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PLC常用双机热备系统介绍与比较

PLC常用双机热备系统介绍与比较(由txt文件修改)对热备系统的简单分类(基于热备切换方式的分法):一.硬件级双机热备产品:A.单机架双机热备:同一块机架上插双电源,双CPU,有1套热备单元(欧姆龙为1个而三菱为2个),一般还可以插双通讯模块(如双以太网单元),CPU的数据交换通过机架底板电路,一般不是RIO式的分布式结构,切换速度快,一般在50ms以下。

1.Omron CVM1D和CS1D2.Mitsubishi Q4AR注意:Siemens使用UR2机架的S7-400H不是此类,该产品虽然插在同一块机架上,但该机架在电气上完全独立的,即把2个机架作成一体式。

B.双机架硬件级热备产品:主、从两个机架,两套完整独立的系统,两套机架上的热备单元一般通过光纤通讯,切换速度飞快。

施耐德Quantum切换速度在48ms以下。

西门子的S7-400H不太清楚,请咨询技术支持。

GE S90-70的切换速度看资料,在25-50ms。

1.Schneider Quantum2.Siemens S7-400H3.GE S90-704.AB ControlLogix 5000二.总线级双机热备产品:我不知道把此类划到硬件级热备好还是软件级热备好,还是另外拉出来单独说吧。

基于总线级的通讯传输速率,总线通讯单元兼有热备切换功能。

当主CPU故障时,从CPU接管I/O的控制,夺取I/O总线的控制权。

切换速度其实还可以,在150-300ms内。

典型代表:1.AB SLC500,由1747-BSN 实现RIO结构的热备。

2.Mitsubishi小Q,由CC-Link单元实现RIO结构的热备。

其实三菱的大Q和A也可以,但三菱技术支持建议用小Q。

三.软件级双机热备产品:这是喊叫的的最热闹的阵营,大家经常打口水仗。

完整独立的两套系统,RIO结构,依靠软件实现切换,这种结构的切换速度跟程序量、I/O 点数、总线传输速率都有关,切换速度最容易受外界影响而差异较大。

1.GE S90-30,需使用名为MaxON的热备软件。

且MaxON还有点数限制。

但在软件级热备中,它的切换速度最块了。

比S7-400还快。

典型值是250-500ms。

2.Schneider Premium,需使用一个“温备软件”。

切换速度在秒级,典型值是750-1500ms。

模拟量多时可能会达到2秒。

3.Siemens S7-400和S7-300,需使用Step7 redundancy 冗余软件。

切换速度也在秒级,理所当然的S7-400比S7-300要快,S7-300典型值是1-3s,S7-400的典型切换值不知。

4.Motsubishi大QnA,2套QnA机架,一主一从,I/O从站基于MelsecNet结构网络。

这家的系统有点那个......,不用热备软件。

简单的编程就可以实现切换,因为MelsecNet网的传输速率很快,所以,切换的传输速率也不是很慢。

一般是1秒内,对于网线断落这类故障的响应是3s内切换。

本来水平是不错的,但糟糕的是,一旦主CPU故障,从CPU接管控制权。

则切换不可逆,即主CPU修好后,从CPU故障,不能再反向切换回来。

我感觉将之叫热备可能不合适,叫冷备可能会更合适。

注意,软件级的热备对上位机组态软件有要求。

做工程要特别注意:三菱的热备机型,最好用Fix和iFix,原因不想多说。

GE的S90-30热备可以使用iFix和Cimplicity。

Siemens的S7-300和S7-400软件热备最好使用WinCC,但是iFix也可以使用,国产的力控也有工程案例。

施耐德的Premium软件温备对上位机软件没有特殊要求,但是建议使用iFix,特别不建议使用Intouch。

I/O最开放的应数西门子,基本上第三方的Profibus-DP I/O 都能用,当然,AB的热备结构中也可以使用第三方的ControlNet I/O。

而Schneider Quantum的I/O只能使用自家的S908 RIO。

关于热备系统的I/O部分:1.施耐德Quantum全系列I/O均可以带电插拔,可以预置状态。

施耐德Premium全系列I/O支持带电插拔,但不完全支持状态预置。

2.西门子ET 200M系列需要特殊的有源底板支持。

这家伙使用的是背部总线连接,第二快接在第一块上,第三块接在第二块上。

一旦拔掉比如第三块I/O模板,后边的第四、五、六等信号全部归零,所以必须使用特殊的有源底板,就这支持也不好。

3.GE VersaMax 100%支持带电插拔,支持状态预置。

4.AB ControlLogix I/O支持带电插拔,支持状态预置。

但是,AB的热备结构是可以使用别的I/O的,只要从站与2个CPU主站之间走ControlNet网即可,所以,你大可以使用ControlLogix CPU热备系统,而把I/O配成第三方或SLC500系列的(1746)没有问题,成本更低,但是带电插拔基本上就没戏了。

5.Omron CS1D系列I/O全部支持带电插拔,支持状态预置。

6.三菱大Q I/O支持带电插拔,但不支持状态预置。

小Q I/O基本上都支持带电插拔,部分支持状态预置。

其实AB 的ControlLogix也可以做软件热备的,不过用的人不多罢了。

2个1756-SRM用1根1756-SRC1连起来,跟施耐德Quantum的1套140CHS21000没有任何区别,只不过,AB的这3件加起来采购价不足3万,而一个ControlLogix的方案配下来也在几十万,所以很少有人这么做的。

软件热备的切换时间在200-250ms。

硬件切换,时间小于35ms。

注意,硬件切换时,网络地址会交换,而软件切换不会。

关于CPU与I/O之间的总线网络一般的把CPU机架称主站,把I/O机架称从站,主站/从站之间一般是总线结构。

1.Schneider Quantum系列。

RIO主站与I/O从站之间是施耐德专用的S908 总线网络,传输速率1.5Mbps。

最多可以连接31个从站,使用75Ω同轴电缆布线。

电缆一般采用RG-6,如果从站距离主站太远,可以考虑使用RG-11或半刚性电缆.。

因为其使用了专用协议,所以别家的模块是不可能用在施耐德的RIO从站机架上去的。

2.AB ControlLogix系列。

使用开放的ContrilNet网络总线来连接主站和从站,传输速率为5Mbps,连接介质电缆和施耐德相同。

RG-6可以互换哦。

而且AB电缆比施耐德的便宜,本来很少有人去这么做,但不幸的是,华南区某个代理商,既是施耐德代理,又是AB分销商,在一次偶尔的发现,AB的电缆其实不是自己生产的,是美国IBDN。

而施耐德手册中明确说明,IBDN是其兼容电缆生产商。

所以,ControlNet是开放网络,国际标准,任何符合ControlNet规范的从站理论上都是可以做ControlLogix的I/O 的。

AB自己的就有1756 ControlLogix I/O和较便宜的1794 Flex I/O,都可以做ControlLogix 双机热备系统的从站。

另外,日本的M-System公司的也可以,德国Wago和Phoenix应该也可以,因为有相应的ControlNet 通讯模块,但是我不能确认,有兴趣的人自己去查资料。

3.AB SLC500系列。

主站和从站之间走专用的RIO网络,协议不清楚,只知道是RS485电路,传输速率随同距离的延伸不断降低,可以使用自家的I/O模块做从站。

一是PLC-5系列(不过该系列I/O比SLC500还贵),二是SLC500 1746系列,但是1746 I/O 不支持带电插拔的。

4.Siemens S7-300和S7-400系列。

主站与从站之间走开放的Profibus-DP总线网络,传输速率随距离的延伸而衰减,1000m时最多只到100多Kbps,12Mbps的传输速率虽然号称业界最高,但是那是在100m距离的事呀,不像施耐德和AB那样的同轴电缆总线介质,传输速率不随距离降低,不管主站使用S7-400还是S7-300,从站都可以使用S7-300的I/O,加ET 200M的Profibus DP从站通讯模块即可。

不过好多人都在用兼容厂家的模块,比如和利时、德国VIPA、Wago,Phoenix也没有问题,好象OPTO22也行,不过我只用S7-300的I/O。

5.Omron CS1D系列。

这种结构的I/O只能插在CPU机架和I/O扩展机架上了,而且CPU机架和I/O扩展机架之间是很短的电缆连接,最多12m长的距离。

典型的集中控制没有办法实现总线式网络的那种分布式结构了。

6.Mitsubishi Q4AR系列。

和欧姆龙一样,典型的集中式结构,但是小Q的新热备机型马上就要出来,配合CC-Link V2.0协议,有可能会实现分布式结构。

就是说,同一块CPU底板,插2个CPU,2个电源,2个热备模块,2个网络模块,1个接口模块。

该接口模块再连接一个扩展机架(距离不能超过15米)。

在扩展机架上再插上CC-Link 主站模块,然后走CC-Link总线网络至各个从站,每个从站一个CC-Link通讯模块加上相应I/O模块即可,上海菱电的罗勤哲是如此描述的。

但是,我认为,虽然CC-Link已经接近成熟,但是小Q的热备还没有经过工程实际检验,三菱的爱好者们,缓一缓再说吧。

I/O能否冗余?施耐德的Quantum,I/O不能冗余;AB的ControlLogix,I/O可以冗余;GE的S90-70 Geines,I/O甚至可以做到三重冗余;Siemens 的S7-400H,I/O 可以冗余;欧姆龙和三菱的同底板双机热备结构,I/O不能冗余。

关于PLC 的软件1.Schneider Quantum热备系统。

Modbus Plus网或以太网与上位机连接,都不要额外的驱动软件。

PLC 编程需要Concept V2.5或V2.6 的XL版,在软件的投资算是最小的。

2.AB ControlLogix 热备系统。

PLC一般用以太网与上位机连接,需要RS Linx通信软件。

Lite版的不行,至少要OEM版,当然Pro 版的更好也更贵。

每台上位机需要一套,价格可真不便宜。

PLC主站与I/O从站的连接,需要RS Networks For ControlNet软件。

该软件用组态ControlNet总线网络,网络调通后就没有什么用了。

PLC编程软件为RS Logix 5000,企业版的RS logix 5000会包含RS Networks For ControlNet,比拆开来买会便宜些。

3.AB SLC500 热备系统。

不需要RS Networks For ControlNet组网软件,因为他走的是专用网。

其它软件形式一样,需要编程软件RS Logix500,需要RS Linx OEM版。

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