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zaiguanjiankongzhixitongzhong,duixitongdeanquanxingherongcuoxingyaoqiubijiaogao,weilebaozhengxitongdebujianduanyunxing,wangwangxuyaoduiduogehuanjiejinxingrongyupeizhi,congerbaozhengdandianguzhangbuyingxiangxitongzhengchangyunxing.即使不是關鍵節點故障,係統中其他部分也要求具備基本的應急功能,從而實現係統的安全性和穩定性。 力控科技開發的力控監控組態軟件ForceControl係列可以支持設備冗餘、控製網絡冗餘、服務器冗餘、管理網絡冗餘、客戶端冗餘等多種冗餘模式,在數據吞吐、網絡切換上得到了很大的提高。圖1中整個係統的控製站、監控服務器、客戶端、網絡都是采用冗餘配置。力控軟件主從服務器的切換時間最小可以達到2秒,極大的提高了切換速度。

圖1 力控軟件冗餘框架圖
在本文中,主要從設備冗餘和上位機冗餘兩個方麵來介紹力控的實際應用。 一、設備冗餘 設備冗餘一般要求控製站的電源、CPU、通訊模塊都需要進行冗餘配置,主從控製器同時連接設備總線來保證數據通訊,一般的 PLC廠chang家jia的de設she備bei冗rong餘yu基ji本ben都dou是shi此ci類lei的de設she計ji方fang案an。上shang位wei機ji監jian控kong軟ruan件jian和he此ci類lei係xi統tong通tong訊xun時shi,要yao考kao慮lv到dao當dang主zhu從cong控kong製zhi器qi發fa生sheng切qie換huan時shi,監jian控kong軟ruan件jian的de通tong訊xun要yao同tong步bu切qie換huan來lai保bao證zheng從cong正zheng確que的deIO設備獲取數據。 以西門子PLC為例,力控ForceControl係列軟件通過以太網與S7-400H冗餘係統通信,網絡架構如圖2。

圖2 力控與 S7-400H冗餘通信圖
圖2中,冗餘係統由A和B兩套PLC控製係統組成,初始狀態,A係統為主站,B係統備用站,當主係統A中的任何一個組件出現故障時,控製任務會自動切換到備用係統B中執行。這時,B係統為主站,A係統為備用站,係統運行過程中,即使沒有任何組件出錯,操作人員也可以通過設定控製字,實現手動的主備係統切換。 當主備係統切換時,為了保證上位機的正常切換,則在力控軟件需要進行相應的配置。冗餘切換實現方式有兩種:標誌和心跳(如圖3所示),需要配合的PLC的程序的使用。首先在PLC的程序中做一個標誌字(心跳字),然後在力控數據庫組態中組態一個對應的點連接即可。

圖3力控驅動配置界麵
力li控kong軟ruan件jian正zheng常chang時shi與yu主zhu控kong製zhi器qi進jin行xing通tong訊xun,若ruo主zhu設she備bei損sun壞huai或huo者zhe通tong訊xun出chu現xian故gu障zhang,軟ruan件jian會hui根gen據ju設she備bei故gu障zhang標biao識shi斷duan開kai與yu主zhu控kong製zhi設she備bei的de通tong訊xun,而er與yu從cong控kong製zhi設she備bei進jin行xing通tong訊xun的de連lian接jie,保bao證zheng了le係xi統tong的de及ji時shi切qie換huan ,從而保證了在設備切換的同時,上位機也同時做到及時切換。 二、上位機冗餘 支(zhi)持(chi)冗(rong)餘(yu)的(de)軟(ruan)件(jian)要(yao)保(bao)證(zheng)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)在(zai)兩(liang)台(tai)服(fu)務(wu)器(qi)上(shang)同(tong)時(shi)存(cun)儲(chu)和(he)顯(xian)示(shi),監(jian)控(kong)站(zhan)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)後(hou),備(bei)用(yong)站(zhan)能(neng)夠(gou)接(jie)替(ti)監(jian)控(kong)站(zhan)來(lai)工(gong)作(zuo),並(bing)且(qie)及(ji)時(shi)通(tong)知(zhi)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)處(chu)理(li)監(jian)控(kong)站(zhan)的(de)故(gu)障(zhang)。當(dang)監(jian)控(kong)站(zhan)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)以(yi)後(hou),自(zi)動(dong)接(jie)替(ti)備(bei)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)工(gong)作(zuo),恢(hui)複(fu)初(chu)始(shi)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。 以AB PLC為例,在力控軟件中,與AB PLC通訊模式主要有以下幾種: (1)串行口:使用通過DF1協議與AB所有係列PLC設備通訊,包括LOGIX係列、SLC500/Micrologix、PLC5、PLC3、PLC2。 (2)總線:AB係列PLC的控製網絡主要有DH+、ControlNet、DeviceNet等,力控軟件采用OPC的方式與以上控製網絡通訊。 (3)工業以太網:力控軟件可以和Logix係列PLC以以太網(TCP/IP)的方式進行通信。 在圖4中,下位機為AB PLC,上位機由兩套力控ForceControl係(xi)列(lie)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)組(zu)成(cheng)冗(rong)餘(yu)係(xi)統(tong),分(fen)別(bie)稱(cheng)之(zhi)為(wei)主(zhu)站(zhan)和(he)從(cong)站(zhan),主(zhu)站(zhan)和(he)從(cong)站(zhan)的(de)力(li)控(kong)軟(ruan)件(jian)在(zai)獨(du)立(li)工(gong)作(zuo)時(shi)都(dou)能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)和(he)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun)。在(zai)冗(rong)餘(yu)熱(re)備(bei)模(mo)式(shi)下(xia),正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)時(shi)隻(zhi)有(you)主(zhu)站(zhan)和(he)控(kong)製(zhi)站(zhan)通(tong)訊(xun),從(cong)站(zhan)不(bu)和(he)控(kong)製(zhi)站(zhan)通(tong)訊(xun),從(cong)站(zhan)的(de)數(shu)據(ju)通(tong)過(guo)主(zhu)站(zhan)來(lai)進(jin)行(xing)備(bei)份(fen)和(he)同(tong)步(bu)。如(ru)果(guo)主(zhu)站(zhan)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang),從(cong)站(zhan)接(jie)管(guan)主(zhu)站(zhan)工(gong)作(zuo)。等(deng)主(zhu)站(zhan)恢(hui)複(fu)之(zhi)後(hou),可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)或(huo)手(shou)動(dong)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)幹(gan)預(yu)來(lai)進(jin)入(ru)熱(re)備(bei)狀(zhuang)態(tai),如(ru)果(guo)主(zhu)站(zhan)和(he)從(cong)站(zhan)都(dou)正(zheng)常(chang),用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)手(shou)動(dong)地(di)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)標(biao)誌(zhi)位(wei)把(ba)工(gong)作(zuo)從(cong)當(dang)前(qian)站(zhan)切(qie)換(huan)到(dao)熱(re)備(bei)站(zhan)(原來的主站)上。 同時從站周期性向主站發送數據同步請求,主站響應這些請求,實現主從站之間的實時、曆史和報警數據同步,並且保證係統的時鍾同步。

圖4 上位機雙機冗餘架構
三、結論 力控軟件的全麵冗餘解決方案通過多年在流程行業的不斷總結應用,已經在石油、石化、電力的附屬裝置上得到了廣泛應用;在石化係統的罐區、壓縮機控製、燃氣輸送;在(zai)石(shi)油(you)係(xi)統(tong)的(de)聯(lian)合(he)站(zhan)上(shang)等(deng)裝(zhuang)置(zhi)上(shang)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong),其(qi)中(zhong)很(hen)多(duo)項(xiang)目(mu)都(dou)應(ying)用(yong)在(zai)國(guo)家(jia)的(de)重(zhong)點(dian)工(gong)程(cheng)上(shang),為(wei)民(min)族(zu)裝(zhuang)備(bei)製(zhi)造(zao)業(ye)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)高(gao)貢(gong)獻(xian)了(le)自(zi)己(ji)的(de)力(li)量(liang)。
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