在重要的工业生产领域和xx产品设计中,采用冗余技术提高控制系统可靠性的做法越来越普遍。常规的冗余就是采用成倍增加元件的方式来参与控制,以期 能够将因控制设备的意外而导致的停机降到最少。
冗余常见的方式是中央处理器冗余、I/O 冗余和通讯冗余。中央处理器单元冗余(即一用一备或一用多备),在主处理器单元失效时,备用 处理器单元自动投入运行,接管控制。在控制权的交互方式上又可分为硬件冗余和软件冗余两种。硬件冗余是采用硬件方式进行切换,不用编程。除了成对的使用处 理器外,还用专用的热备模块,热备模块负责检测处理器,一旦发现主处理器失效,马上将系统控制权交给备用处理器。硬件冗余均采用光纤通讯,通讯速度快,系 统稳定,切换时间更短,但是成本也比较高。软件冗余方式只需要成对的处理器,用软件编程的方式进行处理器的切换,组成比较经济,构成十分灵活,但程序处理 需要一定的时间,对于时钟同步及切换时间要求不是十分严格的场合,选用软件冗余方式还是非常经济有效的。
软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。开始时,A系统为主,B系统为备用,当主系统A中的任何一个组件出错,控制任务会自动切换 到备用系统B当中执行,这时,B系统为主,A系统为备用,这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。系统运行过程中,即 使没有任何组件出错,操作人员也可以通过设定控制字,实现手动的主备系统切换,这种手动切换过程,对于控制系统的软硬件调整、更换非常有用。
通过两xx立计算机同时运行项目功能xx相同的WinCC组态项目,构成并行服务器来实现组态冗余结构,两台服务器通过以太网连接,并 与PLC连接。每台服务器都带有其自身的过程连接和可用的数据归档,工作PLC站将过程数据和消息同时发送到两台冗余服务器。如果一台服务器发生故障,另 一台将继续接收和归档来自PLC工作站的过程值和消息。出现故障的服务器重新工作后,冗余服务器为故障时间的归档执行同步,通过将丢失的数据重新传送到出 故障的服务器,来xx故障引起的归档差别。
冗余服务器的组态实现:1.必须在两个冗余服务器上组态功能xx相同的WinCC组态项目(建议使用WinCC项目复制器)。2. 对 于WinCC冗余,需要同步服务器(建议使用设备的时间同步)。3. 配置冗余用户归档,实现用户归档同步。4. 组态在线消息同步。5. 打开冗余编辑 器,在“冗余伙伴服务器”项,输入冗余服务器的名称,并在“用户归档”项下,xx“用户归档的同步”。
软冗余程序需要西门子提供的软冗余软件包及STEP7,在A站的Block中插入OB1(主循环程序块)、OB35(定时中断组织 块)、OB100(暖启动调用程序块)、OB80(在主系统与备用系统切换时间超时,调用该块)、OB82(DP-Slave ET200站上的 IM153-2模块出错报警,调用该功能块)、OB83(DP从站的接口模块与主站链接断开或链接重新建立时调用该块)、OB86(主从站通讯出错调用该 块)、OB87(通讯失败调用该块)、OB122(外围设备访问出错调用该块)、OB121等组织块,并对其中的OB100、OB35、OB86进行编 程。
使用的是OB35的默认属性,即每100ms中断触发一次,可以根据实际的需要在CPU属性中修改中断的时间间隔。在OB35里调用 FB101S ’WR_ZYK’功能块,FB101块中封装了冗余功能的程序段,实现冗余功能。当执行‘SWR_START’程序块时,系统分配这些数据 区,不能用S7 的定时器和计数器,只能使用IEC标准的定时器和计数器。