[发明专利]冗余PLC系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是涉及一种冗余PLC(可编程逻辑控制器)系统。

背景技术

在重要工艺流程的控制中，需要不间断的监控机电设备，控制系统常常会选择冗余PLC系统；并且，冗余PLC系统采用的HMI(人机界面)监控画面软件以及冗余PLC系统本身不象DCS(集散型控制系统DISTRIBUTEDCONTROL SYSTEM)控制系统那样是一体化的系统软件包。例如西门子公司的S7系列冗余PLC系统配套澳大利亚CITECT公司的Citect V6.0监控软件。Citect V6.0监控软件配置成冗余热备方式的二个HMI主、辅服务器系统，与冗余PLC系统形成双通道物理连接，确保数据的实时稳定。正常情况下HMI主服务器与冗余PLC系统的主CPU建立通讯链路收发数据，HMI辅服务器从HMI主服务器实时复制数据进行同步备份，冗余PLC系统的辅CPU通过同步光纤与主CPU实时数据保持同步。一旦冗余PLC系统的主CPU发生故障后，辅CPU迅速切换到运行状态，接替主CPU完成控制程序的所有工作任务。但HMI主服务器不能快速和冗余PLC系统的辅CPU建立通讯链路，造成HMI主、辅服务器数据不能及时更新或没有连接到辅CPU上。对于这种情况，需要重启HMI主、辅服务器，重新寻找冗余PLC系统的主CPU(即运行的CPU)建立通讯链路，这个过程至少需要5分钟以上的时间。有些重要的快速响应工艺生产流程5分钟可能就会发生意想不到的事件，因此需要尽可能的缩短冗余PLC系统的主CPU故障后快速与HMI重新通讯连接的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种冗余PLC系统，使冗余PLC系统中主CPU故障后快速与HMI服务器重新连接，HMI服务器数据能够及时更新，提高数据响应的实时性，以及冗余控制系统故障时的实时响应性能。

为解决上述技术问题，本发明的冗余PLC系统，设置二套冗余PLC子系统，即冗余PLC1和冗余PLC2，每套冗余PLC子系统都有主CPU和辅CPU；所述二套冗余PLC子系统通过网络交换机与冗余HMI连接，冗余HMI有主服务器和辅服务器；正常运行时，冗余HMI的主服务器同时与冗余PLC1和冗余PLC2的主CPU建立连接，实现HMI与二套冗余PLC子系统之间的实时数据交互，及生产流程的控制；

在冗余PLC1中至少每250ms记录一次实时数据，冗余HMI将所得到的实时数据每500ms与之前已接收的数据相比较，判断是否一致；若一致，则冗余PLC1与冗余HMI之间的连接正常；若不一致则发出连接中断的报警信号；

当冗余PLC1检测到其主CPU发生故障后，将该故障信息传递到正常运行的冗余PLC2中，使冗余HMI及时收到冗余PLC1的主CPU报警信号；

冗余HMI接收到连接中断的报警信号和主CPU报警信号后延时2秒，经延时，如果上述2个报警信号仍然存在，则冗余HMI发出切换通讯链路连接的指令；切换成功后，冗余HMI和冗余PLC1的运行CPU重新正常通讯。

冗余HMI和冗余PLC1的运行CPU重新正常通讯后，在冗余HMI中将标志位置1，冗余PLC1中继续进行至少每250ms记录一次实时数据，冗余HMI实时接收该实时数据，系统正常运行；冗余HMI中的执行程序设置成每2秒扫描一次。

采用本发明以后，提高了整个冗余系统的性能，降低了整体系统故障时间。冗余PLC系统的主CPU运行发生故障时，系统实时数据的响应仍然能有稳定的保障，提高了系统可靠性。

由于提高了整个冗余系统的性能，对本领域相同的控制系统有较高的应用价值。

本发明不针对具体的控制系统、控制程序模块和控制方法，在遇到不同的控制系统时，只要采用相应的软件重新进行编程，下装即可。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是冗余PLC系统和冗余HMI结构示意图；

图2是本发明的控制过程示意图。

具体实施方式

如图1所示，在本发明的冗余PLC系统中，设置二套冗余PLC子系统，即冗余PLC1和冗余PLC2，每套冗余PLC子系统都有主CPU和辅CPU。所述二套冗余PLC子系统通过网络交换机与冗余HMI连接，冗余HMI有主服务器和辅服务器。正常运行时，冗余HMI的主服务器同时与冗余PLC1和冗余PLC2的主CPU建立连接，实现HMI与PLC之间的实时数据交互，及生产流程的控制。