STARTUP 操作状态启动处理（jinxian主 CPU 中）STARTUP 仅由主 CPU 执行。在 STARTUP 下，主 CPU 的操作特性与 S7-1500R/H 标准 CPU 相同。响应在 CPU 开始执行循环用户程序之前，将执行启动程序。通过编写相应的启动 OB，可以在启动例程中初始化循环程序的变量。可以编写一个或多个启动 OB，也可以一个也不创建。注意事项• 根据相应模块的组态禁用或响应所有输出：将提供组态的替换值或保持上一个值输出，并将控制过程保持在安全操作状态。• 将初始化过程映像。• 不会更新过程映像。要在启动过程中读取输入的当前状态，可通过直接 I/O 访问来访问各输入。要在启动过程中初始化输出，可通过过程映像或通过直接 I/O 访问来写入值。但是，转换为 RUN 工作模式的过程中，数值会首次在输出端输出。• CPU 始终以暖启动方式启动。– 如果将数据定义为保持性数据，则在 STOP 或电源故障后重新启动时，其内容仍然保留。– 将初始化非保持性位存储器、定时器和计时器。– 将初始化数据块中的非保持性变量。• 在 STARTUP 期间，尚未运行循环时间监视调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统系统手册, 01/2023, A5EAE 325• CPU 按启动组织块编号的顺序处理启动组织块。无论所选的启动类型如何，CPU 都会处理所有编程的启动 OB（见下图“设置启动行为”）。• 如果发生相关事件，则 CPU 可在启动期间启动以下 OB：– OB 82：诊断中断– OB 83：可移除/插入的模块– OB 86：机架错误– OB 121：编程错误（jinxian全局错误处理）– OB 122：I/O 访问错误（jinxian全局错误处理）有关如何使用全局和本地错误处理的相关说明，请参见 STEP 7 在线帮助。其它所有 OB 均在转换为操作状态 RUN 或系统状态 RUN-Redundant (OB 70) 时由 CPU启动。期望组态和实际组态不匹配时的特性下载到 CPU 的组态是期望的组态。实际组态是指自动化系统的实际物理组态。如果期望组态和实际组态不同，硬件兼容性设置会定义 CPU 的特性。中止或未运行启动如果启动期间出错，CPU 将中止 STARTUP 并恢复 STOP 操作状态。以下情况下，CPU 不会执行 STARTUP：• 未插入 SIMATIC 存储卡或插入的存储卡无效。• 必须将硬件配置下载到 CPU。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统326 系统手册, 01/2023, A5EAE组态启动特性在 STEP 7 中，可在 CPU 属性的“启动”(Startup) 组中组态该 CPU 的特性。要设置启动特性，请按以下步骤操作：1. 在 STEP 7 硬件和网络编辑器的设备视图中选择 CPU。2. 在特性中，选择“启动”(Startup) 区域。图 11-7 设置启动特性① 在上电后设置启动类型② 定义插槽中的模块与所组态的模块无法匹配时的启动特性。该参数适用于 CPU 和所有未选择其它设置的模块。• 仅在兼容时启动 CPU：使用此设置时，已组态插槽中的模块必须与已组态模块兼容。兼容意味着模块在以下方面与组态的模块匹配：– 输入和输出数– 电气和功能特性• 即使不兼容也启动 CPU：使用此设置时，CPU 的启动与所插入的模块类型无关。③ 指定最大时间段（默认值：60000 ms），在此时间内，分布式 I/O 必须做好操作准备。如果分布式 I/O 在组态时间内准备好操作，CPU 将切换为 RUN。如果分布式 I/O 在组态时间内未准备就绪，则 CPU 的启动特性将取决于硬件兼容性设置。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, A5EAE 32711.4.3 STOP 操作状态响应在 STOP 操作状态下，CPU 不执行用户程序。如果两个 CPU 均处于 STOP 模式，则根据相应模块的组态禁用或响应所有输出：将提供组态的替换值或保持上一个值输出，从而将控制过程保持在安全操作状态。注意事项在 STOP 操作状态下，备用 CPU 不会与 IO 设备建立连接。在 STOP 操作状态下，主 CPU 会与 IO 设备建立连接。如果已组态系统 IP 地址，即使主CPU 处于 STOP 操作状态，也会激活系统 IP 地址。如果两个 CPU 均处于 STOP，并且将组态下载到一个 CPU 中，注意以下几点：• 尚未将组态下载到备用 CPU 且备用 CPU 应成为主 CPU：将备用 CPU 切换为主 CPU（可在下载过程的事件对话框中或通过 CPU 的模式切换来操作）。• 即使主 CPU 处于 STOP 操作状态，将组态下载到主 CPU 后，也会按照下载的硬件配置对所连接 IO 设备进行组态。11.4.4 SYNCUP 操作状态SYNCUP 操作状态（jinxian备用 CPU）在 SYNCUP 操作状态下，操作系统将同步备用 CPU 与主 CPU。主 CPU 处于 RUN-Syncup操作状态并对操作过程进行控制。与主 CPU 不同，备用 CPU 不会转入 STARTUP 操作状态。更多信息，请参见“SYNCUP 系统状态 (页 329)”部分。注意事项SYNCUP 期间，对在线功能的访问会受限。更多信息，请参见“测试功能 (页 420)”部分。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统328 系统手册, 01/2023, A5EAE11.4.5 RUN 操作状态RUN 操作状态主 CPU 转入 RUN-Redundant 系统状态前，会经历以下操作模式：• RUN• RUN-Syncup• RUN-Redundant备用 CPU 只有 RUN-Redundant 操作状态。响应在 RUN 操作状态下，主 CPU 的操作特性与 S7-1500 标准 CPU 相同：执行循环、时间驱动型和中断驱动型程序。在每个程序周期内，将自动更新“自动更新”过程映像中的地址。更多信息，请参见“过程映像和过程映像分区 (页 258)”部分。当 CPU 写入输出和读取输入时，循环程序将从第一条指令开始执行并运行到最后一条指令。高优先级的事件（如，硬件中断、诊断中断和通信）可中断循环程序执行并延长循环时间。如果已组态有最小循环时间，则 CPU 将在该最小循环时间后才结束循环程序的执行（即使用户程序早已完成）。操作系统将基于可组态的上限值（即，最大循环时间）监视循环程序的运行时间。通过调用 RE_TRIGR 指令，可在程序的任何位置处重新启动时间监视。如果循环程序超过最大循环时间，则操作系统可能会启动时间错误 OB (OB 80)。更多信息，请参见“启动事件 (页 268)”部分。在 RUN 操作状态下的注意事项在非冗余操作过程中，两个 CPU 相互独立，可以有不同的项目。RUN-Syncup 操作状态在 RUN-Syncup 操作状态下，备用 CPU 将与主 CPU 进行同步。SYNCUP 会暂时对主 CPU造成影响（例如，延时异步服务，以及通过传输送负载和工作存储器内容来延长循环时间），并同时在备用 CPU 中运行。更多信息，请参见“SYNCUP 系统状态 (页 329)”部分。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, A5EAE 329RUN-Redundant 操作状态冗余系统处于 RUN-Redundant 系统状态。两个 CPU 同步处理用户程序。11.4.6 SYNCUP 系统状态要求• 两个 CPU 的订货号和固件版本相同。• 每个 CPU 中都插入了 SIMATIC 存储卡。• PROFINET 环网闭合并且已组态。• S7-1500H 冗余系统中至少有一个冗余连接（光纤电缆）。• 已组态的 PROFINET 环网中的介质冗余角色：– 两个 CPU 的介质冗余角色为“管理器（自动）”。– PROFINET 环网中其它所有设备的介质冗余角色为“客户端”。• 已对两个 CPU 进行配对。• 主 CPU 处于 RUN 操作状态。• SYNCUP 的执行未禁用（默认设置）。• 未运行加载功能。• 不使用断点进行测试。使用断点进行测试时不执行 SYNCUP。有关使用断点进行测试的更多信息，请参见STEP 7 在线帮助。SYNCUP 系统状态在 SYNCUP 系统状态下进行同步可确保两个 CPU 可以冗余方式运行。在 SYNCUP 系统状态下，冗余系统会从 RUN-Solo 系统状态切换为 RUN-Redundant 系统状态。之后，两个CPU 将同步处理同一个用户程序。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统330 系统手册, 01/2023, A5EAE启动 SYNCUP初始情况为 RUN-Solo 系统状态。冗余系统的主 CPU 处于 RUN 操作状态，备用 CPU 处于STOP 操作状态。操作状态显示在显示屏上：表格 11- 4 启动 SYNCUP主 CPU 备用 CPU通过以下方式启动 SYNCUP：• 通过 PG/PC/HMI 设备或显示屏启动备用 CPU，并将模式选择器设为 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）。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, A5EAE 331准备 SYNCUP 系统状态SYNCUP 启动后，CPU 准备 SYNCUP：• 备用 CPU 切换为 SYNCUP 操作状态，并向主 CPU 发送状态消息。• 主 CPU 随后从 RUN 操作状态切换为 RUN-Syncup。当前操作状态显示在显示屏上：表格 11- 5 准备 SYNCUP主 CPU 备用 CPUSYNCUP 系统状态的顺序两个 CPU 的操作系统会分五个阶段完成 SYNCUP：• 复制 SIMATIC 存储卡 ①• 重新启动备用 CPU ②• 完成任务 ③• 复制工作存储器 ④• 弥补备用 CPU 滞后 ⑤主 CPU 的显示屏会显示 SYNCUP 系统状态的当前阶段。备用 CPU 的显示屏在 ② 到 ⑤ 阶段显示“正在连接...”(Connecting...) 状态，直至达到 RUNRedundant 系统状态。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统332 系统手册, 01/2023, A5EAE① 复制 SIMATIC 存储卡主 CPU 会将装载存储器的部分内容复制到备用 CPU：• \SIMATIC.S7S 文件夹中 CPU 的用户程序、系统块和项目数据说明覆盖装载存储器的内容复制会用主 CPU 装载存储器的内容覆盖备用 CPU 的 SIMATIC 存储卡中的装载存储器内容。主 CPU 的显示屏指示复制进程。表格 11- 6 复制 SIMATIC 存储卡主 CPU 备用 CPU备用 CPU 将传输的负载存储器内容复制到其工作存储器。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, A5EAE 333② 重新启动备用 CPU备用 CPU 重新启动并自动切换回 SYNCUP 操作状态。备用 CPU 的显示屏显示“正在连接...”(Connecting...) 状态。表格 11- 7 重新启动备用 CPU主 CPU 备用 CPU调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统334 系统手册, 01/2023, A5EAE③ 完成任务在主 CPU 上异步运行的指令会终止，会接受新指令，但不会启动这些指令。从此时起，重新启动的异步指令将会延迟，直到达到“复制工作存储器”阶段。指令的“BUSY”输出参数为“1”。但是，处理过程尚未开始。主 CPU 中的通信连接暂时终止。不能再删除、加载、生成或压缩用户程序中的块。不能再执行任何测试或调试功能。表格 11- 8 准备复制工作存储器主 CPU 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, A5EAE 335④ 复制工作存储器主 CPU 在下一循环控制点保存其存储器内容和某些系统存储器内容（备用 CPU 转储）的一致快照。过程映像、位存储器、SIMATIC 时间/计数功能、临时本地数据、数据块内容。保存完快照后，主 CPU 会立即恢复执行用户程序。会重新建立通信连接并开始执行异步指令。主 CPU 会将一致的快照复制到备用 CPU 并继续并行操作。数据块、过程映像等会立即被主 CPU 中的当前数据覆盖。主 CPU 的显示屏指示复制进程。表格 11- 9 复制工作存储器主 CPU 备用 CPU备用 CPU 忙于接受数据，随后才能处理用户程序。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统336 系统手册, 01/2023, A5EAE⑤ 弥补备用 CPU 滞后在阶段 ⑤，备用 CPU 会追上主 CPU 的进度。备用 CPU 将在每个循环控制点向主 CPU 发送有关程序进度的状态消息。主 CPU 的显示屏指示备用 CPU 的滞后时长。表格 11- 10 弥补备用 CPU 滞后主 CPU 备用 CPU一旦备用 CPU 追赶上主 CPU，两个 CPU 均会切换为 RUN-Redundant 操作状态。备用 CPU建立与 IO 设备的连接（jinxian系统冗余 S2 和 R1）并且通信链路再次可用。两个 CPU 同步处理用户程序。说明SYNCUP 期间的负荷较大如果 SYNCUP 期间的负荷较大，会延长程序循环时间。SYNCUP 耗时过长，且显示屏未显示任何进度，可中止 SYNCUP 并优化用户程序。更多信息，请参见“SYNCUP 系统状态中止”。说明设置足够长的最大循环时间为 CPU 组态足够长的最大循环时间。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。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, A5EAE 337SYNCUP 系统状态的影响在 SYNCUP 状态下，执行用户程序和通信功能有不同的影响。下表列出了相应的影响。表格 11- 11 SYNCUP 的特性操作步骤 SYNCUP 系统状态期间的影响在主 CPU 上处理用户程序 会处理所有优先级类 (OB)。快照期间，处理会延迟。保存完快照后，主 CPU 会立即恢复执行用户程序，并会开始执行异步指令。删除、加载、生成和压缩块 无法删除、加载、生成和压缩块。处理通信功能 部分功能的执行会受到限制并延迟。系统会在 SYNCUP 之后弥补所有功能中的延迟。PG/PC 操作 根据所处的 SYNCUP 阶段，PG/PC 与 CPU 之间可能无法进行在线连接。现有连接被中止。测试和调试功能，如“监视和修改变量”、“监视（开/关）”。根据所处的 SYNCUP 阶段，可能无法使用任何测试和调试功能。主 CPU 中的连接处理 开始时，所有通信连接都会中止。保存完快照后，主 CPU 会通过有效的连接建立方式重新建立通信连接。请注意，CPU 需要一些时间来重新建立通信连接。CPU 使用被动连接设置重新建立连接端点以进行通信连接。备用 CPU 中的连接处理 开始时，所有通信连接都会中止。备用 CPU 与 IO 设备建立连接 (AR)（jinxian S2 和 R1 系统冗余）。在备用 CPU 追赶过程中，备用 CPU 上的通信连接可用。诊断报警 SYNCUP 系统状态期间，诊断报警可能会延迟。OB 82 报告延迟的诊断报警。如果在“弥补备用 CPU 滞后”阶段出现诊断报警，诊断报警会延长此阶段的时间。更多信息，请参见“程序处理的基础知识 (页 268)”部分。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统338 系统手册, 01/2023, A5EAESYNCUP 系统状态中止即使已成功启动 SYNCUP 系统状态，以下情况下也能进行中止：• 将其中一个 CPU 断电时。• 如果将备用 CPU 切换为 STOP；主 CPU 会继续在 RUN 操作状态下进行操作。SYNCUP 的中止可能会延迟几秒钟。• 如果将主 CPU 设为 STOP；冗余系统会切换为 STOP 系统状态，因为备用 CPU 未准备好接管对过程的控制（未在下图中显示）。如适用，备用 CPU 重新启动。• 如果 100 次程序循环及 10 至 13 秒后备用 CPU 滞后未减小到最小值以下，主 CPU 会中止 SYNCUP。评估主 CPU 和备用 CPU 的诊断缓冲区。• 如果其中一个 CPU 检测到会影响进度的错误，例如主 CPU 中超出循环时间。• 如果在切换为 SYNCUP 系统状态之前 PROFINET 环网已中断，或者 PROFINET 环网在SYNCUP 期间中断。• 如果 PROFINET 环网中除 CPU 以外还有其它设备，且已为这些设备分配了介质冗余角色“管理器”或“管理器（自动）”。• 如果在带有 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)。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, A5EAE 339有关错误原因及补救措施的详细列表，请参见表格“SYNCUP 中止：原因及解决方法”。图 11-8 SYNCUP 系统状态中止表格 11- 12 事件顺序：SYNCUP 中止图中编号主 CPU 系统状态 备用 CPU初始情况：S7-1500R/H 冗余系统处于 SYNCUP 系统状态。备用 CPU 中出错。① CPU 不会从 RUN-Syncup 操作状态切换为 RUN-Redundant，而是会恢复为 RUN并继续执行用户程序。SYNCUP → RUN-Solo 如果 SYNCUP 中止，备用CPU 可能会重新启动，随后会切换为 STOP 操作状态。备用 CPU 准备好进行新的 SYNCUP。调试11.4 操作状态和系统状态S7-1500R/H 冗余系统340 系统手册, 01/2023, A5EAE纠正错误的操作步骤1. 消除错误。2. 将备用 CPU 由 STOP 切换为 RUN。备用 CPU 由 STOP 切换为 SYNCUP 操作状态。同步重新开始。错误原因和故障排除SYNCUP 系统状态中止可能有多种原因。如果 SYNCUP 中止，请评估组 CPU 和备用 CPU的诊断缓冲区。表格 11- 13 SYNCUP 中止：原因及解决方法SYNCUP 中止的原因 解决方法备用 CPU 的 SIMATIC 存储卡的存储空间过小。 删除 SIMATIC 存储卡中的数据，或使用存储容量更大的 SIMATIC 存储卡。更多信息，请参见《CPU 存储器的结构和使用(https://support.industry.siemens.com/cs/ww/zh/view/59193101)》功能手册。备用 CPU 的 SIMATIC 存储卡上的文件或目录名称包含不受支持的字符。确保文件和/或目录名称不包含元音变音（ö、ä、ü、Ö、Ä、Ü）。备用 CPU 的 SIMATIC 存储卡上的目录中使用的层级数量过多。确保目录结构不包含超过 6 个层级（例如：(F:)SIMATIC MC/file.txt）。系统过载。用户程序负荷过大，因此备用 CPU 无法跟上主 CPU 上的程序执行进度。使用“RT_INFO”指令生成有关 OB、通信或用户程序运行系统的统计信息。通过以下方式缩短备用 CPU 相对于主 CPU 的延迟：• 减少对循环事件（同一来源的事件，例如循环中断 OB 的启动事件）的后期处理，从而解决 CPU过载问题。