西门子6ES7277-0AA22-0XA0参数选型
，很多工程师对和的cpu冗余、冗余、输入/输出模块冗余、甚至网络冗余已经有所了解了，它们位于自动化系统的1层（level1），见下图，现在我们来讨论一下2层和以上部分的冗余问题。这些部分包括：监控与数据采集（scada）、制造执行系统（mes）和企业资源计划（erp）等系统。
工业自动化需要高等级的可靠性，这个需求扩展到计算硬件和软件--也具有高可用性。在低层系统，组件使用高可用性设计，诸如嵌入式控制器，已经有多年的历史。但的人们期望自动化系统能执行更多的任务－诸如与后端数据库交换信息－成为不断集成和智能架构的一部分。
比如一家汽车生产商，在安装安全气囊时，需要记录每个装配螺钉的转矩值，并把这个信息发送到公司的数据库。如果这个数据在制造过程中变得不靠谱，在系统运行时引起失效，后果会非常严重。为了在制造过程中找出不能满足规范的原因，工厂可能不得不停止生产线，请相关技术人员查找问题所在。对于某些流程行业，诸如制药行业，糟糕的数据可能意味着一整批已经生产的产品必须废弃。
因为自动化系统要做很多的事情，系统变得非常复杂。公司必须经常对系统进行评估，发现问题所在，找出提高效率方法，在计算架构中建立高可靠性和高可用性的冗余是减少停机时间、提高整体生产率的方法之一。
建立高可用性
为了找到在一个系统中需要的冗余点，好从有软件环境的高层开始。考查高层子系统，诸如数据库和管控台，对需要高可用性的地方进行优先排序。如果一个特定的子系统需要连续的信息更新，数据存储对这个子系统而言，应该具有高可用属性。管控台为操作员提供，能够与现场信息互动，反应速度不是很快，不需要高的可用性。
下一步是对多个子系统制定不同可用性等级的策略。如果某个数据库必须要高可用性，并且由多个服务器支持，功能怎样分布到各服务器－特别是如果其中的一台失效了怎么办？这些都是策略要考虑的问题。对服务器实施高可用性有几种可选方法，包括软件和硬件的解决方案。
在软件领域，市场销售的操作系统和数据库很多都包含了群件功能，这意味着在集群机器中，能够实现从失效节点到不同节点的自动切换。很多虚拟化产品也具有这样的切换能力，这个功能能使企业快速启动应急预案，执行备份解决方案，自动调出新的虚拟实例，这是在配置时事先要完成的特定角色。
虚拟化允许不同类型的软件栈使用统一的方法管理，这在老子系统和新子系统需要共存的情况下，是非常适合的。当失效发生时，同类系统的单一应用框架能够把需要的预备应用切到一个新服务器上。
这些解决方案的每个性能都不一样，差别巨大。一个全部冗余的硬件集群方案仅需要1秒或2秒完成切换，而由一个应用容器检查到问题，转移至一个新服务器可能需要30秒。选择方案是否能满足响应要求在设计阶段是非常关键的，因为要改变一个冗余的架构层，可能需要对整个系统重新设计一次。
要注意的是，在集群的子系统内操作时，需要坚持一些原则，诸如小化状态和无扰动切换。有可能的话，使服务中的状态信息小化，并存放在公共存储器中。对于不能完全转移到公共存储器的信息，非易失性存储结合一种复制策略，可以实现节点失效的影响小化。
当一个托管数据库实例系统停机时，他可能处于后交易的一半写状态。当新节点接入后，方案应设计成能够滚动返回操作，已交易部分应避免重复输入，不然会使记录的不正确率增高。错误数据的影响可能是灾难性的。如果不能找到制药生产过程的正确历史，制造商可能不得不召回一整批次产品，价值可能有几百万美元。
配置硬件冗余
系统除了在软件级上建立高可用性外，硬件应确保不会因任意单点失效而使系统宕机。企业应能通过硬件冗余防止系统失效，并能实现在线可维护。在服务器级，冗余是确保运行连续、可靠计算和数据安全的基础。
冗余硬件的组件应该包括：
● 冗余服务器和热插拔机架、冷却风扇；
● 冗余机架管理模块；
● 标准n-1冗余，热插拔电源；
● 可选冗余随机存储器（ram）；
● 带热插拔硬盘的冗余存储；
● 电池支持的磁盘冗余阵列（raid）缓存；
● 冗余网络接口；
● 冗余热插拔更换模块。
决定在哪里投资
冗余是避免的中断和宕机的基础，特别在自动化的制造和生产中。但很少有组织在每个运行部分建立相同等级的冗余，这是因为资金和资源都是有限的，对不同子系统可用性的要求也是不一样的。由于基础设施的不断集成和智能化，公司有机会不断改变系统的架构，可用性不但依靠处理器和存储器，也要依靠建立的数据库、接口和应用的冗余。
关键是选择在哪里实施冗余。从整个系统的开始，评估哪个子系统需要高可用性，结合考虑软件环境和硬件域，企业能够达到他们所需要的高可用性，降低停机造成的损失。
模拟量输入模块提供了一个数值用于标准化模拟量信号（电流，电压，电阻或温度）。这个数值代表被测量的参数（例如，以公升计量料位）。这个过程被称作标准化或缩放模拟量值。
图. 01 是标准化的例子。
图. 01
使用用户程序计算过程值。这个过程值被转换成数字信号，模拟量输出模块再将其转换成模拟量信号用来驱动模拟执行器。此转换过程被称作逆标准化。以下可供下载库中的功能块被用于标准化和逆标准化模拟量处理。
图. 02 是逆标准化的例子。
图. 02
y 数值总是转换结果。x 数值在不同情况下都是已知参数。
如下功能块可在下载的两个库文件中可找到。
| 功能块 | 语言 | 描述 |
| skal_linear+lim_int_real [fc165] | stl | 此处 x 值是整数，y值是浮点数。 |
| scl_scale_linear_int-to-real [fc1] | scl | |
| skal_linear+lim_real_int [fc166] | stl | 此处x值是浮点数，y 值是整数。 |
| scl_scale_linear_real-to-int [fc2] | scl | |
| skal_linear+lim_int[fc167] | stl | 此处 x 值和 y 值都是整数。 |
| scl_scale_linear_int[fc3] | scl | |
| skal_linear+lim_real[fc168] | stl | 此处 x 值和 y值都是浮点数。 |
| scl_scale_linear_real[fc4] | scl |
表 01
注意
以上功能块不改变寄存器 ar1/ar2 的地址，并且在 fbd 和 lad 程序中提供了 eno 功能框，rlo=0 或 1存放在该功能框的br位中。
通过输入 ymin 和 ymax，能限制计算值y（计算出的y值）到低限和高限之间的一个特定值。这限制了模拟量输入和输出量程卡的上限和下限范围。（这限制了模拟量输入和输出卡件的上溢和下溢）
y值根据一般线性方程计算：y = a x + b.
由此引出以下关系：y = (y1-y0) / (x1-x0) * (x-x0) + y0
以下是用功能块 skal_linear+lim_int_real [fc165] (integer >;real)实现线性缩放的例 子
图. 03
例子
模拟量输入模块用来测量一个4ma 至 20ma 的电流信号。此信号在 cpu 内部被转换为 0至27648。液位用此计算值来测量。由此可知 4ma 对应 0.0m 液位，而 20ma 对应 1.7m 液位。
输出如下参数：
p0(x0=0; y0=0.0)
p1(x1=+27648; y1=+1.7)
按照如下方式调用 fc165 功能块：
图. 04
如何使用gxworks2（与gxdeveloper基本通用）创建简单的sfc（顺序功能图）指令。下面以做一个案例来介绍。
1打开编程软件gxworks2
创建一个新文件，选择fx2n（plc类型随意），程序语言选择sfc。后点击确定。
? ?
确定后会出现下图，其中块类型一定要选择梯形图块。点击执行.
继续执行，如下图
2编写初始化指令。在软件右侧输入程序，如图。后在转换/编译
m8002为plc运行初始化，s0-s9为初始化专用的状态，（详情参照用户手册）
4.新建数据右击图中位置，并选择新建数据，如图
新建数据出现下图，直接确定就可以。之后出现选择项，块类型选择sfc，在执行。
的图二
5编写程序框架。执行后出现下图，编写程序。
图中左侧，数字为1的地方，就是刚才编写的个指令，s0。基本不需要理会他的。
将鼠标放在2上，按键盘上的enter键出现下图
按照默认直接确定，接着按键盘上的enter键出现下图.下图中的2有问号，它代表转换条件，即当条件满足时执行下一条指令。
图中的10及状态继电器的编号，可以修改，比如改成22确定。如下图。
这样来回确定，就组成如下图的文件。
在上图中的8完成后，按下确定时，选择项改为jump，如下图，此时程序框架基本完成。
在上图中jump后面填写的数字表示返回哪个状态，一般情况是选择返回初始状态。
6编写后的程序
如上图中，2、5、8是转换条件，4、7是执行步骤，下面做出2、4来介绍。点击2处编写指令，转换编译，如图
点击4处，编写指令，转换编译，如图
? ????????????????
?
?其他的以此类推。当所有指令编写后，在转换所有程序，程序写完，后保存。??其他的以此类推。当所有指令编写后，在转换所有程序，程序写完，后保存。
这样一个案例做好了