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PLC冗余热备控制系统概述
来源:艾特贸易2017-06-05
简介工业自动化的飞速发展,冗余热备系统广泛应用于工业生产。在一些对系统可靠性要求很高的应用领域中,如冶金、造纸、石化等,必须保证在一定时期内系统不问断运行。如果控制系
工业自动化的飞速发展,冗余热备系统广泛应用于工业生产。在一些对系统可靠性要求很高的应用领域中,如冶金、造纸、石化等,必须保证在一定时期内系统不问断运行。如果控制系统出现故障,由此引起的停产和设备损坏会造成极大的经济损失。又如大型的复杂生产系统,如汽车装配生产线,只要系统中一个地方出现问题,就会造成整个系统停产。因此,仅仅靠提高控制系统的硬件和软件的可靠性来满足上述应用领域对可靠性的要求是不行的。由于提高PLC本身的可靠性有一定的局限性,而且还会导致成本急剧增加,而采用施奈德PLC冗余热备控制系统,即使当前工作出现问题,该系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上,从而保证整个系统不间断工作。 1980年,Modicon发明了世界上第一台热备PLC-584 Chassis Series控制器。经过20多年的应用,2005年,Modicon推出了基于Unity平台的全新高性能热备系统。 在冗余热备控制系统中,整个PLC控制系统(或系统最重要部分如控制器)由2套配置完全相同的PLC主机、电源、冗余处理模块组成。2个控制器模块使用相同的用户程序并行工作,其中一块是主控制器,另一块是备用控制器,后者的输出是禁止的。当主控制器出现故障时,系统立刻投入备用控制器,这一切换过程是由冗余热备控制处理单元( Redundancy Process Unit,RPU)控制的,I/O系统的切换也是由RPU实现的。系统正常运行时,主控制器控制系统工作,实现控制功能,并且更新备用控制系统的状态及数据,备用控制器的I/O映像表和寄存器通过RPU被主控制器同步刷新,处于监视主机的运行状态;当接到主控制器的故障信息后,RPU在1~3个扫描周期内将控制功能切换到备用控制器,此时控制功能立即由备用控制器控制。该过程的切换时间要求一般不超过PLC的一个扫描周期,为了确保顺利切换,这2个控制器模块通过同步电缆通信,同步处理程序、数据寄存器、定时器、计数器和其他数据,保持实时数据刷新。另一类系统没有冗余处理单元RPU,2台控制器通过通信接口连接在一起,当系统出现故障时,由主控制器通知备用处理器,该切换过程不是很快,只适用于实时性要求不高的系统。 Schneider冗余热备控制系统在其PLC产品中所占的比例如图4-1所示。 图4-1 冗余热备控制系统所占比例示意图 Quantum的CPU大约22%用于冗余热备系统。冗余热备控制系统的应用对象如图4-2所示。
图4-2 冗余控制系统的应用对象图
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