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2024年10月15日发(作者：御从珊)

贝加莱冗余系统使用手册

日期:

版本:

April 10, 2015

V2.0

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贝加莱冗余系统使用手册

April 10, 2015

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贝加莱冗余系统说明

I 版本信息

Version

1.0

2.0

Date Comment Edited by

Qinwei Yang

Hanzhou Ding

Nov 15, 2013 初版

Apr, 2015

更改并增加授权、配置、编程等内容

Table 1: Versions

II 分派信息

Name

Table 2: Distribution

Company, Department

Amount

Remarks

III 安全注意事项

Safety notice

危险！

警告！

注意！

信息！

Table 3: Safety notices

Description

无视此项准则可能对生命安全构成威胁。

无视此项准则可能会对设备或系统造成严重损害。

无视此向准则可能会对设备或系统造成损害，也可使系统或设备无法正常工作。

重要的提示信息，可以防止错误的发生。

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IV 目录

1 介绍 .............................................................................................................................. 4

1.1 贝加莱的冗余方案 ................................................................................................................................. 4

2 硬件配置 ....................................................................................................................... 6

2.1 主站配置 ................................................................................................................................................ 6

2.2 I/O站配置 .............................................................................................................................................. 8

2.3 第三方通讯 ............................................................................................................................................ 8

2.3.1 POWERLINK iCN挂接通讯模块 ..................................................................................................................... 8

2.3.2 POWERLINK总线控制器挂接通讯模块 .......................................................................................................... 9

2.4 I/O总线网络配置 ................................................................................................................................... 9

2.4.1 单网 ................................................................................................................................................................. 9

2.4.2 双网 ............................................................................................................................................................... 12

2.4.3 环网 ............................................................................................................................................................... 16

3 系统组态 ..................................................................................................................... 17

3.1 建立冗余项目 ...................................................................................................................................... 17

3.1.1 CPU配置 ...................................................................................................................................................... 17

3.1.2 X20IF2181-2配置 ......................................................................................................................................... 20

3.1.3 X20IF10X0配置 ............................................................................................................................................ 22

3.1.4 添加I/O站 ..................................................................................................................................................... 22

3.1.5 冗余授权狗配置 ............................................................................................................................................. 30

3.1.6 配置过程网络 ................................................................................................................................................ 35

3.2 程序编写 .............................................................................................................................................. 37

3.2.1 同步变量 ........................................................................................................................................................ 37

3.2.2 如何选择同步变量 ......................................................................................................................................... 38

3.2.3 烧卡与自动下载 ............................................................................................................................................. 38

4 Index ........................................................................................................................... 42

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介绍

1 介绍

1.1 贝加莱的冗余方案

贝加莱冗余系统是一套硬件冗余系统，可以实现控制器冗余以及网络冗余。冗余CPU与I/O站之间的

连线称为I/O总线（或者现场总线），采用具有高可靠性和实时性的Ethernet POWERLINK通讯总线进行

连接，传输速率可达100Mbit/s，拓扑结构可支持星型、树形、总线型或者环形，在POWERLINK的网络

中可以实现网络冗余，能够连接成双网冗余或者环网冗余结构。

冗余系统的控制器采用两台X20标准型CPU来实现，在冗余控制器之间采用光纤进行数据同步，传

输速度可达1000Mbit/s,保证了控制器之间能够实现平滑切换。

在贝加莱硬件冗余系统中，几乎所有贝加莱产品都可以作为冗余系统的I/O站，这些产品包括X20模

块、X20c模块、X20标准型CPU、X20c标准型CPU、X67模块、HMI以及Safety产品。不仅如此，由

第三方开发的能够支持POWERLINK通讯协议的设备也可作为冗余系统的I/O站使用。

如下图所示，分别展现了冗余系统的两种拓扑结构：

 双网冗余

图 1-1 双网冗余拓扑

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介绍

如上图所示，在整个网络结构中的每一个节点都通过两条完全独立的总线接入，任一条总线

出现故障都不会使该节点退出网络，从而实现网络冗余的功能。在双网结构下，星型、树形、总

线型拓扑结构可以并存，但不支持环网结构。

 环网冗余

如下图所示为冗余系统的环网拓扑结构。每个节点需要有一进一出两个接口。当总线上的任

一处发生故障，系统会自动改变数据的传送方向，从而实现容错功能，提升网络的可靠性。

图 1-2 环网冗余拓扑

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硬件配置

2 硬件配置

2.1 主站配置

冗余主站必须由4部分组成，冗余CPU、冗余功能模块、数据同步模块和一个带有冗余授权的硬件授

权（硬件狗）。每一部分配置的数量为2个。

 CPU

作为冗余系统的主站CPU必须选用X20CP358X或者X20cCP358X系列，同时此系列下尽

可能选择性能更好的CPU。如下表所列为可以被选用的该系列CPU型号参数对照表。

型号

X20CP3584/X20cCP3584

X20CP3585

X20CP3586/X20cCP3586

参数

X20 CPU, ATOM 0.6 GHz, 256 MB DDR2 RAM, 1 MB SRAM

X20 CPU, ATOM 1.0 GHz, 256 MB DDR2 RAM, 1 MB SRAM

X20 CPU, ATOM 1.6 GHz, 512 MB DDR2 RAM, 1 MB SRAM

表 1-1 CPU型号参数表

 冗余功能模块

冗余功能模块型号为X20IF2181-2，是冗余系统的必配模块，拥有以下功能：

1. 单站POWERLINK主/从节点

当设为单站POWERLINK主/从节点时，此模块可作为一般的POWERLINK通讯模

块使用，功能上可以完全替换X20IF1082或X20IF1082-2（软件配置上需要注意，此处

不做讨论），可插在所有X20标准型CPU上使用。

2. 冗余POWERLINK主节点

只有在这种工作模式下，X20IF2181-2才能作为硬件冗余系统的功能模块，负责

CPU状态监测并实现CPU的冗余切换。这种模式下的X20IF2181-2只能被

X20CP358X系列CPU支持。

3. POWERLINK网络冗余工作模式

X20IF2181-2可提供三种POWERLINK工作模式供选择，分别为一般模式、环网冗

余、双网冗余。对于前两中工作模式，其他X20的POWERLINK通讯卡也可支持，唯

独双网冗余（A B网）功能，只有X20IF2181-2可以支持。

无论此模块是否用于冗余系统，这三种POWERLINK工作模式都可以被选择。

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 数据同步模块

硬件配置

数据同步模块型号为X20IF10X0，是冗余系统必选模块，用于冗余CPU之间的数据同步。

连接同步模块的通讯线必须采用2芯多模光纤，LC接头。

注意！

B&R不提供光纤，需要客户自行按照规格进行购买，一定要选择正确规格的光纤，不然

将会出现X20IF10X0不能识别该光纤的错误（L/AIF不亮）

 冗余系统授权狗

只有在每台冗余CPU的USB口中插入了冗余授权狗后，系统才能正常运行。冗余授权狗由

两部分组成：电子狗（型号：0TG1000.01）,以及软件授权（型号：1TG10X0.1）。用户在拿到

电子狗（外观如下图所示）后，需要使用Technology Guarding进行配置才能将软件授权加载到

电子狗中。

图 2-1 电子狗0TG1000.01

警告！

 如果冗余CPU没有授权狗，则在CPU上电或重启时，会进入服务模式

（Service Mode），所有用户的应用程序将停止运行！

 如果在冗余CPU运行时拔出授权狗，则CPU的R/E灯以及RDY/F灯将会闪

烁，表示缺失了该硬件狗，但是程序仍然可以运行，直到CPU重启！

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硬件配置

注意！



两台冗余CPU上的X2X通信将无法使用，因此不能在冗余CPU上挂接任何

X2X模块；

X20IF10X0模块必须安装在该冗余主站的第一个槽位上；

当在AS中设置该CPU作为冗余主站时，该冗余CPU上的POWERLINK端口

（IF3）将会被强制设置为一个以太网端口，以满足对上双网的需求；

NC Manager目前不能使用在冗余控制器上；

X20SLXx10模块不能和冗余控制器一起使用；

推荐使用X20CP3586，对于冗余功能的测试基本使用X20CP3586；

2.2 I/O站配置

所有支持POWERLINK（V2）的贝加莱产品都可作为冗余系统的I/O站，这些产品包括支持

POWERLINK的Bus Controller、HMI产品以及可以作为POWERLINK iCN（intellegent Controled

Node）的CPU。对于第三方产品来说，只要支持POWERLINK （V2）也可以作为冗余系统I/O站使用。

一套冗余系统最多可以挂接239个POWERLINK I/O站（POWERLINK的限制），而每个I/O站又可通过

X2X扩展253个模块（X2X的限制）。

2.3 第三方通讯

当贝加莱冗余系统需要与第三方设备进行通讯时，可通过以下几种方式实现（这些方式可以并存）

2.3.1 POWERLINK iCN挂接通讯模块

通过将一个标准的X20CPU上的POWERLINK口配置成一个ControlNode的形式（单网），或者在

X20CPU上安装X20IF2181-2模块（接入双网或者环网）将他变成一个iCN接入到已有的冗余

POWERLINK网络中，在iCN上可以挂接通讯卡与三方设备通信。

在与第三方通信时，iCN作为一个网关与三方设备建立连接。可以在iCN的IF卡槽上挂接相应的IF

通讯卡（包括DTM的IF通讯卡和普通IF通讯卡）；在iCN的X2X背板上挂接CS模块（CS1030等）；

iCN在收到的三方设备数据后通过POWERLINK网络交给两个冗余主CPU。

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硬件配置

2.3.2 POWERLINK总线控制器挂接通讯模块

可以直接在X20 POWERLINK总线控制器上挂接CS模块，CS模块通过X2X通讯给总线控制器，然

后总线控制器再转换为POWERLINK信号交给两个冗余主CPU。

注意！

采用这种方式进行第三方通讯时，当CPU切换时，通讯会有一定的恢复时间（秒级）。

如果对于实时性要求非常高的场合，可以选用2.3.1中提及的方案实现第三方通讯。

2.4 I/O总线网络配置

贝加莱冗余系统中，I/O总线可以通过不同POWERLINK Bus Controller以及X20 HUB模块构建成不

同拓扑结构的网络。本小结将介绍这些模块，并介绍如何使用这些模块搭建I/O网络。

2.4.1 单网

可以用X20HB模块搭建出2口、4口、6口或更多口的HUB，也可以根据需要配置成光网HUB。以

下是配置HUB所需的模块。

 X20HB8880

HUB功能基本模块，2个RJ45接口，可以单独使用此模块构成一个2口的HUB，也可以与

其他HUB扩展模块一起组成多口的HUB。如果要组建一个单网HUB，此模块必不可少！

 X20HB2880

HUB功能扩展模块，2个RJ45接口，必须与X20HB8880配合使用，可以组成4口HUB

（X20HB8880+X20HB2880）或者6口HUB（X20HB8880+2个X20HB2880）。

 X20HB2881

HUB功能扩展模块，2个光纤接口，支持多模光纤，LC接头，必须与X20HB8880配合使

用，也可以与X20HB2880混用。这样可以组成一个既有光口，又有电口的HUB。

 X20BC8083

X20BC8083是一块POWERLINK Bus Controller，但与其他BC不同的是，能够在这块BC

模块左边插入X20HB2880、X20HB2881或者X20HB2881，从而扩展出更多的HUB接口（最多

可以插入2个模块，连带本身所带的接口，可以组成一个6口HUB）。

 电源模块

如果一个HUB全部由X20HB模块构成，则电源模块既可以选用X20PS8002，也可以选择

X20PS9400，否则必须选用X20PS9400作为电源模块。

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硬件配置

如下图所示，是一个用以上所介绍模块配置而成的方案，其中分别列出了A、B、C、D，4种不同的

HUB配置形式。

图 2-2 单CPU单网HUB配置方案举例

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同样，在冗余系统中也可以使用这些模块构建不同的拓扑结构，如下图所示。

硬件配置

图 2-3 冗余控制器下的单网拓扑结构

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硬件配置

2.4.2 双网

随着用户对可靠性的要求越来越高，在越来越多的系统中需要用到双网冗余，贝加莱的POWERLINK

网络可以构成双网冗余。

为构建一个双网冗余系统，需要用到以下模块：

 X20HB8884

双网HUB基本功能模块，需要与2个X20HB2885一同构成具有双网切换功能的HUB。

X20HB8884内置Link Selector功能，可以自动检测A、B网的工作状态，如果一条网路发生故

障，它会自动切换至另一条正常的网络，切换时间极短，不会影响I/O通讯。原理如下图所示：

图 2-4 X20HB8884原理图

左边两个X20HB2885分别连接A网路和B网路，X20HB8884会选择其中一条正常的网路

与模块自带的RJ45口相连。下图是一个配置实例：

图 2-5 X20HB8884配置实例

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上例3台CPU中，1台作为POWERLINK主节点（MN），其他2台CPU都作为

硬件配置

POWERLINK从节点（iCN）。整个系统中，任何一条网路出现故障，都不会影响整个系统的运

行。

 X20BC8084

带有双网切换功能的POWERLINK Bus Controller，可以直接挂接I/O模块。X20BC8084可

以单独使用，也可以与2块X20HB2885配合使用。以下是X20BC8084模块的原理图。

图 2-6 X20BC8084原理图

需要特别注意的是，X20BC8084上的两个RJ45口并不是网络冗余切换后的输出口（与

X20HB8884区别），而是用于分别连接A、B网络的接口。如下图中所示的拓扑是错误的：

图 2-7 X20BC8084错误的拓扑结构

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硬件配置

上图中的POWERLINK从节点（iCN）不能直接连接到X20BC8084的RJ45接口上，如果

按照上图连接，则一旦B网络发生故障，这个节点也将与POWERLINK主节点（MN）失去联

系。下图是正确的拓扑结构（方案一）：

图 2-8 X20BC8084正确的拓扑结构方案一

或者也可以用另一种方案（方案二），见下图。在方案二中，POWERLINK 从节点上虽然增

加了一个X20IF2181-2模块，但是可以省去整个冗余网络HUB（2个X20HB2885，1个

X20HB8884，1个X20BB82以及一个X20PS8002）。因此，方案二更经济，而且结构更紧凑。

图 2-9 X20BC8084正确的拓扑结构方案二

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 X20HB2885

硬件配置

网络冗余切换HUB的扩展模块，只能与X20HB8884或者X20BC8084配合使用，2个

RJ45接口。

 X20HB2886

网络冗余切换HUB的扩展模块，只能与X20HB8884或者X20BC8084配合使用，2个光纤

接口，支持多模光纤，LC接头。

 电源模块

如果一个HUB全部由X20HB模块构成，则电源模块既可以选用X20PS8002，也可以选择

X20PS9400，否则必须选用X20PS9400作为电源模块。

图2-10展现的是具有双网功能的冗余系统拓扑结构。

图 2-10 冗余控制器下的双网拓扑结构

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硬件配置

2.4.3 环网

贝加莱系统的I/O网络还能够支持环网冗余结构，连接各个节点的网络构成一个封闭的环。默认情况

下，主站会从一个方向上与其他各个从节点保持通讯，一旦网络的某个节点发生故障，主站会从另一个方

向与各个节点通讯。拓扑结构如图2-11。

图 2-11 环网拓扑结构

图2-12所示，是冗余系统下环网的拓扑结构：

图 2-12 冗余控制器下的环网拓扑结构

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系统组态

3 系统组态

3.1 建立冗余项目

本文中所提的冗余系统需在AS4.1.4.402或以上版本中进行组态配置。配置方式可按如下步骤进行。

3.1.1 CPU配置

AS4.1下，冗余系统只要配置一套CPU即可，所有硬件的配置方法与单机项目无异。但需要再次强调

的是，要配置成冗余系统，CPU必须选择X20CP358X或者X20cCP358X系列CPU。

选择完CPU后，需要对CPU本身的参数做配置。可以在硬件树（Physical view）或者在System

Designer中选择CPU，然后单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“Configuration”，如下图所示。

图 3-1 CPU属性设置方法一

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系统组态

图 3-2 CPU属性设置方法二

在出现的参数设置表中需要设置以下参数。

图 3-3 CPU属性设置

a. Activate redundancy：只有将其设置成“on”，项目中有关冗余的属性才会出现。

b. Secondary boot timeout[s]：当两台CPU同时启动时，Secondary CPU会在正常运行后等待一

段时间，才决定是否将自己切换为Active状态。如果超出设定时间，Primary CPU依然没有作为

Active，则Secondary CPU会进入Acitve状态。

Connections：每一路PVI的连接将占用2个连接（AS连接、OPC等都会占用），默认数值是

4，建议将其设置成32。

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系统组态

设置完CPU参数后，在硬件树（Physical View）或者在System Designer中找到CPU，并在第一个

槽位添加X20IF10X0，在第二个槽位添加X20IF2181-2，可以在Systemdesigner中通过拖拽的方式把IF

卡放到卡槽上，也可以拖拽到硬件树相应的位置上：

图 3-4 添加IF卡

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系统组态

3.1.2 X20IF2181-2配置

如前所述，I/O网络的控制是由X20IF2181-2来决定的，因此需要对X20IF2181-2作相应配置。我们

可以在硬件树（Physical View）中选择X20IF2181-2，并选择其下的“PLK”口，单击鼠标右键，在弹出

菜单中选择“Configuration”，如图3-5。

图 3-5 X20IF2181-2配置方法一

或者，我们可以直接在System Designer中找到X20IF2181-2，选择任何一个POWERLINK口，单击

鼠标右键，在弹出菜单中选择“Configuration”，如图3-6。

图 3-6 X20IF2181-2配置方法二

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在如图3-7出现的配置参数表中我们需要配置以下参数：

系统组态

图 3-7 X20IF2181-2配置参数表

a. Cycle time[us]：在其中配置POWERLINK的循环周期，默认值为2000，代表2ms。

b. Mode：必须选择“redundant managing node”才能让CPU工作在冗余模式下。

c. Node definition：请一定选择“get from hardware”，然后将Primary CPU上X20IF2181-2的拨

码指向十六进制“F8”，将Secondary CPU上X20IF2181-2的拨码指向十六进制“F9”。

如下图所示将X20IF2181-2模块上的拨码开关设为“F8“和“F9“：

图 3-8调节拨码到“F8“和“F9“

d. Redundancy mode：指定网络的拓扑结构，总共有3个选项，“none”，“Cable

redundancy”以及“Ring redundancy”。分别代表一般模式，双网冗余模式以及环网冗余模

式。关于这几种网络描述，读者可以参考2.3节。

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系统组态

3.1.3 X20IF10X0配置

X20IF10X0无需在AS中做任何配置，但需要将拨码开关分别设为“PRIM “(Primary CPU)和” SEC

“(Secondary CPU)，如下图：

图 3-9 X20IF10X0拨码

注意！

 冗余CPU是Primary还是Secondary完全取决于CPU上X20IF10X0的拨码位

置，即，CPU的身份可以随着这一拨码改变而改变。

 冗余系统在运行时，无论是Primary CPU还是Secondary CPU，他们都拥有同等

的地位，没有任何差别！当发生切换后，处于激活状态的CPU会一直维持这一状

态，直到此CPU的运行状态发生改变（如重启）。

3.1.4 添加I/O站

配置好I/O网络，就可以添加I/O站以及I/O模块了。在冗余系统中添加的I/O站分为两类，一类为普

通I/O站，即POWERLINK Bus Controller，此类I/O站能挂接X2X模块；另一类是将CPU作为I/O站，

可称为智能型I/O站或者通讯网关，用户可以在此类I/O站上编写逻辑程序或者通讯程序。以下分别介绍两

种I/O站的添加以及配置方法。

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 普通I/O站

系统组态

在AS4.1中，需要先选中X20IF2181-2下的“PLK“口，然后从“Hardware Catalog”中将

硬件拖拽至“PLK”；或者在System Designer中选择X20IF2181-2上的任何一个通讯口，然后

从“Hardware Catalog”中将所需硬件直接拖拽至通讯口，如下图。

图 3-10 添加硬件方法

图 3-11 添加硬件方法二

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系统组态

注意！

使用SystemDesginer配置的时候切勿将该连线连接到HUB上，这样会造成该设备无法

被识别，正确的做法是连接到相应的BUSController上。请看图3-12。

图 3-12 使用SystemDesginer正确的添加方法

 智能型I/O站（通讯网关）

添加智能型I/O站（通讯网关），需要按以下步骤来实现：

a. 切换到“Configuration View”视图，在空白处单击鼠标右键，选择“Add

Configuration”，从硬件列表中选择需要添加的CPU种类。

图 3-13 添加新硬件

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系统组态

注意！

只有基于SG4平台，并且能支持POWERLINK通讯的硬件才能作为智能

型I/O站！

b. 双击“Configuration View”中添加好的硬件，切换至“Physical View”。由于所有I/O

站都是通过POWERLINK与主站通讯，因此我们需要对智能型I/O站上的

POWERLINK进行配置。选择需要通讯的POWERLINK口，单击鼠标右键，选择

“Configuration”，在出现的POWERLINK参数表中需要更改以下参数。

图 3-14智能型I/O站POWERLINK通讯参数配置

 Cycle time[us]：POWERLINK通讯循环时间，必须主站X20IF2181-2中配置的循环

时间保持一致（见3.1.2节a. Cycle time[us]）。

 Mode：智能型I/O站是一个POWERLINK的从站节点，应此选择“controlled

node”。

 Node definition：如果节点号需要由硬件拨码来设定，请选择“get from

hardware”；如果节点号只需由AS中指定，则选择“set explicitely”。

 Node number：只有在Node definition选择“set explicitely”的情况下，此项参数才

会出现，用户需要输入节点号，十进制数，范围是1～239。

配置完以上参数后，智能型I/O站已经能够与冗余主站正常连接了，但是主站以及I/O

程序中的变量还无法相互传输，因此我们还需要在I/O站上配置I/O通道。在同一张参数表

中，找到“I/O-Data”并展开，在其中找到“Channels”，配置需要的通道。

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系统组态

图 3-15 智能型I/O站POWERLINK通讯I/O通道配置

 Name：用户自定义的通道名称。

信息！

为了清晰地表示通道数据传送的方向，建议通道名称按以下格式书

写：

通道含义_传送方向

例如，I/O站需要传送一个速度变量至主站，则通道名可定义为

Speed_iCN2MN

，Speed代表通道的含义，iCN2MN代表传输方向是由

POWERLINK从节点传送至主节点。

又如，I/O站需要接收一个来自主站的温度设定值，则通道名可定义

为

SetTemp_MN2iCN

。

 Data type：定义通道的数据类型，其中包含了所有最基本的数据类型（BOOL、

USINT、SINT、UINT、INT、UDINT、DINT，REAL），除此之外还有一个数组类

型OCTET[]。OCTET[]数组中的每一个元素长度为一个字节（BYTE），用户需要

手动指定数组长度，如OCTET[1000]。

 Direction：定义数据的传输方向。当数据由I/O站传送至主站时，定义为

“Output”，反之则为“Input”。

注意！

在同一个I/O站上，每个方向上（Output或Input）最多允许传输1490

个字节！

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系统组态

配置完成后，点击保存，完成对智能型I/O站的配置。通过在“Physical View”中右击

配置的POWERLINK口，选择“I/O Mapping”即可看到配置后的通道，如下图。

图 3-16 完成后的POWERLINK I/O通道

c. 配置完智能型I/O站后，我们需要在主站中将智能型I/O站添加进来，方法如下。

 切换到“Configuration View”视图，双击主站CPU，或者选择主站CPU后，单击鼠

标右键，选择“Set as Active Configuration”使其成为当前可配置的硬件。

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系统组态

图 3-17切换硬件配置

 在“Physical View”视图中，再次点选X20IF2181-2下的“PLK”，在“Catalog”

中选择“Network Type”下的“POWERLINK”，在出现的设备列表中选择

“epl_icn”，并将其拖拽至X20IF2181-2下的“PLK”，如下图。

图 3-18 添加智能型I/O站

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 右键单击添加进来的“epl_icn”，在弹出菜单中可以选择“Rename”更改站点名

称，通过“Change node number”来更改站点号。

注意！

站点号必须与配置智能型I/O站时所设的站点号保持一致！

 右键单击添加进来的“epl_icn”，在弹出菜单中选择“Configuration”，进入配置参

数表。如图3-16，双击“Configuration name”，在下拉菜单中选择

“Configuration View”中出现的智能型I/O站名称；双击“Interface name”，选

择智能型I/O站上已经配置过的POWERLINK通讯口。完成配置后，点击保存。在

“Physical View”中，选中配置好的智能型I/O站，并单击鼠标右键，选择“I/O

Mapping”便可以看到配置好的I/O通道了，如图3-17。

图 3-19 智能型I/O站配置参数表

图 3-17 智能型I/O站映射通道

对比图3-13后发现，同样的I/O通道，在主站和智能型I/O站中所看到的传送

方向正好相反（

来命名I/O通道。

 最后，用户需要分别将主站程序中的变量与智能型I/O站中的程序变量分别映射到各

自的I/O通道上。

代表输入，代表输出）。这是由于，I/O站的输出在主站看

来正好是输入，反之亦然。因此，为避免出错，再次建议按照上文中所提及的规则

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3.1.5 冗余授权狗配置

在使用4.1的冗余系统的时候，这套系统会检测硬件狗是否存在，这个硬件狗有两部分组成：一个空

的硬件狗和一个冗余的软件授权。

这两样东西是分开发货的，只有当冗余的软件授权被下载进空的硬件狗中，这才算完整的一个冗余硬

请按照下面步骤，将软件授权下载进硬件狗中：

a. 首先确保电脑连接在Internet上，之后将Technology Guarding 0TG1000.01插到电脑的USB接口上

b. 在完整安装AS4.1.4.402后，可以在B&R Automation下打开B&R Technology Guarding工具，或者

在相应的项目的菜单栏上选择Tools→Technology Guarding。

件授权。

图 3-20 打开Technology Guarding

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c. 点击

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图 3-21 改变配置

d. 双击B&R License server，因为连接总部服务器可能会需要一点时间，可以将Timeout时间设置的

长一点。

图 3-22 修改TimeOut时间

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e. 输入用户名和密码后点击OK：

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图 3-23 填入Username和Password

注意！

客户授权的用户名和密码，总部会发到CRM中填写的联系人的邮箱中。

f. 设定完用户名和密码后点击Dongle：

图 3-24 选择Dongle

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g. 可以检索到插在计算机上的0TG1000.01，选中并点击OK

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图 3-25 检测计算机上的硬件狗

h. 可以在Dongle中看到插入的0TG1000.01的ID号和已经存在于这个硬件狗中的授权信息，然后点击

Active license online:

图 3-26 0TG1000.01分布

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i. 登录后，能看到本用户名下购买过的授权，点击将授权从服务器上下载到0TG1000.01中，

并点击Apply Changes（此例中授权为1TG10X0.1，为冗余的软件授权）

图 3-27 从总部服务器上下载相应软件授权

j. Apply成功后，能看到授权已经成功从服务器上移动到dongle中，这样就表示授权成功，

0TG1000.01可以从计算机上取下并安装到B&R控制器的USB口上并正常使用了。

图 3-28 下载完成

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3.1.6 配置过程网络

过程网络是指CPU与上位计算机之间的通讯网络，贝加莱冗余系统的过程网络采用以太网通讯方式，

能够支持双网冗余。

3.1.6.1 IP地址切换

冗余系统是由两台CPU组成，而只有处于激活状态（Active）的CPU才有权将上位发出的指令传送

至I/O站，并且对于上位来说，也只有来自激活状态（Active）CPU的数据才能真实有效的反应现场情

况。简而言之，系统在正常运行时，只有一台CPU在与上位进行通讯。那么当切换发生时，上位软件是如

何跟随CPU的切换而自动与另一台CPU通讯呢？上位软件是否需要额外的功能来实现通讯切换呢？答案

是否定的，基于贝加莱冗余系统的IP切换技术，上位软件根本无需做额外配置就能实现与冗余CPU之间

的通讯。

当冗余CPU正常运行时，在同一个网段上会出现3个IP地址----- Automation Studio中设定的2台

CPU的维护地址（用户CPU诊断、程序的下载与上传等），以及一个只有主站才能使用的虚拟地址（用

于和上位软件之间的通讯）。举例来说，在Automation Studio中为Primary CPU设定的IP地址为

“10.86.13.221”，为Secondary CPU设定的IP地址为“10.86.13.222”，两台CPU的虚拟IP地址都

设为“10.86.13.220”。启动后，假设Primary CPU首先进入激活状态（Active），Secondary CPU成为

热备CPU（Standby），则此时Primary CPU的同一个网口上既有“10.86.13.221”，也有

“10.86.13.220”，而Secondary CPU只拥有“10.86.13.222”。一旦发生主从切换，即Primary CPU切

换为热备状态（Standby），Secondary CPU切换为主站状态（Active），则Primary CPU丢失

“10.86.13.220”，而Secondary CPU将拥有“10.86.13.220”，请看图3-29。

图 3-29 IP地址切换示意图

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3.1.6.2 设置方法

在Automation Studio4.1中可以按以下配置方式来实现IP地址的切换。

a. 在“Physical View”中或者System Designer中选择需要配置的网络接口，如“ETH”，单击鼠

标右键，在弹出菜单中选择“Configuration“

b. 在出现的参数列表中需要更改以下参数。

图 3-30以太网设置参数表

 Cluster IP configuration: 可称为虚拟地址或者簇地址，只有当CPU切换为激活状态

（Active）时才会使用。与上位监控软件通讯时使用。

 IP configuration for primary CPU: 为Primary CPU设定的维护地址，无论CPU是否处于激活

（Active）状态，此IP都会存在。与AS通讯时使用，用于诊断、下载、调试。

 IP configuration for secondary CPU: 为Secondary CPU设定的维护地址，无论CPU是否处

于激活（Active）状态，此IP都会存在。与AS通讯时使用，用于诊断、下载、调试。

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注意！

只有将项目设定为冗余项目（Redundant Project）时，才会出现上述参数！在启用

后，CPU上的POWERLINK口将会被强制设置为ETH口用于支持对上双网的情况。

3.2 程序编写

无论在冗余项目还是在单机项目中，编写程序的方式都基本一致，只有一些微小的区别需要注意。本

节将讨论这些不同点。

3.2.1 同步变量

在冗余项目下，编程时所声明的变量会有一个特殊的属性“Replicable”，勾选上这一属性即代表此变

量是同步数据，不光是变量，功能块、结构体都能够同步。

图 3-31 变量声明表中的“Replicable”属性

注意！

如果数据是一个复杂类型（结构体，或者是功能块），勾选“Replicable”时，系

统将会同步此数据中所有成员的值！

用户无法选择是否同步其中某些成员！

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3.2.2 如何选择同步变量

所有变量在声明时，“Replicable”属性默认是打勾的。当冗余系统运行时，同步变量的值会自动从激

活CPU（Active）传送至热备CPU（Standby）。然而并不是所有变量都需要同步，请按照以下原则取消

某些变量的同步功能。

注意！

 默认为所有的数据在声明时都被设置为同步，但是此数据是否同步取决于相关应

用。判断是否需要同步可以依据以下几点，并且进行测试：



 通讯功能块，通信功能块会在两台CPU中一起运行，一般需要使用程序来选择哪

台设备中的功能块可以进行通信；

指针变量不需要进行同步，其中包括某些功能块的指针传递变量（如ident）；

3.2.3 烧卡与自动下载

冗余的烧卡与普通的烧卡方式有点区别，请按照以下步骤进行配置：

a. 选择Tools →Create Compact Flash

图 3-32 创建冗余CF卡

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b. 编译完成后我们可以看到这样的一个界面，功能描述如下图：

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图 3-33 烧卡界面功能描述

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按下拉框选择CF卡后点击Download to application storage烧卡，要注意的是冗余系统需要烧

两次卡分别给两个CPU，所以在完成第一次烧卡后点击select new transfer target，再烧第二张

CF卡。

图3-34冗余系统需要烧两张卡

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冗余的自动下载，也和普通的方式不同，如下步骤：

a. 选择Tools →Create Compact Flash

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图3-35选择烧卡

b. 我们可以看到烧卡的页面，如果已经连接上这两台冗余CPU将会看到CPU的状态，包括各个

CPU的维护IP地址和虚拟IP地址（ClusterIP），以及其中程序的更新时间等。按下拉框选择

current online target system后选择Automatic install，等待下载完成的提示。

图3-36自动下载冗余程序

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Index

注意！

自动下载所要花费的时间比烧卡的时间要久很多，并且有时会存在下载完一台机

后，另外一台机不能被下载的问题，目前对于冗余项目仍然推荐使用的是烧卡的方式进

行配置。

另外，冗余项目中原来使用的下载按钮不能下载程序，需要按照上面步骤操作才能

自动下载冗余程序。

4 Index

Distribution ............................................................ 2

Safety Notices ...................................................... 2

Figure Index .......................................................... 6

Table Index ........................................................ 17

Table of Contents ................................................. 3

Introduction ........................................................... 4

Versions ............................................................... 2

Listing Index ........................................................ 42

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