时访问两个 cpu。可访问主 cpu 或备份 cpu。
• s7-1500r/h 的 cpu 不支持集中插入的通信模块。
s7-1500r/h 冗余系统的系统 ip 地址
除了各 cpu 的设备 ip 地址之外，s7-1500r/h 冗余系统分配以下系统 ip 地址：
• 两个 cpu 的 x1 profinet 接口的系统 ip 地址（系统 ip 地址 x1），适用于 cpu 1513r-1pn、cpu 1515r-2pn、cpu 1517h-3pn 和 cpu 1518hf-4pn
• 两个 cpu 的 x2 profinet 接口的系统 ip 地址（系统 ip 地址 x2），适用于 cpu 1515r-2pn、cpu 1517h-3pn 和 cpu 1518hf-4pn
• 两个 cpu 的 x3 profinet 接口的系统 ip 地址（系统 ip 地址 x3），适用于 cpu 1518hf-4pn
通过系统 ip 地址，可与其它设备（例如，hmi 设备、cpu 和 pc）通信。这些设备通过系统 ip 地址始终与冗余系统的主 cpu 进行数据通信。
这样，可确保在冗余操作中原来的主 cpu 发生故障后，通信伙伴可在 run-solo 系统状态下与新的主 cpu（之前的备用 cpu )进行数据通信。
与设备 ip 地址相比，系统 ip 地址的优势
• 通信伙伴专与主 cpu 进行通信。
• 即使主 cpu 故障发生主备切换，仍可通过系统 ip 地址与 s7-1500r/h 冗余系统进行数据通信。
应用
系统 ip 地址适用于以下应用中：
• 与 s7-1500r/h 冗余系统进行 hmi 通信，可以使用 hmi 设备控制或监视冗余 s7-1500r/h 系统上的过程
• 与 s7-1500r/h 冗余系统进行开放式用户通信：
– 另一个 cpu 或某 pc 中应用程序访问 s7-1500r/h 冗余系统的数据
– s7-1500r/h 冗余系统访问一个不同的设备
可建立 tcp、udp 和 iso-on-tcp 连接
• 与 s7-1500r/h 冗余系统进行s7通信
– 另一个 cpu 应用程序访问 s7-1500r/h 冗余系统的数据(作为服务器)
2、示例说明
示例中一个标准cpu(cpu1513-1pn) 的profinet x1接口与两个冗余cpu（cpu1515r-2pn）的profinet x2接口连接到同一个网络中，标准cpu(cpu1513-1pn) 通过两个 cpu1515r-2pn 的 x2 profinet 接口的系统 ip 地址与 s7-1500r/h 冗余系统进行s7通信，使用指令“put”将db1中10个字节的数据写入到 cpu1515r-2pn 的db1中。
图 1 示例：s7 1500r/h 冗余系统通过系统 ip 地址 x2 进行通信
示例中使用的软硬件环境
硬件：
cpu1515r-2pn 6es7 515-2rm00-0ab0，v2.9.2
cpu1515r-2pn 6es7 515-2rm00-0ab0，v2.9.2
cpu1513-1pn 6es7 513-1al02-0ab0，v2.9.2
软件：
step7 professional v17 update 2
3、组态和配置过程
根据文档开始的介绍，s7-1500r/h 冗余系统在 s7 通信中只能作为服务器，不能主动建立s7连接也没有用于s7通信的指令。因此，需要在标准 cpu 侧建立一个未指定的单向s7连接，在伙伴地址处填写s7-1500r/h 冗余系统 profinet 接口的系统 ip 地址。同时只能在标准 cpu 中使用指令“put”，将数据写入s7-1500r/h 冗余系统的 cpu 中，使用指令“get”从冗余 cpu 中读取数据。put 和 get 指令是单向指令，只需在标准cpu中有该指令即可。
3.1 配置s7-1500r/h站
使用 step7 v17 创建一个新项目，并通过“添加新设备”组态 s7-1500r/h站，选择对应型号 cpu1515r-2pn。创建pn/ie_2子网，将两个cpu的profinet x2接口连入子网。分别设置两个cpu的x2接口的设备 ip 地址。
激活cpu1515r-2pn pforinet x2接口属性中的“启用切换通信的系统ip地址”并设置 x2 接口的系统 ip 地址，如图 2 所示。
图 2 设置x2接口的系统ip地址
在cpu1515r-2pn 属性“防护与安全”中激活“允许来自远程对象的put/get通信访问”，如图 3 所示。
图 3 激活连接机制
cpu1515r-2pn中新建一个数据块_1[db1]存放接收的数据，注意，要去掉db块属性中的“优化的块访问” ，见图4，图5。
图 4 创建数据块
图 5 设置数据块属性
3.2 配置cpu1513-1pn
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图 6 在项目中配置 cpu1513-1pn
在网络视图左上角，点击“连接”，右侧的下拉框中选择“s7连接”。鼠标右键单击 cpu1513-1pn，在弹出的对话框中选择“添加新连接”，如图 7 所示。
随后点击“添加”按钮，添加一个新的s7连接，如图 8 所示。
图 7 进入添加新连接界面
图 8 添加新连接
在刚刚建立的 s7 连接属性界面中的“常规”里填入连接伙伴的 ip 地址，注意此处一定要填写前面 cpu1515r-2pn 设置的 x2 接口的系统 ip 地址（图2 中），如图 9 所示。
在“地址详细信息”中，将伙伴下面的插槽号设置为“1”，见图 10 所示。
图 9 填入 cpu1515r-2pn 的系统 ip 地址
图 10 设置伙伴插槽
新建发送数据块，长度和结构与之前在 cpu1515r-2pn 中建立的接收数据块一致，同样要去掉“优化的块访问”，如图 11 所示。
图 11 建立发送数据块
s7通信需要使用专门的指令发送接收数据，指令位于“指令列表—通信—s7 通信”文件夹下。示例中是 cpu1513-1pn 发送数据到 cpu1515r-2pn，需要使用“put”，如图 12。
图 12 调用指令“put”
在指令属性界面“连接参数”中，选择之前步骤建立的s7连接，如图 13。
图 13 指令“put”选择连接
填写指令的相关参数，如图 14。参数说明见图 15，更多关于指令的相关信息可以参考指令的帮助文件！
图 14 填写指令参数
图 15 指令参数说明
4、结果测试
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图 16 监控cpu之间的数据传递
5、标准 cpu 与 s7-1500r/h 冗余 cpu 不在一个项目中的情况
标准 cpu 和s7-1500 r/h 冗余 cpu 不在同一个tia portal 项目的情况下，通信的组态和配置是分开进行的，操作方法是完全相同的（唯一不同就是组态标准 cpu 时，在3.2章节步骤1中的图片中没有s7-1500r/h 站）。
3D NAND技术堆叠将走向何方?
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浅谈中国EDA与世界先进水平的差距
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标准CPU与S7-1500R/H冗余系统是如何进行S7通信的？
石墨烯树脂涂料的制备及石墨烯分散性研究
图像采集卡怎样选择合适的
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步进电动机的控制
基于NCL30001的电流可调节恒流功率因数校正的LED区域
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