PLC冗余系统在冰蓄冷中央空调中的应用.pdf

自 动 化 技木 与 应 用 2 0 1 1 年 第3 0 卷 第3 期 行 业 应 用 与 交 流 n d us t r ial Ap p l i c a t i o ns an d Commu n i c a t i on s 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 I M 1 5 3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 、扩容非常有用 ， 即 Al t e r i n g C 0 n f i g u r a t i o n a n d Ap p l i c a t i o n P r o g r a m i n RUN Mo d e 。系统 P L C 主控制器部分 选用 7 - 4 1 2 - 2 D P， 由于 4 l 2系列不支持 硬冗余 ， 因此采用软冗余的方式实现主从 的零切换 ， 具 体操作方法详细说明如下 1 建立一个两个 7 - 4 0 0站 的项 目 S t a t i o n A a n d S t a t i o n B 打开 S t a t i o n A； 2 硬件 配置 中选择模块背板 ； 3 在背板 中依次插入 P S ， C P U和 C P模件 ； 4 打开 S t a t i o n B重复步骤 2和 3； 5 将 I M l 5 3 -2 拖 到 DP MAS T E R S YS TE M 上 ； 6 插入 E T2 0 0 M I O模块 ； 7 如有多个分散 1 0站， 重复步骤 5 和 6； 8 复 制 已配置 完的 DP分支 到第 二个站 的 DP MAS TE R S YS TE M 上 。 图 1 硬 件配 置 这里要注意的是硬件配置组态原则 首先 ， 两个站 的本地 硬件 配 置必 须完全 一 致 ； 其 次 ， 必 须 从第 一个 站 复制到第二个站； 第三 ， 如果一个满足则执行 E D I T I n s e r t Re d a n d a n t C OP Y这 样可 以保 证外 围设备 的地 址 的一 致 性 。 3 网络 组 态 在 通讯 网络 的 配 置 上 ， 包 括 主 系 统 与 从站 通 讯 链 路、备用系统与从站通讯链路、主系统与备用系统的数 据 同步通讯链路等三个通讯网络。主系统与备用系统 用于 主从通讯的 C P U地址应相 同 ， 同一个 E T 2 0 O M 上 的 I M 1 5 3 -2的地址也 应该相 同。 除此 之 外 要保 证 同一 网络 上 不 同通 讯设 备 的地 址 的唯一 性 。本 系统 的 网络结 构如 图 2所示 。 图 2 系统网络结构 具体步骤如下 1 连接 A站 C P到P r o f i b u s 网， 选 择一个节点地址 如 P r o f i b u s a d d r e s s 3 ； 2 连接 B站 C P到 P r o f i b u s网， 选择一个节点地址 如 P r o f i b u s a d - d r e s s 4 ； 3 I O设备 的 P r o f i b u s 网 ， 本地 E T 2 0 0 M 模块 有两 个 D P 口， 一个接 A站 ， 另一个 接 B站 ； 4 建立两 个 P r o f i b u s - D P网络， 选 A站 D P口连接到第一个 D P网 络 ， 选 B站 C PU 连接 到第 二个 DP网 ， 从 硬件 目录 中选 择I M1 5 3 - 2 ； 5 组态一个连结 从S I MA T I C MA N AN G E R 切换到 Ne t wo r k v i e w； 选择 Vi e w- D P S l a v e s ； 选 中 A 站的 C P U 点击右键， 插入一个新的链接， 选择 F D L C o n n e c t i o n， 点击应用 ， 弹 出链接属性窗 口， 记录链接 的 I D， 存盘编译网络组态。 4 建 立 应 用 程 序 第 一 步 添加 一 些 响应 故 障 中 断 的组 织 块 。 包括 OB 8 0 循环超时中断 ， OB8 D P s 1 a v e E T 2 0 0站上的 I M1 5 3 -2模块出错报警 ， 调用该功能块 ， OB 8 3 D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 、OB 8 5 程序运行出错或 DP从站连接失败调用该 块 、OB 8 6 主从站通讯 出错调用该 块 、OB 8 通讯 失败 调用该块 、OB1 2 2 1- 围设备访 问出错调用该块 ， 并在 O B8 6组织块 中调用软 冗余诊断 功能块 F C l O 2 。这 些组 织块 的作用 是防止 P L C在 发生故 障后停 机 。但 P L C发 生故 障时 ， 如 果 没有加入 相 应 的中断 响应组 织块 ， PLC 自 动 化技 术 与 应 用 2 0 1 1 年 第3 0 卷 第3 期 彳 亍业 应 用 与 交 流 n du s t r ial Ap pli c a t i on s an d Comm u n i c a t ion s 状态信息和程序跳转至热备应用程序部分 。最后一段 C AL L P O S I TI ON FA L S E告诉系 统冗余程 序 已经执 行 完 毕 CALL ” SW R ZYK ” ． DB5 ／ ／ C a Ⅱ o f F B 1 0 1 ’ S W R Z YK’wi t h i n s t a n c e DB DB W ORKNO DB l ／ ／ W o r k DB f o r S W R CALL POSI TI ON TRUE ／ ／ C a l LP o s i t i o n TRUE a t b e g i n o f r e d u n d a n t pr 0gr am RETURNVAL M W 6 ／ ／ Bl o c k r e t u r n v a l u e EXT I NF0 M W 8 ／／ E x t e n d e d i n f o r ma tio n A DB5． DBX 9． 1 ／／ C h e c k i f s t a t i o n i s Ma s t e r J C ENDE ／ ／ r e d u n d a n t u s e r p r o g r a m CALL FC 1 CALL FC 2 CALL FC 3 CALL FC 4 CALL FC 5 CALL ” ZDSM ” ENDE NOP 0 CALL ” SW R ZYK ” 。 DB5 ／ ／ C a l l o f F B l 0 l ’ S W R ZYK ’wi t h i n s t n c e DB DB W ORKNO DB 1 ／ ／ W o r k DB f o r S W R CALL POSI TI ON FALSE ／ ／ Ca l l _ P o s i t i o n F a l s e a t e n d o f r e d u n d a n t p r o gr a m RETU RN VAL M W 1 0 ／ ／ Bl o c k r e t u r n v a l u e EXTI NFO M W 1 2 ／／ E x t e n d e d i n f o r i i l a t i o n 在 OBl 开始 时应该调 用 F C l 0 l 应用参 数 C AL L P o s i t i o n t r u e ， 当备用 单元被激 活后 ， C P U 中的状态信息 和 程 序 跳 转 至热 备 应 用程 序 部 分 。最 后 一段 C A L L P Os I T I O N F AL S E告诉系统冗余程序 已经执行完毕 CALL ’ SW R DI AG ” ／／ C a l l o f FC 1 0 2 ’ S W R DI AG DBW ORK l ／ ／ W o r k DB f o r S W R OB8 6 一EVCL AS S OB8 6 一 E V CL AS S OB8 6 一 FLTI D OB8 6 一 F L T I D RETURNV A L 一M W 1 4 ／ ／ Bl o c k r e t u r n v a l u e OB8 6块需要调用 F C l 0 2 块应用 一些相 关的启动信 息 ， 这 部分调用 是必须 的因为当 DP S l a v e发生 错误时 系 统 能够 自动 做 出响应 。 5 结束语 介绍 了西 门子软 冗余 的实 现原理 ， 分析 了实现软 冗 余的硬件要求及软冗余程序的工作过程 ， 给出了相关软 件功 能块 的参数说 明和 工作流程 图 ， 并对 各个功 能块进 行了详细的说明。该冗佘系统在多个大型冰蓄冷中央 空调 中运 行 良好 ， 各 项 指标 达到 了预 期的要 求 。 参考文献 [ 1 ] 西 门子 自动化 系统入 门[ Z] ． Ge r ma n y S i e me n s Co mp a n y， 2 0 0 7 ． 【 2 】吴孜越， 刘陆群 ， 吕战争． 基于 C NC系统的嵌入式P L C 组件的设计与实现[ J J ． 河南科技大学学报 自然科学版， 2 0 0 5 ， 2 6 3 1 8 - 2 1 ． [ 3 ]刘 东 ， 张春元 ， 李瑞 ． 基于任务 同步 的双机容错系统[ J ] ． 计算机工程 ， 2 0 0 7 ， 4 ， 3 3 8 2 2 4 - 2 2 6 ． 【 4 ]朱朝晖， 张崇峰， 陈卫东 ． 空间双机容错计算机系统研究 [ J J ． 上海航 天 ， 2 0 0 4 ， 6 1 8 - 2 3 ． [ 5 】王永华 ． 现代电气及可编程控制技术[ M】 ． 北京 北京航 空航天大学 出版社 ， 2 0 0 2 ． 作者简介 刘丹 1 9 7 6 一 ，男，硕士， 高级技师， 从事电气自 动化教 学与研 究工作 。