西门子ET 200 SP HA冗余系统设计难点分析
一、ET200 SP HA 简介
ET 200SP HA（High Availability）是西门子 SIMATIC 系列专为过程工业和高可用性控制系统设计的分布式 I/O 系统，适用于对冗余、热插拔、故障安全和防爆有严格要求的场合。
二、 适配软件
1. STEP V5.7 SP1 （需要下载HSP安装包，软件本身不带）
2. TIA Portal V16 及以上（需要下载HSP安装包，软件本身不带）
3. SIMATIC PCS 7 V9.0 或 V10（官方推荐，更能发挥冗余系统的性能）
三、ET 200SP和ET200SP HA的区别
四、冗余系统使用的硬件情况
1.冗余包：412-5H DC 6ES7 400-0HR51-4AB0；具体包含如下：
以上采用的是412-5H类型的CPU，冗余系统的组成情况。
2. ET200 SP HA机架模块的组成
五、系统架构
S1 IO设备至IO控制器
不带系统冗余的单个接口模块
S2 IO设备至冗余IO控制器
带单个接口模块的IO 设备通过系统冗余连接至冗余IO控制器。
R1 IO设备至冗余IO控制器
带冗余接口模块的IO 设备通过系统冗余连接至冗余IO控制器。
以上是三种类型，推荐使用S2和R1结构框架：
1. S2类型
注意：
1.可以使用一根物理电缆建立多个通信连接。
2.S2设备如果接口模块发生故障，则会导致IO设备连接中断。
3.S2设备可以以S1方式连接到标准自动化系统中。
2.R1类型
系统冗余R1(以下简称R1)，是指通过两个接口模块连接IO设备，其中每个接口模块与H系统中的一个IO控制器建立一个应用关系，R1的优点是IO设备使用两个接口模块，通过两个单独的 PROFINET网络(子网)进行通信，如果通信连接中断、子网故障，甚至接口模块故障，通信连接无中断地切换到另外一个连接。
注：本例使用S2架构模式
六、实际组态
1. 打开STEP7 软件，建立一个项目。
2. 插入一个冗余站点
3. 下载HSP并更新固件
由于STEP V5.7不带ET200 SP HA的固件，无法选择此类型的机架扩展IO，所以需要在官网下载对应的HSP文件，并做更新。
具体步骤为常规操作，这里不再多做复述。
4. 添加冗余机架
进入硬件组态界面，在
下拉菜单中找到
，在RCAK-400下拉菜单下找到
，将冗余机架拖入工作区。
5. 电源的添加
在硬件组态界面，在
下拉菜单中找到
，在Standard PS-400的下拉菜单下找到
，将电源拖入机架0 的第一个槽位。
6. CPU的添加
在硬件组态界面，在
下拉菜单中找到
，在CPU 400-H下拉菜单下找到
，将CPU拖入机架的第2个槽位。
7. 复制机架分配IP地址
复制机架0后，根据提示分配好IP地址，两个CPU地址在同一网段，不同IP；如上图；分配成功后以太网通讯线会从X5拓展出来。
8. 添加接口模块
在硬件组态界面，在
下拉菜单中找到
，在I/O下拉菜单下找到
，将
拖入X5伸出来的通讯线上，在通讯线出现“+”时，松开即可。
到这里大的框架已经完成，接下来需要在机架模块中加入相应的I/O模块。在ET200 SP HA中，承载模块和适配器，以及端子块，服务模块等等是不需要在组态中体现出来的。
9. 添加I/O模块
所有的IO模块都要在选择的机架版本下选择，否则无法添加。具体的添加过程这里不在复述，都是非常常规的操作。
10. 添加功能块
在Blocks文件夹中插入OB80，OB82，OB83，OB85，OB86，OB87，OB88，OB121，OB122组织块，否则相应错误一旦发生，将导致CPU停机，在程序中插入模拟量处理功能块OB34，开关量处理功能块OB35。另外尽可能创建一个FB块，OB1调用，写一段简单程序，形成完整的架构，以免出现错误，导致系统不能正常运行。
七、模块的通用设置
去掉断线诊断，因为柜子打点时，没接线，不去掉会造成报警，无法打点，系统也不能正常工作。
每种类型的首位模块，选择新电位组。（首位模块必须使用浅灰色端子，带外接电源）
后续同种类型的模块会自动默认使用首位模块电源，不需要再外接供电。
首位模块建立新电位组后，模块颜色会变成橙色。
以上设置所有IO模块都适用，同时比较特殊的是模拟量模块，如果带有HART通讯，需要取消HART诊断检测。
以上是AI模块，取消断线，HART以及溢出诊断，否则会报警，因为出厂时没有通道没接线，现场可以根据需要恢复这些报警功能。
这是带HART功能的模拟量模块，如果不启用HART功能，每个通道空着即可。如果不需要带HART功能，尽量不选此类模块，模块较多时翻页也麻烦，加上价格也上去了。
如果启用了HART功能，通道需要添加
具体根据需求添加。
映象区的大小注意需要修改，保证容量足够分配，满足实际需要；否则无法编译保存。
在这里选定接口模块，使用：Assign Deviece Name和Verify Deviece Name来分配接口模块名称和验证分配。此步骤非常重要，需要下载程序后，在线联机完成。
在Device Name选择接口模块，选定下方出现的硬件，直接单击（Assign Name）分配名称。
再分配完名称后，在菜单栏选择PLC,在下拉菜单中，选择Ethernet左侧Verify Deviece Name，完成名称的验证。
注意：
本步骤很重要，接口模块的实际设备名称必须和组态的一致，并且通过分配工具和验证工具的操作过程，否则IO设备与控制器之间不能建立通讯。（图片作为参考，本示例只用了一个接口模块，只会出现一个硬件名称）。
以上是本次冗余CPU模块412-5H带ET200SP HA的系统架构及相关具体内容。
作者：
网名禅主，80后，2015年开始从事环保行业自控及电气系统设计，调试工作，已有10年时间；先后从事过污泥处理，工业废水处理，污水处理，市政泵站，调蓄池相关工作。
2025年08月
