張彥召

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工業(yè)、工程領(lǐng)域也取得了相當(dāng)優(yōu)異的成績(jī)，作為現(xiàn)代科技的主要學(xué)科之一，對(duì)于雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的可靠性與可用性研究也顯得更加具有實(shí)際意義，其作為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的新興技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及國(guó)防建筑等領(lǐng)域之中，并且在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，對(duì)于雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的靈活應(yīng)用，在一定程度上可以滿足人們生活過(guò)程中的需求。本文通過(guò)雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的可靠性與可用性進(jìn)行分析研究，以期對(duì)雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展提供相應(yīng)的幫助。

關(guān)鍵詞：雙重冗余；PLC控制系統(tǒng)；應(yīng)用；優(yōu)勢(shì)

前言

雙重冗余PLC控制系統(tǒng)是信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及電子技術(shù)等多方面的學(xué)科相互滲透、相互融合結(jié)果，由此來(lái)說(shuō)，雙重冗余PLC控制系統(tǒng)是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)成果，隨著雙重冗余PLC控制系統(tǒng)在各領(lǐng)域大型設(shè)備的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步使各領(lǐng)域的企業(yè)生產(chǎn)效率和科技化水平得到了提高，大幅度的增加了企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，但是由于中國(guó)在生產(chǎn)方面的雙重冗余PLC控制系統(tǒng)研究起步比較晚，與國(guó)際水平還具有著相當(dāng)?shù)牟罹?，?dǎo)致雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的研究探討與應(yīng)用體系不夠完善，是阻擋現(xiàn)今國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題。

1.雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的重要意義

隨著工業(yè)制造水平的不斷提高以及工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，更多的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)可靠性提出了更多的要求，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)環(huán)境以及控制對(duì)象的不統(tǒng)一性，導(dǎo)致工程的狀況更加具有復(fù)雜性，在一些方面上，人為的因素也能夠?qū)刂葡到y(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而使得系統(tǒng)無(wú)法保證長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定持續(xù)的運(yùn)行。另外，想要通過(guò)無(wú)限制提高系統(tǒng)軟硬件本身可靠性的辦法，而令整個(gè)系統(tǒng)滿足正常運(yùn)行的需要也是不現(xiàn)實(shí)的，基于這種情況，就要對(duì)雙重冗余PLC控制系統(tǒng)展開(kāi)利用[1]。

2.PLC冗余控制在大型設(shè)備上的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)

2.1PLC冗余控制技術(shù)在大型設(shè)備上的應(yīng)用

（1）PLC冗余技術(shù)在萊鋼RH精煉爐中的應(yīng)用

在萊鋼RH精煉爐的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包括管理級(jí)和基礎(chǔ)級(jí)網(wǎng)絡(luò)。在基礎(chǔ)級(jí)包含有一個(gè)工程站、兩臺(tái)相互冗余的服務(wù)器以及兩臺(tái)客戶端，其中服務(wù)器為雙網(wǎng)卡，PLC冗余控制系統(tǒng)與一個(gè)網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，另一個(gè)網(wǎng)卡則是與客戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)相互通訊，這樣一來(lái)不僅保證了通訊的可靠性，又保證了系統(tǒng)之間具有相應(yīng)的隔離安全性。

（2）PLC冗余技術(shù)在多晶硅還原爐電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

在多晶硅還原爐電源系統(tǒng)中，系統(tǒng)主站應(yīng)用的是先進(jìn)的冗余S7-400H系統(tǒng)。該產(chǎn)品是一種具有冗余設(shè)計(jì)的容錯(cuò)型自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品。在故障發(fā)生時(shí)，冗余熱備功能能夠在不停機(jī)的基礎(chǔ)上自動(dòng)切換到備用單元，保證了系統(tǒng)工作的持久不中斷性能[2]。

（3）PLC冗余技術(shù)在空壓機(jī)上的應(yīng)用

為了保證空壓機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性，在空壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案上加入了冗余設(shè)計(jì)方案，控制系統(tǒng)的冗余方式包括I/O冗余、中央處理器冗余以及通訊冗余。其中中央處理器冗余能夠保證在主處理器失效后，備用處理器能夠自動(dòng)的接管控制并維持運(yùn)行。

2.2PLC冗余控制技術(shù)在大型設(shè)備上的優(yōu)勢(shì)

PLC冗余控制技術(shù)在工業(yè)的大型設(shè)備控制中占有非常重要的地位，由于我國(guó)擁有較多的工業(yè)化企業(yè)，可以根據(jù)企業(yè)設(shè)備的大小使用PLC冗余控制技術(shù)對(duì)大型設(shè)備進(jìn)行調(diào)動(dòng)，包括控制主站系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置，是用來(lái)對(duì)整個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的。繼而保證PLC冗余控制技術(shù)人員能夠通觀全局，把握施工生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，有效地對(duì)其進(jìn)行避免，并且有效地指揮大型設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性運(yùn)行，這樣一來(lái)就能夠?qū)Υ笮驮O(shè)備進(jìn)行較為全面的分析和研究，然后為控制處理中心提供的設(shè)備控制處理的相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)而將整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生意外時(shí)所帶來(lái)的不必要的經(jīng)濟(jì)損失降到最低[3]。

工業(yè)化設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)、安全以及可靠是企業(yè)發(fā)展的重要保障，所以對(duì)工業(yè)大型設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)控、系統(tǒng)保護(hù)以及控制等措施是必不可少的，但是由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)化的大型設(shè)備也逐漸增多，并且這些大型設(shè)備與主控制臺(tái)之間的通訊方式也越來(lái)越復(fù)雜，為了確保工業(yè)大型設(shè)備的安全運(yùn)行，國(guó)家以及企業(yè)都投入了大量的人力物力和資金，將雙重冗余PLC控制技術(shù)引入到了工業(yè)大型設(shè)備控制之中，應(yīng)用全微機(jī)化設(shè)備代替了原有的常規(guī)電磁式控制設(shè)備，應(yīng)用計(jì)算機(jī)光纜或者電纜作為了控制信號(hào)電纜，使得生產(chǎn)控制中心對(duì)工業(yè)生產(chǎn)大型設(shè)備的控制變得快速而又安全。所以雙重冗余PLC控制系統(tǒng)也成為了企業(yè)建設(shè)發(fā)展過(guò)程中的重要組成部分，進(jìn)而保證了工業(yè)大型設(shè)備的自動(dòng)化調(diào)控模式的高效性，因此對(duì)雙重冗余PLC控制技術(shù)的繼續(xù)研究與創(chuàng)新是我國(guó)發(fā)展過(guò)程中必不可少的戰(zhàn)略性任務(wù)。

3.結(jié)論

雙重冗余PLC控制技術(shù)的性能提高以及雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用是現(xiàn)今社會(huì)所關(guān)注的熱點(diǎn)之一，由于這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑵髽I(yè)生產(chǎn)的可靠性大幅度提高，所以也得到了國(guó)家的足夠重視。雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用和工業(yè)社會(huì)是相互促進(jìn)的，由于這種關(guān)系的存在，雙重冗余PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于工業(yè)社會(huì)的有著非常重要的促進(jìn)作用，我國(guó)的雙重冗余PLC控制技術(shù)雖然在很短的時(shí)間內(nèi)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，但也不可避免的存在著一些不足，如果想要社會(huì)的工業(yè)得到大幅度的發(fā)展，就需要在雙重冗余PLC控制技術(shù)方面做出更大的努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮立，王良勇，錢(qián)曉龍.冗余控制系統(tǒng)的原理及性能優(yōu)化[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2011（04）：334-336.

[2]嚴(yán)敏等.PLC的雙CPU冗余控制實(shí)現(xiàn)[J].“A-B 世紀(jì)杯”集成構(gòu)架產(chǎn)品應(yīng)用論文集，2011（1）：78-81.

[3]謝鯤，馮正進(jìn)，羅振軍.軟件冗余現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的研究[J].儀表技術(shù)與傳感器，2013（09）：43-44.