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技術(shù)文章

西門子PLC的軟冗余原理與實(shí)現(xiàn)

閱讀:1551          發(fā)布時(shí)間:2015-11-9

西門子PLC的軟冗余原理與實(shí)現(xiàn)

軟冗余又稱軟件冗余,是西門子實(shí)現(xiàn)冗余功能的一種解決方案,可以應(yīng)用于對(duì)主備系統(tǒng)切換時(shí)間要求不高的控制系統(tǒng)中。軟冗余能夠?qū)崿F(xiàn):主機(jī)架電源、背板總線等冗余;PLC處理器冗余;PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)冗余(包括通信接口、總線接頭、總線電纜等冗余);接口模塊IM153-2冗余。在軟冗余系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí),主、備控制系統(tǒng)(處理器,通訊、I/O)獨(dú)立運(yùn)行,由主系統(tǒng)的PLC掌握對(duì)冗余部分ET200M從站中的I/O控制權(quán),主、備系統(tǒng)通過軟冗余程序進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。PLC程序由非冗余(non-duplicated)用戶程序段和冗余(redundant backup)用戶程序段組成,主系統(tǒng)PLC執(zhí)行全部的用戶程序,備用系統(tǒng)PLC通過判斷冗余狀態(tài)跳過冗余程序,只執(zhí)行非冗余用戶程序。當(dāng)主系統(tǒng)中的組件發(fā)生故障,備用系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換為主系統(tǒng),執(zhí)行冗余程序,控制任務(wù)不會(huì)出現(xiàn)中斷。

軟冗余的原理和系統(tǒng)配置要求

能夠?qū)崿F(xiàn)軟冗余功能的CPU有具體的要求,在S7-300中,315-2DP型(包括313C-2DP、314C-2DP)以上的CPU才能支持,所有的S7-400 CPU都支持軟冗余。主、備系統(tǒng)的CPU型號(hào)可以不同,如其中一套系統(tǒng)采用S7-400系列,另一套系統(tǒng)采用S7-300系列。數(shù)據(jù)同步可以通過MPI、PROFIBUS、Ethernet三種不同的網(wǎng)絡(luò)方式。需要兩套系統(tǒng)共同控制的I/O信號(hào)需要采用ET200M從站采集,由于要接入兩套CPU中,因此ET200M要選用冗余的IM153-2接口模塊,并且采用有源總線模塊。軟件需要安裝軟冗余軟件包,只有安裝了軟件冗余包STEP7中才會(huì)出現(xiàn)冗余功能庫。

軟冗余系統(tǒng)的編程調(diào)試和故障診斷

STEP7中的冗余軟件包包含了多個(gè)功能塊,每個(gè)功能塊都有特定的功能和調(diào)用方法,而且不同程序庫中的功能塊應(yīng)用的場合不同,使用時(shí)需要加以區(qū)分。由于是通過軟件程序來實(shí)現(xiàn)冗余,因此軟冗余系統(tǒng)在編程調(diào)試時(shí)有些特點(diǎn)要注意。如在OB100中初始化程序塊FC100,定義系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)要正確,冗余輸出映像區(qū)地址要連續(xù)。修改系統(tǒng)參數(shù)后要對(duì)CPU進(jìn)行復(fù)位,重新下載全部項(xiàng)目到PLC。

軟冗余系統(tǒng)與其他系統(tǒng)連接

軟冗余系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中還會(huì)涉及到與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、連接上位監(jiān)控軟件WinCC時(shí)如何建立冗余鏈接等情況。

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