PLC软冗余系统在城市污水处理工程中的应用
3．2 系统工作原理
在软冗余系统进行工作时，A，B控制站(处理器，通讯、I／O)独立运行，由主站的PLC掌握对ET200从站中的I／O控制权。A，B站中的PLC程序由非冗余(non-duplicated)用户程序段和冗余(redundant back-up)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。软冗余系统中PLC内部程序运行过程如图3所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/191643.htm
在主控制站发生故障时，主备控制站的切换时间=故障诊断检测时间+同步数据传输时间+DP从站切换时间。如果CPU的故障是停机或断电，故障诊断为大约100～1 000 ms。数据同步所需时间取决于同步数据量的大小和同步所采用的网络方式，目前普遍采用Ethernet网方式。以CPU 315-2DP为例，同步1000B的数据所需时间大约为200～300 ms。还有2个DP从站的切换时间在70 ms左右。无论控制程序循环扫描到哪里，当前激活的系统(即主系统)随时都会接收并处理报警，但在主系统A与备用系统B进行切换过程中产生的报警存在被丢失的可能。
4 硬件选型
无为县城污水处理工程变配电间站软冗余系统选用SIMATIC S7-300系列PLC，中央处理器为CPU315-2DP，编程软件为Step7 V5．2。其中PLC本体与远程I／O通讯为PROFIBUS协议的串口通讯，PLC与计算机采用工业以太网，并以工业以太网作为冗余网络。其PLC模块选型如下：
(1)电源模块6ES7307-1EA00-OAA0两块给CPU供电；
(2)中央处理器CPU315-2DP 6ES7315-2AGl00AB0两块，工作存储器512 KB；
(3)通讯模块6GK7343-1EX20-0XE0两块与计算机进行网络通讯并进行两个CPU间的冗余通讯；
(4)接口模块6ES7153-2AA02-0XBO两块进行PROFIBUS远程I／O和系统间的冗余通讯；
(5)电源模块6EPl333-2AA00两块给ET200供电；
(6)DI数字量输入模块6ES7321-1BL00-0AA0六块采集现场设备的开停、运行及故障状态；
(7)DO数字量输出模块6ES7322-1BL00-0AA0三块控制现场设备的启停；
(8)AI模拟量输入模块6ES733l-7KF02-0ABO四块采集现场的液位、压力、流量、PH／T、浊度以及风机和加药泵的频率信号；
(9)A0模拟量输出模块6ES7332-5HFOO-OABO两块通过程序的PID自动控制调节风机和加药装置的频率。
5 系统检测结果
变配电间站S7-300软冗余系统投入运行后系统工作正常。在工程调试时，技术人员通过设定控制字实现手动的主备系统切换。测试时没有出现主从系统切换时中断，切换时一切控制正常，包括控制继电器不会断开、模拟量输出控制变频器转速不会丢失等。还有测试时PROFIBUS总线传输正常，没有掉落模块的情况出现。这表明西门子S7-300软冗余系统应用于对主备系统切换时间要求不高的中小型污水处理控制系统中是完全可行的。
6 结语
该系统于2006年9月投入使用，运行顺利，用户对选择软冗余系统非常满意。目前本系统已经成功推广到安徽阜阳、安庆、淮南和宿州等地的污水处理系统中，用户反映非常良好。通过上述项目，证实PLC软冗余系统完全可以满足中小型污水处理控制系统的技术要求，基本实现无忧切换。PLC软冗余系统在生产中的实际使用，为企业带来了效益，相信也为这种冗余系统广泛推广到其他行业应用提供了一定的参考价值。
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