冗余技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)分析

通過控制系統(tǒng)冗余原理與方法的具體分析可以看到，系統(tǒng)的可用性在很大程度上取決于那些MTBF值較低而能對系統(tǒng)正常運(yùn)行造成重大影響的部件，如主控制卡、網(wǎng)絡(luò)、電源、通訊轉(zhuǎn)發(fā)卡等。在系統(tǒng)設(shè)計中對關(guān)鍵部件進(jìn)行冗余設(shè)計，可以大大提高系統(tǒng)的可用性。

下面以SUPCONJX-300X為例分析冗余的實(shí)現(xiàn)方式：

SUPCONJX-300X型集散控制系統(tǒng)[1]的各個部件的冗余，實(shí)現(xiàn)了從電源、主控制器、過程控制網(wǎng)絡(luò)，直至I/O卡件的冗余。

JX-300X型DCS采用全智能化、全數(shù)字化設(shè)計，在此基礎(chǔ)上成功地實(shí)現(xiàn)了卡件的熱插拔、故障診斷、信息同步等前文提到的各項技術(shù)。該系統(tǒng)采用典型控制系統(tǒng)三層模型，每個層次內(nèi)均可冗余配置，而層次之間采用全冗余連接。即整個系統(tǒng)內(nèi)以冗余過程控制網(wǎng)絡(luò)(SCnet)和冗余現(xiàn)場I/O總線(SBUS)為高可靠的連接通道，系統(tǒng)內(nèi)各個部件的運(yùn)行和部件之間點(diǎn)對點(diǎn)連接都可冗余。

根據(jù)控制系統(tǒng)內(nèi)各個部件功能定位的不同，采用了具體方式有所差別，具體策略為：

1)主控制卡的冗余

主控制卡是整個系統(tǒng)的核心控制單元，完成系統(tǒng)的控制任務(wù)。而冗余技術(shù)各個設(shè)計要點(diǎn)在此得到充分應(yīng)用?；槿哂嗟膬蓧K主控制卡軟件、硬件**，它們執(zhí)行同樣的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序，在工作/備用冗余邏輯電路的控制下，其中一個運(yùn)行在工作狀態(tài)(工作卡)，另外一個運(yùn)行在備用狀態(tài)(備用卡)，如圖2所示。工作卡和備用卡之間具有公共的冗余邏輯控制電路和的高速對等冗余通訊通道，同時也可以通過I/O總線和過程控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互或故障診測?；槿哂嗟闹骺刂瓶ǘ寄茉L問I/O和過程控制網(wǎng)絡(luò)，備用模式下的主控制卡執(zhí)行診斷程序，監(jiān)視工作卡的狀態(tài)，通過周期查詢工作卡件中的數(shù)據(jù)存儲器，接受工作卡發(fā)送的實(shí)時控制運(yùn)行信息。備用處理器可隨時保存的控制數(shù)據(jù)，以保證工作/備用的無擾動切換，但工作模式下的主控制卡起著控制、輸出、實(shí)時過程信息發(fā)布，等決定性的作用(具有發(fā)言權(quán))。冗余技術(shù)的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)信息同步，而信息同步的zui終目的是為了實(shí)現(xiàn)冗余部件之間無擾動切換。我們把信息同步的方法分為“自然同步”和“強(qiáng)制同步”。 ABB PLC AC500-ECO模塊接線端子TA564-11

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