系统状态和操作状态转换系统状态转换下图显示了 S7-1500R/H 冗余系统的系统状态转换。图 11-9 系统状态转换操作状态转换冗余系统的工作状态转换下图显示了主 CPU 和备用 CPU 的工作状态转换。图 11-10 操作状态转换调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE 343① POWER ON → STARTUP，POWER ON → SYNCUP转换 说明 结论系统状态转换 POWER ON → STARTUPCPU 启动后执行配对过程。以下情况下，冗余系统会切换为STARTUP：• 模式选择器设置到 RUN 位置。• 先前的“POWER OFF”是由电源中断触发的，• 硬件配置与程序块一致，且• 设置了启动类型“暖启动 - RUN”，或者• 设置了启动类型“断电前的暖启动 - 操作模式”(Warm restart -Operating mode before POWER OFF)，且系统在断电之前处于RUN-Solo、SYNCUP 或 RUN-Redundant 状态。成为主 CPU 的 CPU 会运行 STARTUP。主 CPU 切换为 STARTUP 操作状态。POWER ON →STARTUP 后，主 CPU将清空非保持性数据，并将非保持性数据块中的内容复位为装载存储器的初始值。同时保留保持性存储器和保持性 DB中的内容。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统344 系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE转换 说明 结论操作状态转换 POWER ON → STARTUPCPU 启动后执行配对过程。以下情况下，主 CPU 会切换为STARTUP 操作状态：• 模式选择器位于 RUN 位置；• 先前的“POWER OFF”是由电源中断触发的，• 硬件配置与程序块一致，且设置了启动类型“暖启动 - RUN”或• 设置了启动类型“断电前的暖启动 - 操作模式”(Warm restart -Operating mode before POWER OFF)，且 CPU 在断电之前处于STARTUP、RUN、RUN-Syncup 或 RUN-Redundant 状态。POWER ON → SYNCUPCPU 启动后执行配对过程。以下情况下，备用 CPU 会切换为SYNCUP 操作状态：• 模式选择器位于 RUN 位置，且• 主 CPU 处于 STARTUP 或 RUN 操作状态。只有主 CPU 可在上电后自动启动说明“只有主 CPU 可在上电后自动启动”功能可防止具有过期保持性数据的 CPU 自动切换到RUN 操作模式。可以手动将备用 CPU 切换到 RUN 模式，然后，该 CPU 会自动成为主 CPU 并使用其保持性数据启动。如果已将“上电后启动”(Startup after POWER ON) 和“暖启动...”(Warm restart...) 参数化为启动类型，则仅当 CPU 在上电时成为主 CPU 后才会执行启动，即：• 未发现伙伴 CPU或• 由于角色分配原因，本地 CPU 成为主 CPU，伙伴 CPU 成为备用 CPU调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE 345如果 CPU 在上电时成为备用 CPU，则：• 满足所有要求后，会导致自动 SYNCUP或• 备用 CPU 切换到 STOP 模式在这两种情况下，CPU 仍是备用 CPU，因此不能自动执行 STARTUP。以下两个示例说明了该过程：① 参数化“暖启动 - 运行”(Warm restart - RUN) 后不启动要求：• 已参数化两个 CPU 的“暖启动 - 运行”(Warm restart - RUN)。• 两个 CPU 均完成了配对。• 两个 CPU 均处于 STOP 模式。• 将两个模式开关都设置为 RUN。操作步骤：1. 对备用 CPU 断电/上电。结果：该 CPU 再次成为备用 CPU 并切换到 STOP 模式。2. 对主 CPU 断电/上电。结果：CPU 切换至 RUN 模式。冗余系统切换到 RUN-Solo 系统状态。3. 再次将备用 CPU 切换到断电/上电模式。结果：冗余系统切换到 SYNCUP 系统状态。② 参数化“暖启动 - 断电前操作模式”(Warm restart - operating mode before POWER OFF)后不启动要求：• 已参数化两个 CPU 的“暖启动 - 断电前操作模式”(Warm restart - operating modebefore POWER OFF)。• 冗余系统处于 RUN-Redundant 系统状态下。操作步骤：1. 同时将两个 CPU 断电。2. 将主 CPU 的模式选择器设为 STOP。3. 再次对两个 CPU 上电。结果：冗余系统切换为 STOP 系统状态。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统346 系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE② POWER ON → STOP转换 说明 影响系统状态转换 POWER ON → STOP以下情况下，冗余系统会切换为 STOP 系统状态：• CPU 具有不同的固件版本或• 模式选择器位于 STOP 位置或• 硬件配置与程序块不一致或• 设置了启动类型“不重新启动（保持 STOP 状态）”(No restart(remain in STOP))，或• 设置了启动类型“断电前的暖启动 - 操作模式”(Warm restart -Operating mode before POWER OFF)，且冗余系统在断电之前处于 STOP 状态。主 CPU 将清空非保持性数据，并将非保持性数据块中的内容复位为装载存储器的初始值。同时保留保持性存储器和保持性 DB 中的内容。操作状态转换调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE 347③STOP → STARTUP转换 说明 影响系统状态转换 STOP → STARTUP以下情况下，冗余系统会切换为 STARTUP 系统状态：• 通过 PG/PC 或显示屏、将模式选择器设为 RUN 的方式，将 CPU设置为 RUN。或• 将模式选择开关从 STOP 切换到 RUN。最先从 STOP 切换为 RUN 的 CPU 会保持/成为主 CPU。该 CPU 会切换到 STARTUP 操作状态并处理启动块。备用 CPU 仍处于 STOP。主 CPU 将清空非保持性数据，并将非保持性数据块中的内容复位为装载存储器的初始值。同时保留保持性存储器和保持性 DB 中的内容。如果主 CPU 和备用CPU 之间可能发生角色变更，则连接的 IO 设备暂时不可用。操作状态转换 STOP → STARTUP以下情况下，主 CPU 在启动后会切换为 STARTUP 操作状态：• 硬件配置与程序块一致。以及• 通过 PG/PC 或显示屏、将模式选择器设为 RUN 的方式，将 CPU设置为 RUN。或• 将模式选择开关从 STOP 切换到 RUN。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统348 系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE④STARTUP → RUN-Solo、STARTUP → RUN转换 说明 影响系统状态转换 STARTUP → RUN-Solo以下情况下，冗余系统会由 STARTUP 切换为 RUN-Solo 系统状态：• 主 CPU 已对 PLC 变量进行了初始化以及• 主 CPU 已成功执行启动块而且• 已组态“仅在兼容时启动 CPU”(Startup CPU only if compatible)，组态时间结束之前所有 IO 设备均发出反馈，且所有 IO 设备与组态的硬件配置相匹配，或者已组态“即使不兼容也启动CPU”(Startup CPU even if mismatch)，并且组态时间已到。备用 CPU 仍处于 STOP。过程映像已更新，并开始处理循环用户程序。IO 设备的输出已进行初始化。操作状态转换 STARTUP → RUN以下情况下，主 CPU 会切换为 RUN 操作状态：• CPU 已对 PLC 变量进行了初始化；• CPU 已成功执行启动块；以及• 已组态“仅在兼容时启动 CPU”(Startup CPU only if compatible)，组态时间结束之前所有 IO 设备均发出反馈，且所有 IO 设备与组态的硬件配置相匹配，或者已组态“即使不兼容也启动CPU”(Startup CPU even if mismatch)，并且组态时间已到。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE 349⑤RUN-Solo → SYNCUP、RUN → RUN-Syncup、STOP → SYNCUP转换 说明 影响系统状态转换 RUN-Solo → SYNCUP主 CPU 处于 RUN 操作状态。以下情况下，冗余系统会从 RUN-Solo系统状态切换为 SYNCUP 系统状态：• 通过 PG/PC、显示屏或 RH_CTRL 指令（模式 7）将 CPU 设置为RUN，并将模式选择器设置为 RUN或• 将备用 CPU 上的模式选择开关由 STOP 切换到 RUN。或• 为备用 CPU 上电（将模式选择器设为 RUN）以及• 未通过 RH_CTRL 指令禁用 SYNCUP 系统。参见“SYNCUP 系统状态 (页 329)”部分操作状态转换 RUN → RUN-Syncup以下情况下，主 CPU 会从 RUN 操作状态切换为 RUN-Syncup 操作状态：• 通过 PG/PC 或显示屏、将模式选择器设为 RUN 的方式，将备用CPU 设置为 RUN。或• 将备用 CPU 上的模式选择开关由 STOP 切换到 RUN。或• 为备用 CPU 上电（将模式选择器设为 RUN）。STOP → SYNCUP备用 CPU 从 STOP 操作状态切换为 SYNCUP 操作状态。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统350 系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE⑥SYNCUP → RUN-Redundant、RUN-Syncup → RUN-Redundant转换 说明 影响系统状态转换 SYNCUP → RUN-Redundant如果 SYNCUP 已成功运行，冗余系统会由 SYNCUP 切换为 RUNRedundant 系统状态。在 RUN-Redundant 系统状态下，两个 CPU 会同步执行用户程序。注：系统状态进行 SYNCUP → RUN-Redundant 转换时，可能会导致循环时间临时增加。为 CPU 组态足够长的最大循环时间。这一系统状态转换不会对数据产生任何影响。备用 CPU 上的通信连接（HMI、PG/PC）可用。两个 CPU 同步处理用户程序。 操作状态转换 RUN-Syncup → RUN-Redundant如果 SYNCUP 已成功运行，主 CPU 会从 RUN-Syncup 操作状态切换为 RUN-Redundant 操作状态。SYNCUP → RUN-Redundant如果 SYNCUP 已成功运行，备用 CPU 会从 SYNCUP 操作状态切换为RUN-Redundant 操作状态。⑦RUN-Redundant → RUN-Solo、RUN-Redundant → RUN转换 说明 影响系统状态转换 RUN-Redundant → RUN-Solo以下情况下，冗余系统会从 RUN-Redundant 系统状态切换为 RUNSolo 系统状态（冗余丢失）：• 将其中一个 CPU 断电。或• CPU 检测到阻止进一步工作的错误。或• 如果超出了循环时间，请参见“事件与 OB (页 268)”部分或• 通过 PG/PC、显示屏、RH_CTRL 指令（模式 8/9）或模式选择器将其中一个 CPU 设为 STOP。主 CPU 切换为 RUN，或者备用 CPU 成为主 CPU 并切换为 RUN。这一系统状态转换不会对数据产生任何影响。操作状态转换 RUN-Redundant → RUN主 CPU 从 RUN-Redundant 操作状态切换为 RUN 操作状态，并继续执行用户程序。这一操作状态转换不会对数据产生任何影响。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE 351⑧RUN-Redundant → STOP、RUN-Solo → STOP、RUN → STOP转换 说明 影响系统状态转换 RUN-Redundant → STOP、RUN-Solo → STOP以下情况下，冗余系统会从 RUN-Redundant/RUN-Solo 系统状态切换为 STOP 系统状态：• CPU 检测到阻止继续处理的错误或• 冗余系统处理用户程序中的 STOP 命令或• 通过 PG/PC 将冗余系统设为 STOP。这一系统状态转换不会对数据产生任何影响。操作状态转换 RUN-Redundant → STOP、RUN → STOP以下情况下，主 CPU 会从 RUN-Redundant/RUN 操作状态切换为STOP 操作状态：• CPU 检测到阻止其中一个 CPU 继续工作的错误。或• 通过 PG/PC、显示屏或模式选择器将 CPU 设为 STOP。这些操作模式转换对数据无影响。RUN-Redundant → STOP备用 CPU 从 RUN-Redundant 操作状态切换为 STOP 操作状态。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统352 系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE⑨ SYNCUP → RUN-Solo、RUN-Syncup → RUN转换 说明 影响系统状态转换 SYNCUP → RUN-Solo以下情况下，冗余系统会从 SYNCUP 系统状态切换为 RUN-Solo 系统状态：• 对备用 CPU 执行断电操作或• 冗余系统在 SYNCUP 期间检测到阻止进行冗余操作的错误或• 通过 PG/PC、显示屏或模式选择器将备用 CPU 设为 STOP。这一系统状态转换不会对数据产生任何影响。主 CPU 操作状态转换RUN-Syncup → RUN主 CPU 从 RUN-Syncup 操作状态切换为 RUN 操作状态，并继续执行用户程序。这些操作模式转换对数据无影响。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE 353⑩SYNCUP → STOP，RUN-Syncup → STOP转换 说明 影响系统状态转换 SYNCUP → STOP以下情况下，冗余系统会从 SYNCUP 系统状态切换为 STOP 系统状态：• 过 PG/PC、显示屏或模式选择器将主 CPU 设为 STOP。• 因主 CPU 或两个 CPU 出错而导致 SYNCUP 中止。这一系统状态转换不会对数据产生任何影响。操作状态转换 RUN-Syncup → STOP以下情况下，主 CPU 会从 RUN-Syncup 操作状态切换为 STOP 操作状态：• CPU 检测到阻止继续处理的错误或• 通过 PG/PC、显示屏或模式选择器将主 CPU 设为 STOP或• 冗余系统处理用户程序中的 STOP 命令。这些操作模式转换对数据无影响。SYNCUP → STOP以下情况下，SYNCUP 中止后，备用 CPU 会重新启动并切换为STOP 操作状态:• SYNCUP 因出错而中止（有关错误原因以及补救措施，请参见“SYNCUP 系统状态 (页 329)”部分）或• 通过 PG/PC、显示屏或模式选择器将 CPU 设为 STOP。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统354 系统手册, 01/2023, A5E41815205-AE⑪STARTUP → STOP转换 说明 影响系统状态转换 STARTUP → STOP以下情况下，冗余系统会从 STARTUP 系统状态切换为 STOP 系统状态：• CPU 在启动过程中检测到阻止继续处理的错误或• 通过 PG/PC、显示屏或模式选择器将主 CPU 设为 STOP或• 主 CPU 处理启动 OB 中的 STOP 命令或• 在 CPU 特性中，已设置以下启动特性：– 分布式 I/O 的组态时间过短，且– “仅在兼容时启动 CPU”主 CPU 切换为 STOP。
SYNCUP 中止的原因 解决方法主 CPU 与备用 CPU 之间冗余连接的负荷过大。因此，备用 CPU 无法跟上主 CPU 上的程序执行进度。通过以下方式减小主 CPU 与备用 CPU 之间冗余连接的负荷：• 减少对循环事件的后期处理（见上文）• 避免使用会增大同步负荷的指令，例如直接访问、时间访问（如 RD_SYS_T、WR_SYS_T、RD_LOC_T）• 减少通信（HMI、PG/PC、开放式用户通信等）• 遵循组态规则超出主 CPU 中的最大循环时间 • 降低硬件配置中的通信符合，以缩短循环时间。• 组态足够长的最大循环时间。• 如果已下载用户程序中存在 OB 80（时间错误OB），操作系统会调用此 OB，以容许超出循环时间（参见“启动事件 (页 268)”部分）。主 CPU 或备用 CPU 进入 STOP 操作状态。 将主 CPU 或备用 CPU 切换到 RUN 操作状态。PROFINET 环网中断 更换 PROFINET 环网中出现故障的 PROFINET 电缆或PROFINET 设备。在 PROFINET 环网中，除了两个 CPU 外，还有介质冗余角色为“管理器”或“管理器（自动）”的其它设备。为 PROFINET 环网中的其它所有设备组态介质冗余角色“客户端”。在带有 PROFINET 环网 (R1) 的组态中，备用 CPU 在SYNCUP 之前被分配了介质冗余角色“非环网中的设备”(Not device in the ring)。删除备用 CPU 的 SIMATIC 存储卡。主 CPU 或备用 CPU 的电源出现故障。 恢复电源。更换出现故障的负载电流电源 (PM)。在 SYNCUP 期间，两个 CPU 同时断电/上电：如果在 SYNCUP 期间两个 CPU 同时断电/上电，SYNCUP 将被中止。再次让两个 CPU 断电/上电。SYNCUP 再次执行。参见将 CPU 复位为出厂设置 (页 414)