基于profinet的冗余解决方案

《基于profinet的冗余解决方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CPA·专栏CHINAINSTRUMENTATION2011年第5期基于PROFINET的冗余解决方案TheRedundancySystemBasedonPROFINETTechnology1引言张龙杜品圣（菲尼克斯电气（南京）研发工程技术中心在许多重要的工业通信现场，例如电厂、石化、有限公司，江苏南京211100）化工、冶金、船舶、造纸等行业，控制设备的可靠性和安全性要求非常高，通常都需要考虑冗余设计。摘要：在工业控制的某些重要场所，控制设备的可目前能够提供完整的冗余控制系统解决方案的厂家靠性和安全性要求非常高，通常需要考虑比较少，主要是少数几个大公司。冗余设计。讨论冗余系统的控制要求，介

2、绍冗余系统涉及到的相关技术包括控制软件、了PROFINET工业以太网技术，并提出了一PLC系统、DCS系统、现场总线及I/O系统等。最种基于PROFINET的冗余系统软硬件解决近几年，具有实时性的工业以太网系统开始成方案。为工业控制领域的热点，并开始在工厂自动化关键词：冗余现场总线以太网PROFINET的一些行业推广应用。主流的工业以太网系统包括PROFINET、Ethernet/IP、ModbusTCP、Abstract：ThereliabilityandsecuritymustbeveryPOWERLINK、EtherCAT等。highforcontrolsysteminsomeindu

3、strialfields,so基于现场总线或专用通信协议的冗余系统在市redundancydesignmustbeconsidered.Thisarticle场上应用比较多，技术比较成熟。那么，是否有基于discussestherequirementsofredundancysystem,工业以太网的冗余系统呢？现在，采用德国菲尼克introducesthebasicsofPROFINETsystem,and斯电气的控制技术，可以提供一套基于PROFINETthenpresentsoneredundancysystembasedon系统的冗余解决方案。该方案与传统的PLC冗余方PROFINE

4、TtechnologyfromPhoenixcontact.案有较大的不同。本文将对其作详细介绍。Keywords：RedundancyFieldbusEthernet2什么是冗余PROFINET所谓冗余，就是存在一个具有相同设备功能的备用设备系统。当主设备出现故障时，冗余设备是可以立刻使用的替代设备，从而保证整个系统能够继续正常工作。冗余系统的功能包括CPU冗余、电源冗余、通信链路冗余、I/O设备冗余、上位监控系统冗50www.cnim.cn中国仪器仪表CHINAINSTRUMENTATIONCPA·专栏2011年第5期余等。我们最常见的是CPU冗余或者通信链路冗余PROFINET支持在工

5、厂自动化和运动控制中的解（例如PROFIBUS总线）。决方案的方便实现。INTERBUSClub曾对各个制在整个系统的架构中，存在一个主系统和一个造商和组织所开发的以太网协议性能特性及其相备用系统。主系统和备用系统之间保持数据同步，关规范进行了深入分析与详尽研究，所得的结论是一旦主系统出现故障，备用系统马上投入使用；当PROFINET能最好地满足各种工业通信的需要。主系统的故障被排除后，可自动切换到主系统继续PROFINET提供适应各种类型设备的3种通信进行控制。如果在主系统和备用系统中都存在故信道：标准通道（TCP/IP，UPD/IP），实时通道RT障，那么整个系统将会停机。冗余系统对硬件

6、设备、（RealTime）和等时同步通道IRT（Isochronous软件设计和切换时间等都有比较特别的要求。RealTime）。这3种通道在同一个网络或设备上能对于CPU冗余，需要考虑到双机容错备用功够同时运行。能。根据应用要求，通常有3种不同的双机备用体标准通道适用于具有100ms典型响应时间的简系，即冷备用、暖备用和热备用。单设备。它能够用于设备的参数化和组态，例如读取对于冷备用的冗余方式，只是在主系统故障时诊断数据。对于典型循环时间低于10ms的场合，RT才调用备用系统。冷备用系统接收调度数据备份，但通道具有与最新现场总线系统相同级别的性能，在其频率低于暖备用。冷备用系统用于非实时应

7、用或设备中RT通道能够采用软件方案实现，通道支持用者数据变化不频繁的场所，切换时间通常大于30s。户数据、事件驱动报文和报警等高性能周期传输。对于暖备用的冗余方式，备用系统运行在主循环时间小于1ms和抖动低于1μs的IRT通道用于高系统的后台。数据以固定的间隔时间映像到备用系动态的运动控制应用。IRT基于一个以太网芯片，用统，这意味着在一定的时间内，两台主机会存在不完其在IRT网络中创建高动态特性。如图1所示