施耐德QUANTUMPLC双机热备技术在首钢迁钢公司7000风机自控系统中的应用
日期：2007-4-15 16:41:56 来源：本站整理
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内容摘要:
鼓风机担负着为高炉提供动力能源的重要任务，因此，要求鼓风机控制系统要具有非常高的稳定性和安全性，特别是选择技术成熟，稳定性好的控制系统尤为重要。本文一方面详细介绍了QUANTUM PLC双机热备技术在首钢迁钢公司7000风机自动控制系统中的应用，包括主要设备的选型，软硬件的组态，重要参数的设定等，另一方面还结合7000风机的应用实例，剖析了双机热备系统在使用中常见的问题和处理方法。
关键词: 鼓风机 双机热备 QUANTUM PLC
1 概述
首钢迁安有限公司7000立方米高炉鼓风机自动控制系统已于2004年9月顺利试车成功，现已正式投产，为高炉供风。该鼓风机是由原首钢动力厂4#风机搬迁建成。为了提高整个控制系统的稳定性,控制系统选用了性能稳定，功能完善的SCHNEIDER公司QUANTUM系列PLC，CPU采用双机热备形式，PLC本地站与远程站之间采用了双缆连接的方式。系统还配备了以态网模块和工业交换机,可以通过光缆与其他岗位进行通讯。由于设计的改进，使得整个系统的性能到了全面的优化，稳定性，安全性，经济性较以前都有了全面的提高。自从投产以来，系统工作状态非常稳定，有力的保障了生产。
2 QUANTUM PLC双机热备技术的主要特点
2.1 双机热备系统具有非常高的可靠性
双机热备系统具有非常高的可靠性，体现在以下几个方面：
1) 控制系统为冗余的双CPU设计，运行时一主一备，并通过高速光缆连接；
2) 控制系统为冗余的双通讯通道，控制系统间通讯网络采用Modbus Plus或TCP/IP协议,控制系统内部采用RIO网络结构，以上网络均可以采用双缆冗余方式；
3) 控制系统为冗余的双电源供电。
2.2 正常工作时互为热备的控制器具有的特性
在双机热备系统中，互为热备的控制器具有如下的工作特性：
1) 实时数据传输，确保双CPU程序的完全一致；
2) 每个扫描周期均传送数据及状态信息，确保双CPU工作状态的完全一致；
3) 两个控制器之间采用光缆连接；
4) 切换完成的最长时间是两个扫描周期；
5) 通讯速率为10M,热备系统可放于3km之外；
6) 当控制程序发生改变时，可以自动完成程序下装功能；
7) 初次组态时，用户快速、有效只需下装一次程序；
8) 使用IEC方式的双机热备配置不需要编程工作；
9) 使用ModSoft/Concept组态软件均可进行配置；
10) 用可装载功能块支持984/800系列用户；
11) CHS模块热更换-无需停机时间。
2.3 便捷安全的热备切换方式
可以通过以下几种方式实现便捷安全的热备切换：
1) 将主控机钥匙开关从RUN切到OFFLINE,即可完成手动热备切换；
2) 也可以通过人机界面或编程器切换；
3) 在电源失效，CPU失效，I/O失效(电缆或模板)，NOM失效(只在启动时)将完成CPU的自动切换。
3 迁钢公司7000风机热备系统构成
3.3 PLC的硬件设备选型及设定
一套完整的Quantum 热备系统需要以下设备：
1) 两块相同的至少四槽的背板；
2) 性能完全相同的两块CPU控制器；
3) 两块类型一致的RIO处理器；
4) 两块类型一致的电源模块；
5) 两块热备模板CHS 110；
6) 连接用的光纤电缆；
7) 网络连接的组件包括：分支器，RIO处理器与RIO网络连接使用的F接头，分支器MA-0186-100，MA-0185-100，终端电阻52-0422-000 ；
8) 如果需要其他的通讯协议，则需要增加其他的通讯适配器。
根据以上的构成热备系统的设备要求和实际需要，首钢迁钢公司7000立方米风机控制系统包括PLC控制柜2套，分别用来安装本地站和远程站，双机热备的CPU安装在本地站，本地站和远程站之间采用双缆连接。主要的设备选型如表1所示：
选定硬件设备后，需要按照如下的顺序安装热备系统：
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鼓风机担负着为高炉提供动力能源的重要任务，因此，要求鼓风机控制系统要具有非常高的稳定性和安全性，特别是选择技术成熟，稳定性好的控制系统尤为重要。本文一方面详细介绍了QUANTUM PLC双机热备技术在首钢迁钢公司7000风机自动控制系统中的应用，包括主要设备的选型，软硬件的组态，重要参数的设定等，另一方面还结合7000风机的应用实例，剖析了双机热备系统在使用中常见的问题和处理方法。
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W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
关键词: 鼓风机 双机热备 QUANTUM PLC
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
1 概述
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
首钢迁安有限公司7000立方米高炉鼓风机自动控制系统已于2004年9月顺利试车成功，现已正式投产，为高炉供风。该鼓风机是由原首钢动力厂4#风机搬迁建成。为了提高整个控制系统的稳定性,控制系统选用了性能稳定，功能完善的SCHNEIDER公司QUANTUM系列PLC，CPU采用双机热备形式，PLC本地站与远程站之间采用了双缆连接的方式。系统还配备了以态网模块和工业交换机,可以通过光缆与其他岗位进行通讯。由于设计的改进，使得整个系统的性能到了全面的优化，稳定性，安全性，经济性较以前都有了全面的提高。自从投产以来，系统工作状态非常稳定，有力的保障了生产。
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P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
2 QUANTUM PLC双机热备技术的主要特点
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2.1 双机热备系统具有非常高的可靠性
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双机热备系统具有非常高的可靠性，体现在以下几个方面：
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
1) 控制系统为冗余的双CPU设计，运行时一主一备，并通过高速光缆连接；
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2) 控制系统为冗余的双通讯通道，控制系统间通讯网络采用Modbus Plus或TCP/IP协议,控制系统内部采用RIO网络结构，以上网络均可以采用双缆冗余方式；
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3) 控制系统为冗余的双电源供电。
plcjs.技.术_网
2.2 正常工作时互为热备的控制器具有的特性
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在双机热备系统中，互为热备的控制器具有如下的工作特性：
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1) 实时数据传输，确保双CPU程序的完全一致；
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2) 每个扫描周期均传送数据及状态信息，确保双CPU工作状态的完全一致；
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3) 两个控制器之间采用光缆连接；
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4) 切换完成的最长时间是两个扫描周期；
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5) 通讯速率为10M,热备系统可放于3km之外；
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6) 当控制程序发生改变时，可以自动完成程序下装功能；
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7) 初次组态时，用户快速、有效只需下装一次程序；
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8) 使用IEC方式的双机热备配置不需要编程工作；
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9) 使用ModSoft/Concept组态软件均可进行配置；
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10) 用可装载功能块支持984/800系列用户；
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2.3 便捷安全的热备切换方式
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可以通过以下几种方式实现便捷安全的热备切换：
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
1) 将主控机钥匙开关从RUN切到OFFLINE,即可完成手动热备切换；
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2) 也可以通过人机界面或编程器切换；
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3) 在电源失效，CPU失效，I/O失效(电缆或模板)，NOM失效(只在启动时)将完成CPU的自动切换。
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3 迁钢公司7000风机热备系统构成
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3.3 PLC的硬件设备选型及设定
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一套完整的Quantum 热备系统需要以下设备：
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
1) 两块相同的至少四槽的背板；
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2) 性能完全相同的两块CPU控制器；
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3) 两块类型一致的RIO处理器；
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4) 两块类型一致的电源模块；
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5) 两块热备模板CHS 110；
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6) 连接用的光纤电缆；
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7) 网络连接的组件包括：分支器，RIO处理器与RIO网络连接使用的F接头，分支器MA-0186-100，MA-0185-100，终端电阻52-0422-000 ；
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8) 如果需要其他的通讯协议，则需要增加其他的通讯适配器。
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根据以上的构成热备系统的设备要求和实际需要，首钢迁钢公司7000立方米风机控制系统包括PLC控制柜2套，分别用来安装本地站和远程站，双机热备的CPU安装在本地站，本地站和远程站之间采用双缆连接。主要的设备选型如表1所示：
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