WinCC与S7-1500 R/H冗余系统的通信解析

写在前面（文中超链接仅在微信公众号“智能制造之家”有效）

前面我们介绍了很多WinCC相关的知识：

典型架构及选型指南

WinCC的虚拟化架构与技术

WinCC与第三方系统数据交互—IndustrialDataBridge

WinCC与MES的生产工单和批次数据交互

WinCC是如何承接上层MES和下层PLC的通信的？

也介绍了西门子的冗余系统：

什么是冗余系统—记1515R冗余编程组态调试

什么是软冗余——S7-300/400软冗余调试学习

今天来聊一聊WinCC与西门子S7-1500R/H系统的通信~

以下为本次采用的软件和硬件：

软件：

WinCC:

Step7：SIMATICSTEP7ProfessionalV16

硬件：

CPU1515R-2PN

IM155-6PN

方法1：系统IP通信

WinCC通过S7-1500R/H的系统IP通信，这时S7-1500R/H的2个CPU被看作1个PLC，系统IP自动连接到主PLC。当主PLC宕机后，WinCC通过此系统IP自动切换到备用PLC上。这种方式组态简单，与单PLC无异，WinCC通信连接中的IP地址输入S7-1500R的系统IP即可。

这种方式适用PC是单网卡的网络结构

这种连接方式下支持符号访问，也支持AS读取变量，我们着重介绍方法2

方法2：通过系统变量通信

开始支持通过”系统变量“控制的S7-1500R/H冗余通信。可支持单网卡的网络，也可支持双网卡的冗余网络。

原理：WinCC与主PLC的固定IP通信，监视”通讯连接状态的系统变量“，当主PLC宕机后，WinCC通过“通信控制变量”切换到备用PLC的固定IP进行通讯。

组态步骤如下：

第一步：创建连接

在WinCC中创建CPU1的连接，用其固定IP地址

第二步：创建系统变量

在WinCC连接下，手动创建系统变量，变量名格式为“@连接名称@变量名称”。变量地址为空或者使用PLC中没有用到的地址。其变量名称和数据类型如下

各系统变量的作用如下：

“@connectionname@ForceConnectionState”：用来建立/终止冗余连接，设置为1：建立连接，设置为0：断开连接。这里此变量建议设置初始值为1

“@connectionname@AlternativeAddress”：设置与备用CPU（CPU2）的连接的参数属性，格式为“AccessPoint=访问点名称;IPAddress=备用PLCIP地址;”，需要设置初始值备用连接和组态的连接可以使用同一个访问名，也可以使用不同的访问名。使用不的访问名时，WinCC可以指定两块网卡分别连接S7-1500R的两个CPU。

“@connectionname@UseAlternativeAddress”：设置使用组态的连接还是备用连接，设置为1：使用备用连接，设置为0：使用组态的连接。

“@connectionname@OpStateConfiguredAddress”：读取S7-1500R的CPU1当前的操作模式，0:notconnected，4:STOP，6:STARTUP，8:RUN，22:SYNCUP。

“@connectionname@@OpStateConfiguredAddress”：读取S7-1500R的CPU2当前的操作模式，0:notconnected，4:STOP，6:STARTUP，8:RUN，22:SYNCUP。

“@connectionname@RedundantCPUs”：指示所连接的控制器是否冗余，设置为1：代表所连接的PLC是S7-1500R/H，设置为0代表所连接的PLC是非冗余的S7-1200/1500。这里设置初值为1。

第三步：变量赋初值

为“@AlternativeAddress”和“@RedundantCPUs”赋初值。

“@AlternativeAddress”为“AccessPoint=CP_H1_1:;IPAddress=192.168.1.2;”

“@RedundantCPUs”为1。

第四步：创建全局动作

通过变量“@UseAlternativeAddress”设定WinCC的连接参数，包括访问点和PLCIP地址。

注意：修改“@UseAlternativeAddress”的值后，需重新置位“@ForceConnectionState”。

1、创建全局VBS动作

创建全局VBS动作，自动切换WinCC连接参数，包括下面2种情况：

（1）当前连接中断

（2）S7-1500/1200被置STOP模式

判断方法：

（1）@ConnectionState=0代表当前连接中断。

（2）WinCC连接正常时（@ConnectionState=1）

当@UseAlternativeAddress=0并且@OpStateConfiguredAddress=4时，代表当前WinCC连接到CPU1，并且所连接的CPU为STOP模式。

当@UseAlternativeAddress=1并且@OpStateAlternativeAddress=4时，代表当前WinCC连接到CPU2，并且所连接的CPU为STOP模式。

VBS动作脚本

以上脚本可以在WinCC帮助中搜索‘VBS381’来获取

2、VBS动作的触发器

当WinCC连接中断或所连CPU的操作模式变为STOP时，需要触发切换脚本。

设置VBS动作的触发器

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第五步：启动运行

在WinCC启动列表中选择“全局脚本运行系统”，然后激活WinCC运行系统。

可以看到，当WinCC与主PLC连接网络中断或主PLC变成STOP模式时，WinCC连接都会切换连接至备用PLC，保证正常通信。

1、WinCC使用两块网卡和S7-1500R/H通信

WinCC可组态不同的网卡进行通信。设置变量“@AlternativeAddress”使连接不同的访问名，本文中，主连接使用访问名“CP_H1_1:”，备用连接使用访问名“CP_H1_2:”，这样WinCC就可以使用两块不同的网卡分别连接冗余的两个CPU。

2、如何确保WinCC连接到主CPU

WinCC通过系统IP与S7-1500R/H通信时，是系统主动识别并连接到主CPU的。但WinCC通过系统变量控制通信连接的方式，则不一定，需要确保WinCC中设定的主连接（如IP地址）是指向当前实际的主CPU(S7-1500面板上显示P为主CPU，B为备CPU).

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