西门子6ES7461-0AA00-7AAO。西门子S7-400PLC，当系统包含两套输入/输出模块，而这些模块以冗余对的形式组态并运行时，它们即称为冗余I/O。 使用冗余I/O最大程度地提高了可用性，因为系统可以容许CPU或信号模块的故障。 如果需要冗余I/O，可使用“功能I/O冗余”函数块库中的块来实现。西门子S7–400H是容错自动化系统。 如果按照F系统规则对其进行编程和组态，则只能使用它控制安全相关的过程。

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S7-400H自动化系统可满足对现代自动化系统在可用性、智能化和分散化方面提出的高要求。该系统还提供了采集和准备过程数据所需的所有功能，其中包括对装配和设备进行的开环控制、闭环控制和监视的功能。

系统范围集成

S7-400H自动化系统和所有其它SIMATIC组件(例如，SIMATIC PCS7控制系统)彼此相互匹配。从控制室到传感器和执行器的系统范围集成是行业发展的必然结果，这样可确保系统性能最佳。

图片: 使用SIMATIC的集成自动化解决方案

通过组件重复实现的分级可用性

S7-400H的冗余结构可始终确保满足可靠性的要求。这意味着：所有重要组件均成对使用。

此冗余结构包括CPU、电源以及用于链接两个CPU的硬件。

您可以根据特定的自动化过程自定决定通过重复任何其它组件来增强可用性。

冗余节点

冗余节点是指带冗余组件的故障安全系统。各冗余节点可视为一个独立节点，当某节点中的某个组件发生故障时，并不会导致其它节点或整个系统的可靠性受到限制。

可使用方框图简单地说明整个系统的可用性。 对于2选1系统，冗余节点的一个组件发生故障时不会削弱整个系统的可操作性。 冗余节点链中最薄弱的环节决定了整个系统的可用性。

下图显示了一个具有共享分布式I/O并连接到冗余工厂总线的S7-400H组态实例。下面几页内容介绍安装和操作S7-400H时所需的硬件和软件。

 
图片: 概述

除了遵守通常适用于 S7-400 的模块排列规则外，容错站还必须遵守下列规则：
CPU 必须插入到相同的插槽中。
在任何情况下，都必须将冗余使用的外部 DP 主站接口或通信模块插入到相同的插槽中。
用于冗余 DP 主站系统的外部 DP 主站接口只能插入到中央单元中，不能插入到扩展设备中。
以冗余方式使用的 CPU 必须相同，即它们必须具有相同的产品编号、相同的产品版本和固件版本。 产品版本并不取决于前端铭牌上的版本，而是取决于要使用 Step 7 读取的“硬件”组件（“模块状态”(Module status) 对话框掩码）的修订版本。
以冗余方式使用的其它模块必须相同，即它们必须具有相同的产品编号、相同的产品版本和（如果可用）固件版本。

基本系统的硬件

基本系统由容错控制器所需的硬件组件组成。 下图显示了该配置中的组件。

基本系统可使用S7–400标准模块扩展。 

图片: S7-400H基本系统的硬件

中央处理单元

两个CPU是S7-400H的核心组件。 使用CPU背面的开关来设置机架号。 以下章节中，我们将机架0中的CPU称为CPU 0，将机架1中的CPU称为CPU 1。

用于S7-400H的机架

UR2-H 机架支持安装两个独立的子系统，其中每个子系统 9 个插槽，适合安装在 19" 机柜中。

也可以在两个单独的机架上安装S7-400H。 为此，提供了机架UR1和UR2。

电源

需要为每个H-CPU(更确切地说，是为S7-400H的两个子系统中的每个子系统)配置一个S7-400标准电源模块。

为了增强电源的可用性，也可以在每个子系统中使用两个冗余电源。 此时可使用电源模块PS 405 R/PS 407 R。

在冗余组态中可同时使用这两种电源模块(同时使用PS 405 R和PS 407 R)。

同步模块

同步模块用于链接两个CPU。 它们安装在CPU中并通过光缆互连。

同步模块有两种类型： 一种用于10米以内的距离，另一种用于两CPU距离高达10千米的场合。

硬件装配

要装配下图所示的S7-400H，请按以下步骤操作：

 
图片: 硬件装配

1. 如《S7-400自动化系统，安装》和《模块规范》手册所述装配S7-400H自动化系统的这两个模块。
2. 使用CPU背面的开关来设置机架号。

   机架号设置不正确会妨碍在线访问，CPU可能无法启动。

3. 将同步模块装入 CPU。
4. 连接光缆。

   务必将 CPU 的两个上方及两个下方同步模块互连。 敷设光纤电缆，确保它们确实不会受到任何损坏。

   此外，还应确保这两条光纤电缆分开敷设。 这样可提高可用性，避免两条光纤电缆可能会同时发生故障，例如，由于同时中断两条电缆而引起的故障。

   此外，在接通电源或开启系统前，务必将至少一条光缆连接到这两个 CPU。 否则，两个CPU都会作为主CPU来执行用户程序。

5. 按《ET 200M分布式I/O设备》手册所述组态分布式I/O。
6. 将编程设备连接到第一个容错CPU (CPU0)。 该CPU将成为S7-400H的主CPU。
7. 上电后执行高质量 RAM 测试（自检）。自检过程大约需要 10 分钟。

   测试期间不能访问CPU，且STOP LED灯会一直闪烁。 如果使用备用电池，以后通电时将不再执行此测试。

容错系统故障响应示例：
实例1：CPU或电源模块故障
初始状态：S7-400H处于冗余系统模式。
通过关闭电源来模拟CPU0发生故障的情形。
结果： CPU1上的LED灯REDF、IFM1F和IFM2F亮起。 CPU1进入单模式并继续处理用户程序。
重新接通电源。
结果：
- CPU0执行自动链接和更新。
- CPU0切换到RUN，现在作为备用CPU运行。
- S7-400H现在处于冗余系统模式。
实例2： 光缆故障
初始状态：S7-400H处于冗余系统模式。 每个CPU的模式选择开关均设为RUN。
断开其中一根光缆。
结果： 两个CPU上的LED灯REDF和IFM1F或IFM2F (取决于断开哪根光缆)现在都亮起。备用CPU切换到ERROR-SEARCH模式。 另一个CPU仍为主站并在单模式下继续运行。
重新连接光缆。
结果：备用CPU执行自动链接和更新。S7-400H恢复到冗余系统模式。

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