4. TIA Portal冗余项目创建与设备组态
冗余项目的组态与普通单机项目最大的区别在于：所有关键硬件都必须成对出现，并且要在博途中明确建立“谁和谁是冗余伙伴”的绑定关系。如果只是把两台CPU、两台电源、两台交换机堆在同一个项目里而不建立冗余关系，编译时不会报错，但运行时它们只是各自独立工作的设备，起不到高可用作用。因此本节的核心任务是：在TIA Portal中把冗余CPU、ET200SP HA、冗余电源和冗余网络这四类对象正确组态，并让它们之间的冗余关系在硬件组态层面成立。
一、创建冗余项目与选择CPU型号
在TIA Portal中新建项目后，第一步是添加冗余CPU。冗余CPU不是普通S7-1500，而是S7-1500R/H系列，例如CPU 1513R-1 PN、CPU 1515R-2 PN或CPU 1517H-3 PN。以CPU 1515R-2 PN为例，在“添加新设备”中展开SIMATIC S7-1500 > R/H系列，选择对应订货号。添加第一台CPU后，博途会自动提示是否创建冗余伙伴，选择“是”，系统会在同一机架配置中生成第二台CPU，并自动分配相同的IP地址段和冗余连接。
这里有一个关键参数需要确认：两台CPU的机架号和插槽号。冗余CPU通常采用“主机架+冗余机架”的成对结构，第一台CPU位于机架0插槽1，第二台位于机架1插槽1。在设备视图中可以看到两台CPU并排显示，中间有一条标注为“R-System”的冗余连接线。这条线代表冗余同步链路，它使用CPU自带的PN接口或专用同步模块，不需要用户手动布线，但必须在组态中确认其接口已启用。
二、冗余CPU的关键参数设置
双击第一台CPU进入属性面板，需要重点设置以下几项：
- PROFINET接口IP地址：两台CPU的IP地址必须不同，例如主CPU为192.168.0.10，备CPU为192.168.0.11，但子网掩码和网关一致。
- 冗余角色：在“冗余”属性页中，确认两台CPU的冗余ID一致，系统默认自动匹配，若手动修改过需检查是否对应。
- 同步模式：S7-1500R/H支持“同步”和“异步”两种启动模式。同步模式下备CPU实时跟随主CPU，切换时间短；异步模式下备CPU在检测到主CPU故障后才接管，切换时间较长。对于高可用要求高的场景，选择同步模式。
- 看门狗时间：默认约300ms，可根据网络负载适当调整，但不宜过大，否则故障检测变慢。
设置完成后，两台CPU的组态应保持对称：除IP地址外，其余参数应完全一致。如果主备CPU的固件版本不同，博途会在编译时给出警告，建议统一固件版本。
三、ET200SP HA分布式IO组态
ET200SP HA是专为高可用场景设计的分布式IO站，支持冗余接口模块。在博途中添加ET200SP HA时，需要选择带“HA”标识的接口模块，例如IM 155-6 PN HA。添加后，在设备视图中会看到该接口模块具有两个PROFINET接口，分别连接到冗余网络的两条链路。
组态要点如下：
- 接口模块冗余：IM 155-6 PN HA支持介质冗余（MRP）或系统冗余（S2）。在属性中设置“冗余”页，选择与CPU冗余系统匹配的模式。对于S7-1500R/H，通常选择系统冗余R1，使IO站同时与两台CPU建立连接。
- IO模块分配：ET200SP HA的基座单元和IO模块与普通ET200SP兼容，但建议使用HA专用基座，以支持热插拔。在组态中按实际插槽顺序添加DI、DQ、AI等模块，并分配IO地址。
- 设备名称与IP：为ET200SP HA分配设备名称（如et200sp-ha-01）和IP地址（如192.168.0.20），确保与CPU在同一子网。
完成组态后，ET200SP HA在拓扑视图中应显示为同时连接到两台CPU的冗余网络，而不是只连一台。
四、冗余电源与冗余网络组态
冗余电源在博途中通常不直接作为CPU的供电模块组态，而是通过电源模块（如PM 1507）或外部冗余电源模块实现。在硬件组态中，如果使用S7-1500的电源模块，需在机架中为两台CPU分别配置电源模块，并确认其输入电压和输出电流满足CPU及模块的功耗需求。对于外部冗余电源，博途不直接组态，但需要在项目文档中记录电源冗余方案，并在PLC变量中定义电源状态监测点（如通过DI模块读取电源故障触点）。
冗余网络的组态是重点。S7-1500R/H的冗余网络通常采用环形拓扑，使用MRP（介质冗余协议）或系统冗余。在博途中，需要为两台CPU的PN接口分别配置IP地址，并在“网络视图”中连接交换机。具体操作：
- 在网络视图中添加两台交换机（如SCALANCE XC208），分别作为主网络和冗余网络的交换设备。
- 将CPU1的PN接口连接到交换机1，CPU2的PN接口连接到交换机2，同时将两台交换机互连，形成环网。
- 在交换机属性中启用MRP，并指定一台交换机为MRP管理器，另一台为客户端。
- 对于ET200SP HA，将其两个PN接口分别接入两台交换机，实现网络冗余。
组态完成后，网络视图应显示一个闭合的环形结构，所有冗余设备都有两条路径可达。
五、编译与一致性检查
完成上述组态后，执行“编译 > 硬件和软件（完全重建）”。编译过程中需要关注以下信息：
- 是否有“冗余伙伴未找到”的警告，通常是因为两台CPU的冗余ID不匹配或IP地址冲突。
- ET200SP HA是否报告“冗余连接不完整”，检查其两个PN接口是否都正确连接到网络。
- MRP环网是否提示“环网未闭合”，检查交换机之间的连线是否在拓扑中形成闭环。
编译通过后，将项目下载到两台CPU。下载时博途会提示选择目标CPU，先下载主CPU，再下载备CPU。下载完成后，在“在线 > 冗余”诊断中可以看到两台CPU的状态：主CPU显示“RUN-Redundant”，备CPU显示“RUN-Redundant”或“SYNC”，表示冗余系统已建立。此时若断开主CPU的电源或网线，备CPU应在数百毫秒内接管，ET200SP HA的输出保持不中断，这就是冗余组态成功的直接验证。