[资料] SIEMENS S7-400H冗余系统中S7-400H冗余控制器的兼容性

冗余系统中S7-400H冗余控制器的兼容性

Compatibility of S7-400H CPUs in Redundant System

Single FAQ

Edition(2011年01月)

摘 要 本文列举了在冗余系统中S7-400H冗余控制器的兼容性问题和有关的注意事项。 关键词 冗余控制器，H-CPU，400H，S7-400H，兼容性

Key Words Redundant CPUs, H-CPU, 400H, S7-400H, Compatibility

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目 录

1. S7-400H冗余控制器概述..................................................................................................4 1.1 S7-400H冗余系统的典型组成......................................................................................4 1.2 现有的各种类型S7-400H冗余控制器及供货情况.........................................................4 1.3 S7-400H冗余控制器主要参数的对比...........................................................................5 1.3.1 最新冗余控制器的参数对比...................................................................................5 1.3.2 各类型冗余控制器的新旧版本对比........................................................................5 1.4 S7-400H CPU冗余套件...............................................................................................6 1.4.1 STEP 7的冗余套件...............................................................................................6 1.4.2 PCS 7的冗余套件.................................................................................................7 2. 组态各版本S7-400H冗余控制器的软件要求......................................................................8 3. 各版本S7-400H冗余控制器与其他组件的兼容性...............................................................9 3.1 S7-400H冗余控制器与CP443-1模块的兼容性............................................................9 3.2 S7-400H冗余控制器与同步模块和同步光纤的兼容性..................................................9 3.3 S7-400H冗余控制器对RAM卡/FLASH卡的大小要求.................................................10 4. 各版本S7-400H冗余控制器之间的兼容性.......................................................................10 5. S7-400H冗余控制器在更换过程的注意事项....................................................................11 5.1 不停机更换冗余控制器..............................................................................................11 5.2 停机更换冗余控制器..................................................................................................12 附录 如何在线查看CPU信息...............................................................................................13

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1. S7-400H冗余控制器概述

在许多自动化领域中，对自动化系统的可用性的需求越来越高。特别是在工厂停产将造成巨大损失的领域中。在这种情况下，只有冗余系统才符合所需的可用性标准。

高可用性SIMATIC S7-400H可以满足这些要求，即使在一个或多个故障导致部分系统失灵的情况下，也能照常继续运行。 1.1 S7-400H冗余系统的典型组成

S7-400H的典型组成如下图所示。

图1 典型的S7-400H冗余系统

一个典型的冗余系统中包括： □ □ □ □ □ □

1个UR2-H机架（或者2个独立的UR1/UR2机架） 2个S7-400H CPU模块（完全一致）

2个PS电源模块（也可以选择2×2的冗余配置） 2根同步光纤和4个同步模块 2个CP443-1以太网通讯模块

2个相同大小的RAM存储卡（或FLASH存储卡）

1.2 现有的各种类型S7-400H冗余控制器及供货情况

冗余系统中S7-400H CPU包括412-3H、414-4H、417-4H三种型号，目前控制器最新的固件版本是V4.5。

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H-CPU类型 CPU的订货号 版本 产品供货 准许供货 412-3H 6ES7 412-3HJ14-0AB0 V4.5 产品取消 6ES7 414-4HJ00-0AB0 V3 414-4H 产品取消 6ES7 414-4HJ04-0AB0 V4.0 准许供货 6ES7 414-4HM14-0AB0 V4.5 产品取消 6ES7 417-4HL00-0AB0 V1/V2 产品取消 6ES7 417-4HL01-0AB0 V3 417-4H 产品取消 6ES7 417-4HL04-0AB0 V4.0 准许供货 6ES7 417-4HT14-0AB0 V4.5 表1 各种类型冗余控制器及供货情况

注： 产品取消——只能在更换故障零件时才能够订购该产品，并且订购时必须返还故障的模

块。

1.3 S7-400H冗余控制器主要参数的对比 1.3.1 最新冗余控制器的参数对比

V4.5版本的CPU 414-4H和CPU 417-4H对比之前版本的CPU，工作存储器更大，运行速度更快，增加了更多新的功能。最新推出的CPU 412-3H则弥补了低成本冗余型CPU的空缺。

下表列出了当前不同型号的冗余控制器之间的主要参数对比。 H-CPU

工作存储区 可扩展最大 代码 数据 装载内存 412-3H 512K 256K 64M 414-4H 1.4M 1.4M 64M 417-4H 15M 15M 64M

计时器/ 计数器(个) 各2048 各2048 各2048

CPU运算时间 位指令, 最小 IO地址范围 接口 75ns 8K MPI/DP 45ns 8K MPI/DP; DP 18ns 16K MPI/DP; DP 表2 最新冗余控制器的参数对比

1.3.2 各类型冗余控制器的新旧版本对比

新版本的冗余控制器在很多方面的性能都优于旧版本的冗余控制器。下面列出一些主要参数在新旧版本中的对比。

414-4H CPU各版本的主要数据对比。

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版本 6ES7 414-4HJ00-0AB0 6ES7 414-4HJ04-0AB0 6ES7 414-4HM14-0AB0 工作存储区 代码 数据 384K 384K 700K 700K 1.4M 1.4M 可扩展最大FEPROM 可扩展 最大RAM CPU运算时间 位指令, 最小 IO地址范围 64M 64M 100ns 8K 64M 16M 60ns 8K 64M 64M 45ns 8K 表3 414-4H CPU各版本的主要数据对比

417-4H CPU各版本的主要数据对比。

工作存储区 可扩展 可扩展最CPU运算时间 代码 数据 大FEPROM 最大RAM 位指令, 最小 2M 2M 64M 64M 100ns 10M 10M 64M 16M 30ns 15M 15M 64M 64M 18ns

IO地址范围 16K 16K 16K 版本 6ES7 417-4HL01-0AB0 6ES7 417-4HL04-0AB0 6ES7 417-4HT14-0AB0

表4 417-4H CPU各版本的主要数据对比

1.4 S7-400H CPU冗余套件

对于S7-400H冗余系统中的各部件，可以采用单独订货的方式，也可以采用冗余套件的订货方式。

冗余套件的订货方式可以有效地避免单独订货时的繁琐和可能的疏漏。 1.4.1 STEP 7的冗余套件

对于STEP 7的套件订货，只有新的CPU 412-3H可以以包裹的形式获得（没有预装配）。包裹包括 2个 CPU，1个H型中央机架，2个电源，2个1MB的存器卡，4个同步模块，2根同步光纤和 4个备份电池。

根据套件中PS电源模块的不同形式，订货号分别为： 412-3H AC 412-3H DC

6ES7 400-0HR00-4AB0 6ES7 400-0HR50-4AB0

表5 CPU 412-3H的STEP 7冗余套件

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6ES7 400-0HR00-4AB0中包括的详细组件订货号如下： 1 x UR2-H

2 x PS407 120/230V，10A AC/DC 2 x CPU 412-3H 2 x MC 1MB RAM 4 x 同步模块 10m 2 x 同步光纤 1m 4 x 备用电池

6ES7 400-2JA00-0AA0 6ES7 407-0KA02-0AA0 6ES7 412-3HJ14-0AB0 6ES7 952-1AK00-0AA0 6ES7 960-1AA04-0XA0 6ES7 960-1AA04-5AA0 6ES7 971-0BA00

表6 6ES7 400-0HR00-4AB0套件

6ES7 400-0HR50-4AB0中包括的详细组件订货号如下： 1 x UR2-H

2 x PS 405 24/48/60V，10A DC 2 x CPU 412-3H 2 x MC 1MB RAM 4 x 同步模块 10m 2 x 同步光纤 1m 4 x 备用电池

6ES7 400-2JA00-0AA0 6ES7 405-0KA02-0AA0 6ES7 412-3HJ14-0AB0 6ES7 952-1AK00-0AA0 6ES7 960-1AA04-0XA0 6ES7 960-1AA04-5AA0 6ES7 971-0BA00

表7 6ES7 400-0HR50-4AB0套件

注： 在这两种套件中，不包含CP443-1以太网通讯模块。 1.4.2 PCS 7的冗余套件

SIMATIC PCS 7系统中提供的冗余控制器系统有如下两种套件： 单站 1 个H-CPU单站配置 冗余站 2 个H-CPU冗余配置

6ES7 654-.....-....

6ES7 656-.....-....

表8 SIMATIC PCS 7 容错自动化系套件

SIMATIC PCS 7的冗余控制器套件有如下两种供货形式： 单独组件，未进行预先组装 经过预先组装和测试

6ES7 654-7....-.... 6ES7 656-7....-.... 6ES7 654-8....-.... 6ES7 656-8....-....

表9 SIMATIC PCS 7 容错自动化系套件

下面以订货号“6ES7 656-8CF33-1BB0”为例，简单介绍对于PCS 7冗余套件的订货号的含义。

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6ES7 656 – 8 C F 3 3 – 1 B B 0

无CP443-5扩展DP接口模块 2 × PS 407电源，10A(120/230V AC) 1 × UR2-H铝制机架 2 × CP443-1EX20以太网通讯模块 2 ×2同步模块(10m)；2条同步光纤(1m) 2 × CPU414-4H控制器 2 × 4MB RAM存储卡 经过预先组装和测试的 PCS 7 冗余AS站 图2 PCS 7冗余套件的订货号的含义举例

注： PCS 7的AS冗余套件中，不包含备用电池。

由于PCS 7中控制器冗余套件类型较多，此处不能一一介绍。更多关于PCS 7套件订货的解释，请参考最新《SIMATIC PCS 7 过程控制产品目录》 第6章 自动化系统 容错自动化系统 。

《SIMATIC PCS 7 过程控制产品目录》 下载中心文档编号: 449

http://www.ad.siemens.com.cn/download/DocList.aspx?TypeId=2&CatFirst=19&CatSecond=202. 组态各版本S7-400H冗余控制器的软件要求

在一个新项目中，组态相应版本的S7-400H冗余控制器时，对STEP 7软件或PCS 7软件的版本有相应要求。

下表列出了不同版本的冗余控制器与STEP 7 / PCS 7软件之间的兼容性。 版本 V3 V4.0 V4.5

订货号 STEP 7的版本支持 PCS 7的版本支持 6ES7 414-4HJ00-0AB0

STEP 7 V5.1+ SP1及以上 PCS 7 V5.0及以上

6ES7 417-4HL01-0AB0

6ES7 414-4HJ04-0AB0 STEP 7 V5.2 + SP1 + HF3及PCS 7 V6.0 + SP3及以上

①

6ES7 417-4HL04-0AB0 以上 HSP(0015_V20)6ES7 412-3HJ14-0AB0 6ES7 414-4HM14-0AB06ES7 417-4HT14-0AB0

STEP 7 V5.3 + SP2及以上

PCS 7 V7.0 + SP1及以上

②

HSP(0130)

表10 冗余控制器与STEP 7 / PCS 7软件之间的兼容性

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注： ① HSP(0015_V20)下载链接：

http://support.automation.siemens.com/cn/view/zh/21729446② HSP(0130)下载链接：

http://support.automation.siemens.com/cn/view/zh/266098163. 各版本S7-400H冗余控制器与其他组件的兼容性

3.1 S7-400H冗余控制器与CP443-1模块的兼容性

各版本冗余控制器与CP443-1的兼容性参考下表。

订货号 CP443-1EX10 CP443-1EX11 CP443-1EX20 6ES7 414-4HJ00-0AB0

× × － V3

6ES7 417-4HL01-0AB06ES7 414-4HJ04-0AB0①

× × ×V4.0

6ES7 417-4HL04-0AB0 6ES7 412-3HJ14-0AB0

②

× × ×V4.5 6ES7 414-4HM14-0AB0

6ES7 417-4HT14-0AB0

“×”表示兼容； “－”表示不兼容。

表11 冗余控制器与CP443-1的兼容性

注： ① 应组态为CP443-1EX11。

② 对于STEP 7版本在V5.4 SP4以下，或者PCS 7版本在V7.1以下，应组态为CP443-1EX11。

关于CP443-1EX11和1EX20的兼容性，请参考如下链接： http://support.automation.siemens.com/cn/view/zh/348947443.2 S7-400H冗余控制器与同步模块和同步光纤的兼容性

由于硬件产品设计的问题，同步模块和同步光纤有相应的更新，因此和各款CPU之间并不完全兼容。

下表列出了冗余控制器与同步模块和同步光纤的兼容性。 版本

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版本 V3 V4.0 V4.5 CPU的订货号 6ES7 414-4HJ00-0AB0 6ES7 417-4HL01-0AB0 6ES7 414-4HJ04-0AB0 6ES7 417-4HL04-0AB0 ①6ES7 412-3HJ14-0AB06ES7 414-4HM14-0AB0 6ES7 417-4HT14-0AB0 同步模块 同步光纤 6ES7 960-1AA00-5AA0 (1m) 6ES7 960-1AA00-0XA0 (500m) 6ES7 960-1AA00-5BA0 (2m) 6ES7 960-1AA00-5KA0 (10m) 6ES7 960-1AA04-0XA0 (10m) 6ES7 960-1AB04-0XA0(10km) 6ES7 960-1AA04-5AA0 (1m) 6ES7 960-1AA04-5BA0 (2m) 6ES7 960-1AA04-5KA0 (10m) 表12 冗余控制器与同步模块和同步光纤的兼容性

注： ① 新的 CPU 412-3H 只支持10m距离的同步模块。 3.3 S7-400H冗余控制器对RAM卡/FLASH卡的大小要求

当使用SIMATIC S7-400H 冗余系统时，在控制器中使用的 SIMATIC存储卡有一个最小尺寸。

下表列出了在冗余控制器中使用存储卡的大小要求。 RAM卡 FLASH卡

≥ 256K ≥ 1M

表13 冗余控制器中使用存储卡的大小要求

4. 各版本S7-400H冗余控制器之间的兼容性

V3.0/V4.0/V4.5版本的H型CPU均向下兼容。例如，V4.0版本的H CPU兼容V3.0的H CPU，V4.5版本的H CPU兼容V3.0/V4.0的H CPU。在低版本的H CPU上创建的用户程序可以不做任何修改运行在新的CPU中。但冗余系统中的两互为冗余的控制器对必须保证版本一致，即订货号、硬件版本和固件版本完全一致。

在此前提下，冗余控制器的兼容性可以参考下表。

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①

新CPU的版本 组态的CPU版本 版本 订货号 V3 V4.0 V4.5 6ES7 414-4HJ00-0AB0 × － － V3 6ES7 417-4HL01-0AB0 6ES7 414-4HJ04-0AB0 × × － V4.0 6ES7 417-4HL04-0AB0 6ES7 412-3HJ14-0AB0 × × × V4.5 6ES7 414-4HM14-0AB0 6ES7 417-4HT14-0AB0 “×”表示兼容； “－”表示不兼容。 表14 冗余控制器之间的兼容性

注： ① 这里列出的兼容性是指备件兼容，即可以在组态中组态旧版本的模块，并使用新版

本的模块。

在满足3. 各版本S7-400H冗余控制器与其他组件的兼容性 的条件下，兼容的CPU可以作为旧版本CPU的备件。但不同版本的CPU不可以混合使用。

5. S7-400H冗余控制器在更换过程的注意事项

冗余控制器更换过程中，可以根据实际情况选择下面两种更换方式。 □ 不停机更换冗余控制器

系统在单机工作模式下进行冗余控制器的更换，更换完成后可再次进入冗余工作模式。前提条件：必须使用与当前正常工作的CPU完全一致的（订货号、固件版本等）备件进行更换。 □ 停机更换冗余控制器

系统在停机维护时进行冗余控制器的更换，更换完成后可能需要重新下载用户程序后才能投入运行。此时可以使用4. 各版本S7-400H冗余控制器之间的兼容性 所述与组态CPU兼容的冗余备件进行更换。 5.1 不停机更换冗余控制器

不停机更换CPU时，需要保证两个CPU完全一致，即订货号、硬件版本和固件版本完全一致。因此，只能使用与运行CPU订货号和硬件版本一致的备件。且安装相同类型的装

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载内容扩展存储卡。此时，如果新的CPU与原CPU的固件版本不一致，可以通过升级或降级的方式使其保持一致。

注： CPU的固件版本应参考在线固件版本。

关于查看在线固件版本的方法，可参考附录 如何在线查看CPU信息 。 有关固件升降级的相关内容，请参考如下链接和文档： http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/6741018《如何不停机升级4.5版H CPU 的固件版本》 下载中心文档编号: F0303

http://www.ad.siemens.com.cn/download/searchResult.aspx?searchText=F0303更换过程中，还需要确保CPU已经装载了有关的防停机错误诊断OB，详情请参考如下链接内容：

http://support.automation.siemens.com/cn/view/zh/11499205更多关于如何进行停机更换CPU，可参考《SIMATIC 容错系统 S7-400H 系统手册》 13

操作期间的组件故障及更换 。

《SIMATIC 容错系统 S7-400H 系统手册》 条目号: 1186523

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/11865235.2 停机更换冗余控制器

停机更换CPU，可以使用一对兼容的冗余CPU进行更换，而不更换用户程序。即硬件使用新版本的CPU，组态中仍然使用旧版本的CPU。

使用新版本的CPU更换V3版本的CPU时，同步模块和同步光纤也要同时更换。 使用H-CPU V4.0用作H-CPU V3的备件时，参考如下链接。 http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/21747442IA&DT Service & Support

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附录 如何在线查看CPU信息

可以通过下面步骤查看在线CPU的硬件版本、固件版本等信息： (1) 打开相应站点的硬件组态，单击工具栏上的在线按钮

。

(2) 双击CPU，弹出诊断对话框，查看General页面。如下图所示：

硬件版本 固件版本

图3 在线查看CPU信息

如果您对该文档有任何建议，请将您的宝贵建议提交至下载中心留言板。 该文档的文档编号：F0470

附录－推荐网址

自动化系统

西门子（中国）有限公司

工业自动化与驱动技术集团 客户服务与支持中心 网站首页：www.4008104288.com.cn自动化系统 下载中心：

http://www.ad.siemens.com.cn/download/DocList.aspx?TypeId=0&CatFirst=1 自动化系统 全球技术资源：

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/10805045/130000 “找答案”自动化系统版区：

http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/category.asp?cid=1027

过程控制系统

西门子（中国）有限公司

工业自动化与驱动技术集团 客户服务与支持中心 网站首页：www.4008104288.com.cn过程控制系统 下载中心：

http://www.ad.siemens.com.cn/download/DocList.aspx?TypeId=0&CatFirst=19 过程控制系统 全球技术资源：

http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/10806836/130000

注意事项

应用示例与所示电路、设备及任何可能结果没有必然联系，并不完全相关。应用示例不表示客户的具体解决方案。它们仅对典型应用提供支持。用户负责确保所述产品的正确使用。这些应用示例不能免除用户在确保安全、专业使用、安装、操作和维护设备方面的责任。当使用这些应用示例时，应意识到西门子不对在所述责任条款范围之外的任何损坏/索赔承担责任。我们保留随时修改这些应用示例的权利，恕不另行通知。如果这些应用示例与其它西门子出版物(例如，目录)给出的建议不同，则以其它文档的内容为准。 声明

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