造纸厂PLC控制系统的冗余配置与应用

3  施耐德PLC控制系统的冗余配置
   
   　 3.1 系统配置
                     
   　 除了西门子PLC冗余系统，在造纸厂控制系统考虑可靠性、安全性、兼容性的因素情况下，PLC还可以选用施耐德公司Quantum  Unity系列产品。由图6可知该造纸系统由光缆、工业交换机、冗余PLC构成100M以太冗余环网，冗余PLC系统对流送系统、水系统、蒸汽冷凝系统、损纸系统等进行控制，交换机选用TP-TX/TX系列499NES07100，集线器选用3TP/2FL系列499NEH00410。

                                                                               图6  系统配置
   
  　  3.2 系统软件配置及功能
   
   　 3.2.1  冗余系统的切换
                     
  　  造纸控制系统采用的是冗余PLC系统，其切换功能包括：当主控PLC发生故障时，自动将数据流、程序逻辑切换到冗余备用PLC；当系统启动时，自动决定PLC的主/备状态；当主控PLC从故障中恢复后，自动解决PLC间的状态冲突。
   
    　为了确保在实际运行的冗余切换问题，必须对冗余CPU切换进行测试，包括两种：
   
　   一种是利用CPU控制器前面板键盘热备子菜单进行切换：
   
    　（1）键盘切换
   
                      ① 操作主控制器键盘；
                      ② 进入PLC操作菜单；
                      ③ 进入热备子菜单；
                      ④ 进入热备模式；
                      ⑤ 将运行状态改为离线状态；（注意：确保备用控制器切换为主控制器）
                      ⑥ 将离线状态改为运行状态。（注意：确保液晶显示屏显示“运行备用”）
   
   　 另外一种是利用命令寄存器系统位％SW60.1或％SW60.2进行切换在切换过程中，必须观察切换对I/O模块的影响：
  　 （2）寄存器切换
   
   　 ① 连接主控制器；
   　 ② 观察主控制器的顺序是A还是B（注意：用以下基中一个办法来进行观察）;
   
  　  主控制器前面板键盘（PLC操作/热备/热备顺序）
   
  　  Unity Pro状态对话械（当在线连接时参考Unity Pro窗口底部）
   
  　  ③ 存取命令寄存器系统位；
   
  　  %SW60.1（如果连接的主控制器顺序是A）
  　  %SW60.2（如果连接的主控制器顺序是B）
   
   　 ④ 将位设备为0（注意：确认备用控制器已切换为主控制器）；
    　⑤ 连接新的主控制器。
   　 ⑥ 存取命令寄存器系统位。选择与步骤3中相同的位；
　    ⑦ 将位设置为1（注意：确保备用控制器显示“运行备用控制器”）；
  　  ⑧ 确保主控制器和备用控制器片于“运行主控制器”模式和“运行备用控制器”模式。
   
   　 3.2.2  冗余系统的数据处理
                     
  　  在造纸系统冗余PLC系统运行中，在主控PLC和备用PLC之间自动同步实时数据（如图7所示）；主控PLC发生故障时，自动将数据流切换到备用PLC，并将所有故障和切换信息记录到备用PLC。这种实时更新以扫描周期为基准，在每一个扫描周期后，主控PLC都会向备用PLC发送以下信息：定位变量、所有非定位变量、所有DFB和EFB类型实例、SFC变量区、系统位与字。