21000-16-10-00-256-13-02

   21000-16-10-00-256-13-02 
  21000-16-10-00-256-13-02 
  21000-16-10-00-256-13-02   21000-16-10-00-256-13-02 
四、PLC控制系统

PLC硬件采用了SIEMENS公司的带硬件控制器的S7-400系列模块化自动化系统（AS414-4-2H控制器），为双CPU硬件冗余配置。同时增加了冗余的IO卡件，达到IO通道级别的冗余，提高了系统的安全级别。

可编程序逻辑控制器(PLC)主要由处理器、I/O系统、网络通信系统、电源、安装附件等构成。为保证系统的可靠性，PLC的处理器（包括各控制子系统的处理器）采用双机热备系统，采用了全硬件的冗余控制器，完全实现无扰切换。

PLC所选用的的模板均具有自诊断功能。PLC系统应能够满足所需的热备冗余配置要求。对硬件的地址分配设置、I/O的量化等均可采用组态的方式完成。

热备系统由两套配置完全相同的独立CPU单元（即双CPU模块、双电源模块、双通讯模块、双底板等）通过热备网络来通讯，其中一台作为控制主机，另一台作为后备机同步扫描。

系统选用S7-400H系列模块化容错式可编程控制系统，其多个选定部件被组合到一起（模块化无风扇的设计；强大的扩展能力和坚固的结构；单一或冗余设计；全面的通讯功能；集成的系统功能；集成安全功能(SafetyIntegrated)；简单连接集中式或分布式I/O）。

使用高可用性的可编程控制器的目的是为了减少生产损失，停工的成本越高，越需要容错系统。在很多的实际应用中，对冗余质量的要求或者对冗余PLC必备系统各部分的数目的要求，都不能确保专业容错系统的使用。通常，简单的软件机制就足以允许当错误事件发生时，在一个替代系统中继续运行没能正常执行的控制任务。“SIMATICS7SoftwareRedundancy”可选软件可以在S7-400标准系统上运行，去控制生产过程。出现故障时，可在几秒内转换到替代系统。

4.1容错式可编程控制系统

S7-400H可编程控制器满足高可用性的需要，是一种智能化和分布性达到了最新技术水平的可编程控制器。进一步讲，该系统在控制、调节与监视单元和系统的全部功能以及获取和准备过程数据的全部功能中都起着重要的作用，并且能保证最高的系统性能。

S7-400H是按冗余方式设计的，可以在任何事件发生后继续使用。这表明它所有的主要器件都是双重的。按照方案设计成双重器件的有中央处理器（CPU）、电源模板以及连接两个中央处理器的硬件。用户可以自行决定在即将使用的自动化系统中是否需要更多的双重器件以增强设备的可用性。

冗余节点代表了带有容错器件的系统的容错性。节点内的一个原件发生故障时不会影响和它相联的其它节点或整个系统的可靠性，这就是冗余节点的独立性。冗余节点链接中最薄弱的环节决定了整个系统的可用性。对于2002系统如果有一个冗余节点的部件故障，不会对整个系统的可操作性造成影响。冗余节点链中的最弱链路决定了整个系统的可用性。

4.2容错式系统基本结构

容错式系统基本结构由构成容错式控制系统的必备硬件单元组成，主要由下面几个基本部分组成：

4.2.1中央处理单元：S7-400H的核心是两个中央处理单元（CPU）。须将同步化子模板插到CPU内，对其进行设置，并决定机架的号码。

4.2.2S7-400H的安装机架：建议使用UR2-H机架安装S7-400H。此机架可以安装2个独立的子系统，每个系统含有9个槽，适合安装到19英寸宽的机柜中。另外还可以在两个独立的安装机架中配置S7-400H，为此提供有两个安装机架。

4.2.3电源：可从S7-400标准系列单元中选择电源模板。每个容错CPU需要一个电源模板。更准确地说，S7-400H双子系统中的每个子系统都需要一个电源模板。

4.2.4同步子模板：用同步化子模板连接两个中央处理器。它们已放置在中央处理器内部，并由光缆完成互连任务。