plc软件冗余系统在燃油锅炉中的应用x

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1、PLC软件冗余系统在燃油锅炉中的应用   产品部门：AS   所属行业：锅炉及原动机械制造业来源：李强1王磊1（1.西安理工大学，自动化与信息工程学院，陕西西安710048；） 摘要：在油站输油管道加热系统的高安全性、可靠性要求下，设计采用冗余技术保障控制系统高效运行，降低故障带来的损失。本文介绍了西门子公司基于S7-300系列可编程控制器（PLC）开发的软件冗余技术。该系统稳定性高、构成灵活、成本相对较低、具有很好的应用前景。关键词：可编程逻辑控制器；软件冗余；通信ApplicationofPLCSoftwareRedundancyintheHeatingsys

2、temofsteamboilerLiQiang1 WangLei1(1.FacultyofAutomationandInformationEngineering,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,China；)Abstract:Onrequestofhighsecurityanddependabilityheatingsystemofpipe-laying,designadoptsoftwareredundancytechniqueensurehighefficiencyrunningofcontrolsystem,r

3、educesystemmalfunction.ThispaperintroducesthesoftwareredundancybasedonS7-300serialprogrammablecontrollersofSIEMENS.Thesystemhavecapabilityofhighstability,structure’sagility,lowcost,andgoodapplicationforeground.Keywords:PLC;SoftwareRedundancy;communication在重要的工业生产领域和军用产品设计中，采用冗余技术提高控制系

4、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。燃油锅炉是输油管道加热系统中的加热设备，锅炉的无故障运行是整个输油管道网络正常工作的保证。在锅炉控制系统中，设计采用两组独立运行的西门子PLC软件冗余控制系统，保证加热系统的可靠、连续、安全运行。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。

5、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。1．控制系统构成：1.1监控系统整体设计本控制方案设计采用了SIMATICWinCC组态软件来实现过程控制的上位机组态，WinCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制

6、任务的工业技术系统。下位机控制系统设计采用两套独立的西门子SIMATICS7-300系列PLC实现冗余控制，其编程软件STEP-7功能强大，模块化结构，优化了用户程序。监控系统构成实现如图1：图1冗余监控系统Fig.1Softwareredundancymonitoringsystem1.2PLC软件冗余控制系统软件冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。1.2.1系统结构Siemens软件冗余系统的软件、硬件包括：1套STEP7编程软件（V5.x）加软冗余软件包(V1.x)；2套PLC控制器及I/O

7、模块，可以是S7-300或S7-400系统；3条通讯链路，主系统与从站通讯链路（PROFIBUS1）、备用系统与从站通讯链路（PROFIBUS2）、主系统与备用系统的数据同步通讯链路（MPI或PROFIBUS或Ethernet）；软冗余能够实现：1． 主机架电源、背板总线等冗余；2． PLC处理器冗余；3． PROFIBUS现场总线网络冗余（包括通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余）；4． ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。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

8、用系统B当