提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施
六、采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)
某些控制系統(tǒng)（如化工、造紙、冶金、核電站等）要求有極高的可靠性，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，由此引起停產(chǎn)或設(shè)備損壞將造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，僅僅通過提高PLC控制系統(tǒng)的自身可靠性是滿足不了要求。在這種要求極高可靠性的大型系統(tǒng)中，常采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)來有效地解決上述問題。
1.冗余系統(tǒng)
所謂冗余系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有多余的部分，沒有它系統(tǒng)照樣工作，但在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，這多余的部分能立即替代故障部分而使系統(tǒng)繼續(xù)正常運行。冗余系統(tǒng)一般是在控制系統(tǒng)中最重要的部分（如CPU模塊）由兩套相同的硬件組成，當(dāng)某一套出現(xiàn)故障立即由另一套來控制。是否使用兩套相同的I/O模塊，取決于系統(tǒng)對可靠性的要求程度。
圖3(a) 所示，CPU模塊使用相同的程序并行工作，其中一套為主CPU模塊，一塊為備用CPU模塊。在系統(tǒng)正常運行時，備用CPU模塊的輸出被禁止，由主CPU模塊來控制系統(tǒng)的工作。同時，主CPU模塊還不斷通過冗余處理單元（RPU）同步地對備用CPU模塊的I/O映像寄存器和其它寄存器進(jìn)行刷新。當(dāng)主CPU模塊發(fā)出故障信息后，RPU在1～3個掃描周期內(nèi)將控制功能切換到備用CPU。I/O系統(tǒng)的切換也是由RPU來完成。
圖3 冗余系統(tǒng)與執(zhí)備用系統(tǒng)
a)冗余系統(tǒng) b)熱備用系統(tǒng)
2.熱備用系統(tǒng)
熱備用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較冗余系統(tǒng)簡單，雖然也有兩個CPU模塊在同時運行一個程序，但沒有冗余處理單元RPU。系統(tǒng)兩個CPU模塊的切換，是由主CPU模塊通過通信口與備用CPU模塊進(jìn)行通信來完成的。如圖3(b)所示，兩套CPU通過通訊接口連在一起。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由主CPU通知備用CPU，并實現(xiàn)切換，其切換過程一般較慢。
七、結(jié)論
PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個十分復(fù)雜的問題，在PLC本身的可靠性很高的情況下，影響控制系統(tǒng)可靠性的主要因素是輸入信號元件和輸出執(zhí)行元件。通過采用成熟技術(shù)和高質(zhì)量的輸入輸出元器件，合理配置PLC硬件和軟件資源，并充分利用PLC內(nèi)部軟元件設(shè)計PLC控制系統(tǒng)故障檢測與診斷程序，屏蔽輸入元件的誤信號，防止輸出元件誤動作，對關(guān)鍵元器件實行軟、硬雙重保護(hù)，就可以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地運行。
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