[發明專利]冗余PLC系統

有效

• 申請號: 200810043186.3
• 申請日: 2008-03-25
• 公開（公告）號: CN101546187A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 胡云
• 申請（專利權）人: 上海寶信軟件股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及自動控制領域，特別是涉及一種冗余PLC(可編程邏輯控制器)系統。

背景技術

在重要工藝流程的控制中，需要不間斷的監控機電設備，控制系統常常會選擇冗余PLC系統；并且，冗余PLC系統采用的HMI(人機界面)監控畫面軟件以及冗余PLC系統本身不象DCS(集散型控制系統DISTRIBUTEDCONTROL?SYSTEM)控制系統那樣是一體化的系統軟件包。例如西門子公司的S7系列冗余PLC系統配套澳大利亞CITECT公司的Citect?V6.0監控軟件。Citect?V6.0監控軟件配置成冗余熱備方式的二個HMI主、輔服務器系統，與冗余PLC系統形成雙通道物理連接，確保數據的實時穩定。正常情況下HMI主服務器與冗余PLC系統的主CPU建立通訊鏈路收發數據，HMI輔服務器從HMI主服務器實時復制數據進行同步備份，冗余PLC系統的輔CPU通過同步光纖與主CPU實時數據保持同步。一旦冗余PLC系統的主CPU發生故障后，輔CPU迅速切換到運行狀態，接替主CPU完成控制程序的所有工作任務。但HMI主服務器不能快速和冗余PLC系統的輔CPU建立通訊鏈路，造成HMI主、輔服務器數據不能及時更新或沒有連接到輔CPU上。對于這種情況，需要重啟HMI主、輔服務器，重新尋找冗余PLC系統的主CPU(即運行的CPU)建立通訊鏈路，這個過程至少需要5分鐘以上的時間。有些重要的快速響應工藝生產流程5分鐘可能就會發生意想不到的事件，因此需要盡可能的縮短冗余PLC系統的主CPU故障后快速與HMI重新通訊連接的時間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種冗余PLC系統，使冗余PLC系統中主CPU故障后快速與HMI服務器重新連接，HMI服務器數據能夠及時更新，提高數據響應的實時性，以及冗余控制系統故障時的實時響應性能。

為解決上述技術問題，本發明的冗余PLC系統，設置二套冗余PLC子系統，即冗余PLC1和冗余PLC2，每套冗余PLC子系統都有主CPU和輔CPU；所述二套冗余PLC子系統通過網絡交換機與冗余HMI連接，冗余HMI有主服務器和輔服務器；正常運行時，冗余HMI的主服務器同時與冗余PLC1和冗余PLC2的主CPU建立連接，實現HMI與二套冗余PLC子系統之間的實時數據交互，及生產流程的控制；

在冗余PLC1中至少每250ms記錄一次實時數據，冗余HMI將所得到的實時數據每500ms與之前已接收的數據相比較，判斷是否一致；若一致，則冗余PLC1與冗余HMI之間的連接正常；若不一致則發出連接中斷的報警信號；

當冗余PLC1檢測到其主CPU發生故障后，將該故障信息傳遞到正常運行的冗余PLC2中，使冗余HMI及時收到冗余PLC1的主CPU報警信號；

冗余HMI接收到連接中斷的報警信號和主CPU報警信號后延時2秒，經延時，如果上述2個報警信號仍然存在，則冗余HMI發出切換通訊鏈路連接的指令；切換成功后，冗余HMI和冗余PLC1的運行CPU重新正常通訊。

冗余HMI和冗余PLC1的運行CPU重新正常通訊后，在冗余HMI中將標志位置1，冗余PLC1中繼續進行至少每250ms記錄一次實時數據，冗余HMI實時接收該實時數據，系統正常運行；冗余HMI中的執行程序設置成每2秒掃描一次。

采用本發明以后，提高了整個冗余系統的性能，降低了整體系統故障時間。冗余PLC系統的主CPU運行發生故障時，系統實時數據的響應仍然能有穩定的保障，提高了系統可靠性。

由于提高了整個冗余系統的性能，對本領域相同的控制系統有較高的應用價值。

本發明不針對具體的控制系統、控制程序模塊和控制方法，在遇到不同的控制系統時，只要采用相應的軟件重新進行編程，下裝即可。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是冗余PLC系統和冗余HMI結構示意圖；

圖2是本發明的控制過程示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，在本發明的冗余PLC系統中，設置二套冗余PLC子系統，即冗余PLC1和冗余PLC2，每套冗余PLC子系統都有主CPU和輔CPU。所述二套冗余PLC子系統通過網絡交換機與冗余HMI連接，冗余HMI有主服務器和輔服務器。正常運行時，冗余HMI的主服務器同時與冗余PLC1和冗余PLC2的主CPU建立連接，實現HMI與PLC之間的實時數據交互，及生產流程的控制。