软件热备系统的设计.pdf

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1、化工自动化及仪表第38卷软件热备系统的设计张立众(陕两理工学院，陕西汉中723003)摘要以ControlLogix系统双机热备的控制器热备为研究对象，在罗克韦尔公司的ControlNet网络上进行了热备实验。通过分析双机架软件热备的原理，结舍ControlNet的特点和现有的设备，设计出了系统的实现方案，给出了热备程序的软件编程及相关要点，并运用组态软件做出了RSView32监控平台画面。得出双机热备系统的特点。关键词ControlLogix控制网热备系统中图分类号TP273文献标识码A文章编号1000-3932(2011)10—1232．04现代工业对系统的

2、可靠性和连续工作能力的要求不断提高，为有效减少由于突发故障等造成的损失，各大公司采用了工业热备系统。现代工业中应用的热备系统以控制器热备系统最为可靠，也更容易达到无波动的要求。所谓控制器热备，就是指系统中提供两个控制器(主控制器和从控制器)，在生产过程中，如果主控制器发生故障，从控制器立即感应并且尽快接管控制任务。这样就避免了由于一个控制器发生故障而必须关闭整个系统的弊端，可以在很大程度上增强系统的可靠性。本次设计是在罗克韦尔实验室的三层网络(信息层、控制层和设备层)控制网(Control-Net)⋯上，对ControlLogix悼1系统双机架软件热备做了实验。

3、结合罗克韦尔三层网络的特点和现有设备塔建了实验平台，设计出系统实现的方案。1软件热备系统的原理软件热备主要是应用梯形图逻辑和另一处理器来保证：当原来的处理器出现故障而不能继续控制系统时，使备用处理器控制项目执行以确保整个系统的正常运行。在整个软件热备系统设计过程中软件转换是特别重要的。软件热备系统需要较少的硬件。而能实现较快的转换，是应用较广泛的一种热备系统。考虑到系统的可靠性和成本，基于罗克韦尔自动化三层网络的特点和现有的设备，本次设计采用双机架Contro

4、Logix软件热备系统。2ControlLogix热备系统的组成2．1系统设计方案ControlLog

5、ix系统设计方案(图1)中，1203-CNl有4个输入通道，两个输出通道，通过1203．CNl将变频器组态到控制网上，进而达到控制负载风动系统的目的。处lrl璺lN“l风动系统兰

6、8

7、p图1系统设计方案2．2热备系统的构建硬件(图2)主要包括ControlLogix的网关系统两套，即带有控制网通讯模块(1756-CNBR／D)的处理器(Logix5555)两个；登录到ControlLogix背板上的以太网模块(1756一ENBT／A)一个；控制网扫描模块(1756一CNBR／D)一个；作为Control—Net节点的PowerFlex70变频器¨o一套；还有一套

8、风动系统作为负载，控制网通讯模块1203．CNI模块一个。硬件结构及硬件模块说明：a．处理器。Logix5555控制器处理器是整个控制系统的核心，负责整个系统的工艺流程控制和数据的处理。b．控制网通讯模块1756一CNBR／D。1756一CNBR／D模块是专门用来连结控制网的通讯模块，其中R表示冗余型。本次设计中，以太网上ControlLogix机架上1756一CNBR／D模块的地址设收稿日期：201l讲聊第10期张立众．软件热备系统的设计·●【。。(知而矾爿】1皿罚mmⅢw·、扎捌孙2-1r!日!ll●■墨Dn№牺㈨刚。‘卜_k图2系统硬件结构图为01．控制网

9、ControlLogix机架上1756一CNBR／D模块的地址设为02。c．以太网通讯模块756-ENBT／A。Control-Logix系统中的1756．ENBT／A以太网通讯模块就是以太网与其它网络通讯的网关级模块”。1。d．PowerFlex70变频器。安装简易，调试简易，当迸行控制、组态和采集数据的时候，使车间底层到顶层的信息管理无缝地成为一个完整的系统。e．1203-CNl模块。1203-CNl模块是一个控制网通讯模块，给控制网和任意扫描端设备提供一个可靠的通讯界面。f．ControlLogix系统背板”1。ControlLogix背板是一个网关级模块

10、，进行各层网络协议的转化。g．风动系统。系统主要是由鼓风机、控制管、浮球和位置传感器组成。用变频器控制鼓风机的启动和停止，通过对空气的流量控制使浮球浮于控制管中的某一位置。在双机热备实验中．风动系统可以直观地反应出能否进行无扰动切换，即当热备程序运行、控制器之间的转换发生时，浮球是否能始终保持在某一位置不变。3热备系统在控制网上的组态本次热备设计的选择控制网ControlNet是一个开放的高速确定性网络，用于传输对时间有苛刻要求的信息，提供实时的控制和对等的通讯服务。ControlLogix控制系统中，1756-ENBT／A、】756一CNBR／D、1756-D

11、HRIO和1756-DN