冗余设计在PLC控制系统中的应用
双重冗余PLC控制系统的可靠性与可用性研究
双重冗余ＰＬＣ控制系统的可靠性与可用性研究刘 冲。等 双重冗余ＰＬＣ控制系统的可靠性与可用性研究 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｕａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ＰＬＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ 纠 冲 住硌 （南华大学电气工程学院，湖南衡阳４２１００１） 摘要：为了提高核电站仪表与控制系统的安全可靠性，提出了一种基于ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ系统的ＰＬＣ硬件冗余控制设计方案，对秦山一 期核电站反应堆棒控棒位功率控制系统进行数字化改造。介绍了ＰＬＣ双重冗余控制系统的原理和结构，并利用可靠性框图模型和马 尔可夫模型分析方法，分别对系统可靠性和可用性进行了分析，得出了评价系统可靠性和可用性的指标及其计算方法。分析结果表 明，双重ＣＰＵ冗余控制系统具有更高的可靠性和可用性，可以满足高可靠性工业控制的要求。 关键词：可编程序控制器核电站冗余控制可靠性可用性 中图分类号：ＴＰ２０２＋．１ 文献标志码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ＰＬＣ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｄｉｇｉｔａｌｉｚｅｄ ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｒｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｒｏｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｑｉｎｓｈａｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｐｈａｓｅ Ｉ．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄｕａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ａｎｄ Ｍａｒｋｏｖ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｒｅｌｉａ－ ｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｈ ｏｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｄｕａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ＣＰＵ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈｌｙ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ０ 引言 随着现代工业自动化的迅速发展，工矿企业对生 产设备及控制系统的可靠性要求也越来越高，如何提 高系统的可靠性逐渐成为人们共同关注的课题。在工 程设计中，采用控制器（ＣＰＵ）冗余控制技术是提高控 制系统可靠性的有效方法和主要措施。ＣＰＵ冗余控制 使得系统在运行时不受局部单一故障的影响，可实现 在线维护；同时，故障部件离线修理时也不影响系统正 常运行，从而可达到提高系统可靠性和降低失效率的 目的。合理的冗余设计将大大提高系统的可靠性，有 效避免由于控制系统出现故障而引起的停产或设备损 坏造成的经济损失。因此，冗余控制技术的推广应用 对提高控制系统的可靠性具有十分重要的意义。 １ 冗余控制原理与结构 １．１冗余控制原理 冗余控制一般采用硬件冗余或软件冗余。其中， 修改稿收到日期：２００９—１ｌ—ｌ６。 第一作者刘冲，男，１９６６年生，２００４年毕业于南华大学核科学技术学 院，获硕士学位，副教授；主要从事工业自动化、核测控理论与方法等方 面的研究。 硬件冗余是指通过热备或冷备系统硬件实现冗余控制 所需要的数据同步和主从切换；软件冗余是指通过程序 实现数据同步和主从切换。 ＰＬＣ控制器是面向工业现场过程控制而专门设计 的，应用于可靠性要求较高的控制系统中，可以满足大 多数控制系统对可靠性的要求，但是在一些要求苛刻的 应用中，仍然需要通过其他技术（如冗余技术）进行辅助 以提高系统可靠性。为此，许多ＰＬＣ生产厂家都提出了 自己的冗余方案，如Ｒｏｃｋｗｅｌｌ公司的ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ软ｆ￣／ 硬件冗余、西门子ｓ７．３￣／４００的软冗余和ｓ７－４００Ｈ的硬 冗余等。 ＰＬＣ控制器在一个工作周期内的主要任务分为系 统内务处理、扫描输入映像表、执行程序和刷新输出映 像表等。冗余平台上的一对控制器ｌ ＣＰＵ和２ ＣＰＵ， 先上电者为主控制器，后上电者为从控制器。从控制 器加电以后，自动完成同步过程；同步后，主ＣＰＵ中的 部分或全部内容实时地交叉加载到从ＣＰＵ中，加载内 容包括在线编程、强置数值、属性和数值改变以及程序 执行结果等…。 在ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ冗余系统中，当主控制器执行完相 关程序之后，会将所有输出指令的结果输出给从控制 器。由于ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ冗余系统所有的Ｉ／Ｏ设备都链 接在控制网ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ网络上，所以可通过设置Ｃｏｎ－ ４４ ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．９ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ
四个主流品牌PLC冗余方案介绍
仅供学习参考 四种常见品牌冗余PLC方案介绍
下面介绍四种经常使用的PLC冗余方案：西门子S7-300(400)软冗余与S7-400H硬冗余、施耐德Quantum硬冗余、罗克韦尔的ControlLogix硬冗余和SLC500软冗余〔目前快要停产〕、ABB 的AC800M硬冗余方案。1 西门子冗余方案
1.1 西门子S7-300/400软冗余方案：
软冗余方案是实现冗余功能的一种低本钱解决方案，可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。其软件、硬件包括：
1套STEP7编程软件〔V5.4〕加软冗余软件包(V1.2)；
2套PLC控制器及I/O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〔PROFIBUS 1〕、备用系统与从站通讯链路〔PROFIBUS 2〕、主系统与备用系统的数据同步通讯链路〔MPI 或 PROFIBUS 或 Ethernet〕；
假设干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和假设干个I/O模块；
除此之外，还需要一些相关的附件，用于编程和上位机监控的PC-Adapter〔连接在计算机串口〕或CP5611〔插在主板上的PCI槽上〕或CP5511〔插在笔记本的PCMIA槽里〕、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等就可以组成一套完整的软冗余系统。
在软冗余系统进行工作时，A、B控制系统〔处理器，通讯、I/O〕仅供学习参考 独立运行，由主系统的PLC掌握对ET200从站中的I/O控制权。A、B系统中的PLC程序由非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，主系统PLC执行全部的用户程序，备用系统PLC只执行非冗余用户程序段，而跳过冗余用户程序段。
A路与B路CPU的程序需在OB1或OB35里调用FB 101
‘SWR_ZYK’ 功能块，FB101块中封装了冗余功能的程序段，实现冗余功能。调用FB101时，你可以在线地读出RETURN_VAL参数的数值,如果为0，说明冗余链接正常。在OB100里调用FC100 ‘SWR_START’块进行软冗余的初始化，用户需要在其中定义冗余局部的数据区，该数据区可以包括：一个过程映象区，一个定时器区，一个计数器区，一个位地址区和一个数据块区，S7-300同步的最大数据量为8 kBytes，S7-400同步的最大数据量64kBytes。在OB86里调用FC102
PLC冗余的分类及区别
在工业系统中，对关键的、危险的或停止（故障）后对人员安全或设备损伤有重大隐患的控制部分经常使用冗余控制器或冗余系统。下面就让艾驰商城小编对PLC冗余的分类及区别来一一为大家做介绍吧。
PLC冗余可以分为软件冗余和硬件冗余两种。
硬件冗余实现方式下对硬件型号有所要求，连接方式也不同，但对软件并无特殊要求。
总是一个为master，另一个为slave。
slave从master拷贝所有数据备用。
系统监测到master异常时，自动无间隙实现slave的投入。
软件冗余投资不会太大，通过软件设计实现数据的读取、备用，监测到异常时自动切换。
有些场合，也有人按照冷冗余、暖冗余和热冗余来区分。
参考SIEMENS 硬件，有两个型号支持冗余：CPU414H 和 CPU417H。
相比之下，后者速度更快、容量更大；但是价格要贵很多哦！
SIEMENS上述PLC支持同一底板上两个PLC冗余或 不同底板上两个PLC的冗余，通过子卡配合光纤实现。
系统组态、调试、投入后，我试着手动“stop”正在运行的PLC-master，系统实现了无间隙切换。效果很理想。
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PLC冗余系统与性能分析
《工业控制计算机｝２０１３年第２６卷第１Ｏ期 １２１
ＰＬＣ冗余系统与性能分析
ＰＬＣ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ
胡田力 张云鹏 （天津工业大学电气与自动化学院，天津３００３８７）
摘 要 结合客户需求，通过热备硬件和软件冗余程序设计控制系统冗余方案。从热备硬件和冗余程序设计的角度分别分析了
冗余系统的可靠性和系统主备站切换时间，实践证明冗余系统的可行性与有效性。
关键词：热备硬件，冗余方案，可靠性，切换时间，有效性 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｂａｃｋｕｐ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｐｒｏｇｒａｍ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｃｏｎ— ｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｓｃｈｅｍｅ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｃｋｕｐ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｐｒｏｇｒａｍ ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙ— ｓｉｓ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｍａｓｔｅｒ ａｎｄ ｓｌａｖｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｄ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｃｋｕｐ ｈａｒｄｗａｒｅ，ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｓｃｈｅｍｅ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ
某海洋石油污水处理厂采用双介质滤器处理含油污水，该设 备的电气控制柜最初采用三菱ＰＬＣ冗余系统实现对双介质滤器
系统控制，设备运行了十年。由于控制系统年久失修，系统的冗余 功能已经丧失。根据海洋石油ＨＳＯ（健康、安全、环保）理念，系统
PLC在核工业中的应用与安全管理策略
PLC在核工业中的应用与安全管理策略
核工业作为一项高风险、高安全要求的工业领域，需要可靠且安全的自动化系统来进行管理和控制。PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于工业自动化的设备，具有稳定性高、可编程性强、易维护等特点，在核工业中扮演着重要的角色。本文将重点探讨PLC在核工业中的应用领域以及相应的安全管理策略。
一、PLC在核工业中的应用领域
1. 核反应堆控制系统
核反应堆是核电站的核心设备，PLC在核反应堆控制系统中发挥着关键作用。PLC可负责监测和控制反应堆的温度、压力、流量等参数的变化，实时调整相关参数以保持反应堆的稳定运行。同时，PLC还能与其他设备、传感器和监控系统实现信息交互，通过逻辑程序控制反应堆启停、联锁以及事故应对等功能。
2. 核燃料处理系统
核燃料处理系统是核工业中不可或缺的一环。PLC可应用于核燃料的运输、转运和处理过程中。它可以实现对核燃料槽、气密性阀门、流量阀门等设备的控制和监测，确保燃料的安全运输和处理过程的可靠性。
3. 核辐射监测系统 核辐射监测是核工业中必不可少的环节之一。PLC可用于核辐射监测系统的数据采集、处理和报警控制。通过与辐射传感器的连接，PLC能够实时监测辐射水平，并根据设定的阈值进行报警或调整其他设备的运行状态。
二、PLC在核工业中的安全管理策略
1. 多重冗余设计
在核工业中，安全性是至关重要的。为了确保系统的高可靠性和安全性，PLC系统需要进行多重冗余设计。这意味着在系统的各个关键节点，都应该部署多个PLC控制器，以实现冗余备份。当其中一个PLC发生故障时，其他PLC可以立即接管，并确保系统的持续运行。
2. 安全加密通信
为了保护PLC系统中的信息安全，核工业中的PLC系统需要采用安全加密通信的方式。通过使用加密算法和认证机制，确保通信数据的保密性和完整性，防止潜在的安全威胁。
3. 强化访问控制
核工业中的PLC系统应该建立严格的访问控制机制，限制对系统的访问权限。只有经过授权的人员才能够进行系统配置和操作，以防止未经授权的操作对系统的损害。
西门子414-4H与414-5H冗余通讯在工控系统中的应用
170
2018.8２０１８年８月２５日
第２卷第８期现代信息科技
Modern Information Technology Aug.2018
Vol.2
No.8
西门子４１４－４Ｈ与４１４－５Ｈ冗余通讯
在工控系统中的应用
陈涛，李博
（
西安航天自动化股份有限公司 电力事业部，
陕西 西安 710000）
摘 要：
应用414-5H冗余系统本身自带的PN接口，
在不增加CP443的情况下实现与414-4H系统之间的无扰冗余切换。
软件使用SIMATIC Step7 5.5，
在netpro组态界面中的CPU下添加S7-connection链接，
且使用西门子自带功能块SFD14
（
READ）
和SFD15（
WRITE）
两个功能块，
通过对其组态编程，
实现两套冗余系统间数据的冗余交换。
关键词：
414-5H；
414-4H；
SFD14；
SFD15；
S7-connection；
冗余通讯
中图分类号：
TP273 文献标识码：
A 文章编号：
2096-4706（
2018）
08-0170-03
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｓｉｅｍｅｎｓ ４１４－４Ｈ ａｎｄ ４１４－５Ｈ ｉｎ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
CHEN Tao，LI Bo
（Xi’an Aerospace Automation Co.，Ltd.，Electric Power Department，Xi’an 710000，China）
Abstract：
The PN interface with 414-5H redundant system is used to achieve non disturbance redundancy switching between
414-4H system but without adding CP443. The software uses SIMATIC Step7 5.5 to add S7-connection links under CPU in the netpro
PLC双机热备_网络冗余
双机热备，网络冗余项目实验表
实验名称 双机热备，网络冗余项目实验
实验目的 了解各种PLC的双机热备，网络冗余的具体配置.
测试环境与条件 □实验仪器仪表：见下面具体情况
□计算机：两台windows 2000pro的计算机
□检测设备与工具：
实验内容 1. 施耐德PLC双机热备，网络冗余
2. AB（ROCKWELL）双机热备，网络冗余
3. 西门子双机热备，网络冗余
4. OMRON双机热备，网络冗余
实验步骤 实验前：□检测设备电源是否匹配。
□各接线（电缆、网线、光缆等）是否正确，牢固。
□是否断电插拔通讯线。
□不了解的设备是否仔细查看说明书。
□其它
实验中：
一，施耐德PLC双机热备，网络冗余
1.基于concept编程的modicon Quantum PLC
其中：
CPU：140 CPU x13 0x
140 CPU 424 02
140 CPU 424 12
140 CPU 534 14
热备模块：140 CHS 110 00
140 CHS 210 00
主RIO：140 CRP 931 00或140 CRP 932 00（网络冗余）
从RIO：140 CRA 931 00或140 CRA 932 00（网络冗余）
以太网模块：140 NOE 771 x1
MODBUS模块：140 NOM 2xx 00
电源：8－14A
背板：没有特殊要求
需要光纤两根
需要的软件：Concept
CHS所需要的软件
优点：通过同步CPU实现无冲击切换，光纤通讯实现了系统间的数据快速传送，手动开关允许手动切换控制系统，实现了CPU,网络和I/O冗余.
缺点：两边都需要2个冗余通讯模块，需要使用两根跟踪电缆建立数据传送，无双工特点，每个CPU必须分别编程，麻烦的CHS模块的设置，需要使用独立的软件，没有冗余的电源，系统间数据传送的复杂的状态RAM概念。
冗余设计在PLC控制系统中的应用
机床电器２００７．３ 计算机・ＰＬＣ应用——冗余设计在ＰＬＣ控制系统中的应用
冗余设计在ＰＬＣ控制系统中的应用
赵中敏（淮海工学院东港学院，２２２０６９）
摘要：在实施工业生产自动化的过程中，容错技术是一种满足连续生产要求，提高控制系统可靠性和可用性的有 效手段。本文以容错技术中的关键设计技术——冗余设计在ＰＬＣ控制系统中的应用为例，简单介绍了几种冗余控制
的类型和实现方式，并对ＰＬＣ控制系统中常有的处理器冗余、通信冗余、Ｉ／０冗余和电源冗余等类型的冗余，从原理、 实现方式等方面进行了分析和比较。
关键词：ＰＬＣ系统；可靠性；容错技术；冗余设计
中图分类号：ＴＭ５７１．６ １ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—０４加（２００７）０３—００４２—０４
Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ＰＬＣ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
ＺＨＡ０ Ｚｈｏｎｇ—ｍｉｎ
（Ｄｏｎｇｇａｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕａｉｈａｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２２２０６９） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｆａｕｌｔ—ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓａｔ－
ｉｓｆｙ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓ ｔｅｘｔ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｆｅｗ ｒｅｄｕｎ— ｄａｎｃｙ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｗａｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ＰＬＣ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐ￣ｅｓ ｔｈｅ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｔｙｐｅ ｓｕｃｈ ａｓ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｏｆ Ｉ／Ｏ ａｎｄ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｏｆ
plc硬冗余原理
plc硬冗余原理
PLC（可编程逻辑控制器）是现代工业自动化中常见的控制器。PLC硬冗余原理是保证系统高可用性的一种技术手段。本文将从PLC硬冗余的概念、工作原理、应用领域等方面进行详细介绍，具体内容如下：
一、PLC硬冗余的概念
PLC硬冗余是通过使用多个控制器并行工作，当其中一个控制器发生故障时，另一个控制器能够立即接管其工作，确保系统的连续运行。PLC硬冗余的核心思想是通过冗余控制器的备份和切换，实现系统的高可用性和可靠性。
二、PLC硬冗余的工作原理
1.冗余控制器：系统中至少有两个相同配置的控制器，称为主控制器和备份控制器。主控制器负责实际的控制任务，备份控制器处于待命状态，并与主控制器进行数据同步。
2.输入输出模块冗余：系统中的所有输入输出模块也需要进行冗余设计。每个输入输出模块都连接到主控制器和备份控制器，当主控制器发生故障时，备份控制器能够接管输入输出模块的工作。
3.数据同步：主控制器和备份控制器之间需要进行实时数据同步，确保备份控制器能够了解和跟踪主控制器的工作状态。
4.切换机制：当主控制器发生故障时，备份控制器能够根据事先设定的切换条件自动接管系统的控制任务，并继续正常工作。
三、PLC硬冗余的应用领域 PLC硬冗余广泛应用于对系统可用性和可靠性要求非常高的工业自动化领域，如电力、石油化工、交通运输、航天航空等。具体应用包括：
1.发电厂：发电厂中的PLC控制系统对电网的稳定性和可靠性有很高的要求。采用PLC硬冗余技术可以确保即使一个控制器发生故障，系统仍能保持稳定运行。
2.石油化工：在石油化工工艺过程中，控制系统的可用性和可靠性对产品质量和安全生产具有重要影响。采用PLC硬冗余技术可以避免控制系统的单点故障，并保证生产连续性。
3.交通运输：交通系统中的PLC控制器需保证信号的精确和实时性，避免交通事故发生。采用PLC硬冗余技术可以提高系统的可容错能力，确保信号的持续准确。
冗余PLC在楼宇自动控制系统中的运用
《工业控制计算机｝２０１２年第２５卷第４期
冗余ＰＬＣ在楼宇自动控制系统中的运用
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ＰＬＣ ｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
宋东球（深圳市赛为智能股份有限公司，广东深圳５１８０５７）
摘要 分析了楼宇自动控制系统的网络结构以及其在各机电设备系统中的控制作用，根据某金融中心大楼的楼宇自动控制
要求，结合西门子４００Ｈ ＰＬＣ现场控制器的应用特性，建立具有冗余及故障安全功能的可编程控制器楼宇自动控制系统，
并完善了系统的硬件配置及软件程序编写。结果表明，冗余可编程控制器楼宇自动控制系统在实际项目中具有较高的稳
定可靠性，保障了大楼中机电设备的正常运行。
关键词：冗余，硬件配置，楼宇自动控制，可编程控制器
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｔｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐ—
ｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｆｉｎａｎｃｉａｌ ｃｅｎｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
ＳＩＭＥＮＳＥ ４００Ｈ ＰＬＣ．ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄ ｗｉｔｈ ｆａｕｌｔ ｒｅ‘
ｄｕｎｄａｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍｉｎｇ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ