PLC的“冗余控制”

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冗余，顾名思义，就是多余的意思，那么plc当中为什么会要使用多余的控制呢？
当然啦，肯定是有必要才会加上这种控制的，比如在生产、能源、供水系统、环境监控系统、机场助航照明、编组站系统等领域，能够有效避免控制器故障引起的停机；在行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域，能够避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本；在污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域，即使没有监督和维修人员也能保障正常运行。
总之，主要还是一些重要的控制场合不能够因为PLC而出现控制中断的情况，因此出现了PLC的冗余控制。毕竟有些场合停机一次造成的损失少则几万块，多则不可估量。
并且随着制造业竞争的加剧，制造商更加追求生产设备的可靠性，尤其是那些控制关键性生产工序的设备，往往需要采用冗余配置。目前，多数的基于可编程控制器的冗余系统采用了两套CPU处理器模块，一个处理器模块作为主处理器，另外一个作为从处理器。正常情况下，由主处理器执行程序，控制I/O设备，从处理器不断监测主处理器状态。如果主处理器出现故障，从处理器立即接管对I/O的控制，继续执行程序，从而实现对系统的冗余控制。
冗余控制是一种采用一定或成倍量的设备或元器件的方式组成控制系统的控制方式。当某一设备或元器件发生故障而损坏时，它可以通过硬、软件或人为方式，相互切换作为后备设备或元器件，替代因故障而损坏的设备或元器件，保持系统正常工作，使控制设备因意外而导致的停机损失降到最低。
一般根据产品应用和客户需求的不同，冗余控制可分为：①处理器冗余(CPU冗余)；②通信冗余(网络冗余)；③I/O冗余；④电源冗余。
而西门子最近推出了全新的Simatic S7-1500 冗余控制器，涵盖三种CPU，分别为CPU1513R、CPU1515R和CPU1517H。其中，CPU1513R 和 CPU1515R适合中小型项目应用。
为了尽可能地降低工厂出现故障或意外停机的可能性，以提高工厂效率，已经成为生产企业的主要诉求。为此，西门子开发出全新Simatic S7-1500 R/H系列冗余控制系统。基于标准型 Simatic S7-1500 CPU，Simatic S7-1500 R/H采用透明化编程方式，使用TIA Portal STEP 7 编程语言进行编程，把程序从标准系统迁移到冗余系统，无需额外工作。Simatic S7-1500 R/H凭借其高可用性，能够有效防止数据丢失以及避免停机。此外，该系列控制系统采用PROFINET系统冗余的方式，可以充分利用PROFINET的高效、灵活、高性能的特点。
也就是说如果一个CPU失效 ，备用CPU将自动接管程序控制工作，程序可以快速恢复运行，以防止数据丢失。此外，基于PROFINET系统冗余的通讯方式还可以提高设备的可用性。支持Profinet S2冗余功能的现场设备（例如ET 200SP/MP）通过PROFINET连接到冗余CPU，从而构成PROFINET冗余通讯，即使发生网络中断，现场设备也能继续工作。具有相似的功能特性的CPU1517H性能更强，适合大型项目应用。该系列CPU带有专门的光纤同步模块，可以实现快速、平滑的切换。未来，CPU1517H还将开发支持PROFINET冗余网络。

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