过程控制系统PCS_7_V7.0_SP1容错过程控制系统配置手册
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过程控制系统PCS_7_V7.0_SP1容错过程控制系统配置手册
文本预览
1
_前_言 ____________
SIMATIC 过程控制系统 PCS 7 V7.0 SP1 容错过程控制系统
2
_容_错的_基_本_知_识_ _______
3
_ PC_
S
_
7
中_的_容_错_解_决_方案_ ____
SIMATIC
4
_容_错组_件_的_优_点_ _______
过程控制系统 PCS 7 V7.0 SP1
容错过程控制系统
5
_组_件更_换_和_设_备_更_改 ______
6
_容_错组_件_的_故_障_、切_换_和_返_回___
配置手册
7
_诊_断 ____________
2007 年 9 月版
A5E01235049-02安安全 全技 技术 术提 提示
示
为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。人身安全的提示用一个警告三角表示，仅与财产
损失有关的提示不带警告三角。警告提示根据危险等级由高到低如下表示。
危险
表示如果不采取相应的小心措施，将会导致死亡或者严重的人身伤害。
警告
表示如果不采取相应的小心措施，可能导致死亡或者严重的人身伤害。
小心
带有警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致轻微的人身伤害。
小心
不带警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致财产损失。
注意
表示如果不注意相应的提示，可能会出现不希望的结果或状态。
当出现多个危险等级的情况下，每次总是使用最高等级的警告提示。如果在某个警告提示中带有警告可能导致人身
伤害的警告三角，则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告。
合格的专业人员
仅允许安装和驱动与本文件相关的附属设备或系统。设备或系统的调试和运行仅允许由合格的专业人员进行。本文
件安全技术提示中的合格专业人员是指根据安全技术标准具有从事进行设备、系统和电路的运行，接地和标识资格
的人员。
按规定使用
请注意下列说明：
警告
设备仅允许用在目录和技术说明中规定的使用情况下，并且仅允许使用西门子股份有限公司推荐的或指定的其他
制造商生产的设备和部件。设备的正常和安全运行必须依赖于恰当的运输，合适的存储、安放和安装以及小心的
操作和维修。
商标
所有带有标记符号 ® 的都是西门子股份有限公司的注册商标。标签中的其他符号可能是一些其他商标，这是出于保
护所有者权利的目地由第三方使用而特别标示的。
责任免除
我们已对印刷品中所述内容与硬件和软件的一致性作过检查。然而不排除存在偏差的可能性，因此我们不保证印刷
品中所述内容与硬件和软件完全一致。印刷品中的数据都按规定经过检测，必要的修正值包含在下一版本中。
Siemens AG A5E01235049-02 Copyright © Siemens AG 2007。
Automation and Drives Ⓟ 07/2007 本公司保留技术更改的权利
Postfach 48 48
90327 NÜRNBERG
德国目录
1 前言...........................................................................................................................................................7
2 容错的基本知识.......................................................................................................................................11
2.1 为什么要使用容错过程控制系统...................................................................................................11
2.2 系统范围的可用性分析.................................................................................................................14
2.3 PCS 7 冗余概念...........................................................................................................................15
2.4 PCS 7 冗余功能概述....................................................................................................................18
2.5 组态阶段的特点............................................................................................................................19
2.6 调试及操作阶段的特点.................................................................................................................20
2.7 维修和系统扩展特点.....................................................................................................................21
2.8 可用性定义...................................................................................................................................22
2.9 备用模式定义................................................................................................................................22
2.10 冗余节点.......................................................................................................................................23
3 PCS 7 中的容错解决方案.........................................................................................................................25
3.1 I/O 的解决方案.............................................................................................................................25
3.1.1 I/O 的解决方案.............................................................................................................................25
3.1.2 单通道切换分布式 I/O..................................................................................................................27
3.1.3 冗余 I/O........................................................................................................................................29
3.1.4 分布式 I/O 的冗余接口模块..........................................................................................................31
3.1.5 冗余 I/O 模块................................................................................................................................32
3.1.6 冗余的执行器和传感器.................................................................................................................33
3.2 自动化系统的解决方案.................................................................................................................34
3.2.1 自动化系统的解决方案.................................................................................................................34
3.2.2 S7-400H 硬件组件.......................................................................................................................34
3.2.3 SIMATIC S7-400H AS 如何运行..................................................................................................37
3.3 通讯的解决方案............................................................................................................................38
3.3.1 通讯的解决方案............................................................................................................................38
3.3.2 网络组件.......................................................................................................................................40
3.3.3 容错终端总线................................................................................................................................43
3.3.4 冗余容错终端总线........................................................................................................................46
3.3.5 容错工厂总线................................................................................................................................49
3.3.6 冗余容错工厂总线........................................................................................................................52
3.3.7 冗余 PROFIBUS DP....................................................................................................................55
容错过程控制系统
配置手册, 2007 年 9 月版, A5E01235049-02 3目录
3.3.8 冗余 PROFIBUS DP 和单通道 PROFIBUS DP 间的网关...........................................................57
3.3.9 PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的连接..................................................................................58
3.3.10 冗余 PROFIBUS PA....................................................................................................................60
3.4 用于在域中集成 PCS 7 工厂的解决方案.....................................................................................62
3.4.1 在域中集成 PCS 7 工厂...............................................................................................................62
_前_言 ____________
SIMATIC 过程控制系统 PCS 7 V7.0 SP1 容错过程控制系统
2
_容_错的_基_本_知_识_ _______
3
_ PC_
S
_
7
中_的_容_错_解_决_方案_ ____
SIMATIC
4
_容_错组_件_的_优_点_ _______
过程控制系统 PCS 7 V7.0 SP1
容错过程控制系统
5
_组_件更_换_和_设_备_更_改 ______
6
_容_错组_件_的_故_障_、切_换_和_返_回___
配置手册
7
_诊_断 ____________
2007 年 9 月版
A5E01235049-02安安全 全技 技术 术提 提示
示
为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。人身安全的提示用一个警告三角表示，仅与财产
损失有关的提示不带警告三角。警告提示根据危险等级由高到低如下表示。
危险
表示如果不采取相应的小心措施，将会导致死亡或者严重的人身伤害。
警告
表示如果不采取相应的小心措施，可能导致死亡或者严重的人身伤害。
小心
带有警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致轻微的人身伤害。
小心
不带警告三角，表示如果不采取相应的小心措施，可能导致财产损失。
注意
表示如果不注意相应的提示，可能会出现不希望的结果或状态。
当出现多个危险等级的情况下，每次总是使用最高等级的警告提示。如果在某个警告提示中带有警告可能导致人身
伤害的警告三角，则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告。
合格的专业人员
仅允许安装和驱动与本文件相关的附属设备或系统。设备或系统的调试和运行仅允许由合格的专业人员进行。本文
件安全技术提示中的合格专业人员是指根据安全技术标准具有从事进行设备、系统和电路的运行，接地和标识资格
的人员。
按规定使用
请注意下列说明：
警告
设备仅允许用在目录和技术说明中规定的使用情况下，并且仅允许使用西门子股份有限公司推荐的或指定的其他
制造商生产的设备和部件。设备的正常和安全运行必须依赖于恰当的运输，合适的存储、安放和安装以及小心的
操作和维修。
商标
所有带有标记符号 ® 的都是西门子股份有限公司的注册商标。标签中的其他符号可能是一些其他商标，这是出于保
护所有者权利的目地由第三方使用而特别标示的。
责任免除
我们已对印刷品中所述内容与硬件和软件的一致性作过检查。然而不排除存在偏差的可能性，因此我们不保证印刷
品中所述内容与硬件和软件完全一致。印刷品中的数据都按规定经过检测，必要的修正值包含在下一版本中。
Siemens AG A5E01235049-02 Copyright © Siemens AG 2007。
Automation and Drives Ⓟ 07/2007 本公司保留技术更改的权利
Postfach 48 48
90327 NÜRNBERG
德国目录
1 前言...........................................................................................................................................................7
2 容错的基本知识.......................................................................................................................................11
2.1 为什么要使用容错过程控制系统...................................................................................................11
2.2 系统范围的可用性分析.................................................................................................................14
2.3 PCS 7 冗余概念...........................................................................................................................15
2.4 PCS 7 冗余功能概述....................................................................................................................18
2.5 组态阶段的特点............................................................................................................................19
2.6 调试及操作阶段的特点.................................................................................................................20
2.7 维修和系统扩展特点.....................................................................................................................21
2.8 可用性定义...................................................................................................................................22
2.9 备用模式定义................................................................................................................................22
2.10 冗余节点.......................................................................................................................................23
3 PCS 7 中的容错解决方案.........................................................................................................................25
3.1 I/O 的解决方案.............................................................................................................................25
3.1.1 I/O 的解决方案.............................................................................................................................25
3.1.2 单通道切换分布式 I/O..................................................................................................................27
3.1.3 冗余 I/O........................................................................................................................................29
3.1.4 分布式 I/O 的冗余接口模块..........................................................................................................31
3.1.5 冗余 I/O 模块................................................................................................................................32
3.1.6 冗余的执行器和传感器.................................................................................................................33
3.2 自动化系统的解决方案.................................................................................................................34
3.2.1 自动化系统的解决方案.................................................................................................................34
3.2.2 S7-400H 硬件组件.......................................................................................................................34
3.2.3 SIMATIC S7-400H AS 如何运行..................................................................................................37
3.3 通讯的解决方案............................................................................................................................38
3.3.1 通讯的解决方案............................................................................................................................38
3.3.2 网络组件.......................................................................................................................................40
3.3.3 容错终端总线................................................................................................................................43
3.3.4 冗余容错终端总线........................................................................................................................46
3.3.5 容错工厂总线................................................................................................................................49
3.3.6 冗余容错工厂总线........................................................................................................................52
3.3.7 冗余 PROFIBUS DP....................................................................................................................55
容错过程控制系统
配置手册, 2007 年 9 月版, A5E01235049-02 3目录
3.3.8 冗余 PROFIBUS DP 和单通道 PROFIBUS DP 间的网关...........................................................57
3.3.9 PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的连接..................................................................................58
3.3.10 冗余 PROFIBUS PA....................................................................................................................60
3.4 用于在域中集成 PCS 7 工厂的解决方案.....................................................................................62
3.4.1 在域中集成 PCS 7 工厂...............................................................................................................62
AIGC内容描述：
《PCS 7 V7.0 SP1容错过程控制系统配置手册》是一本针对西门子（Siemens）推出的高级自动化控制平台——过程控制系统（Process Control System, PCS 7）第七版本V7.0 Service Pack 1 (SP1)的专业技术文档。该手册详细阐述了在这一容错型过程控制系统环境下进行配置、安装、设置和维护的全过程。
容错过程控制系统（ fault-tolerant process control system）强调的是在系统运行过程中，即使部分硬件或软件出现故障时，仍能保证关键控制任务的稳定性和连续性，通过冗余设计和故障切换机制来降低对整体生产效率的影响。
此手册将涵盖以下主要内容：
- PCS 7 V7.0 SP1系统架构与组件介绍
- 容错模块（如S7-400 HET，S7-300 HotStandby等）的配置与连接
- 系统故障诊断与恢复策略
- 控制回路及安全功能的配置与实现
- 实时数据库(RDB)与历史数据管理(Historian)的容错配置
- 通信网络（如PROFINET、Ethernet/IP等）的容错配置
- 故障排除与维护实践
总之，《PCS 7 V7.0 SP1容错过程控制系统配置手册》为用户提供了详尽的操作指南和技术支持，帮助用户充分利用该系统在工业自动化领域的高可靠性和容错能力，确保复杂工艺过程的高效、稳定运行。
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