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西门子S7-300系列PLC软冗余体系在电气掩护

光阴>2019-05-25 08:52 来源:电工之家网网

1  引言
      设备在启停和运行过程中发生危机设备和人身平安的故障时,主动采取掩护和联锁,防止事故的发生和防止事故扩大,从而包管正常启停和平安运行,具有极其重要的意义。颠末过程对设备工作状况和机组运行参数的周密监视,发生异常时,即使收报答警信号,必要时主动启动或许切除某些设备或许体系,维持原负荷运行或减负荷运行直至平安退出运行。
      对付发电机组,一样平常旧的体系应用中只要手动操纵办法,难以完发展途监控,给操纵职员带来一定的麻烦与危险,也构成出现报警或危险等环境不能实时处理的现象。升压站多为人工抄表,事故报警信号不能远传,必需有人值守,而且发生报警后,因为数据信号较多,很难实时、精确的判断出事故的原因,影响事故的处理速率。当发生严重事故而危及机组设备时,不能停止机组(或一部分)运行,使事故进一步扩大,构成严重后果,所以必要应用PLC靠得住机动的逻辑监控能力对升压站停止改革。
      出于体系的请求的高靠得住性,必需应用冗余体系技术。本项目选用西门子S7-300系列PLC软冗余离开达低落本钱的偏向。

2  节制体系构成
2.1  体系冗余原理设置设备摆设
      软冗余体系由A和B两套PLC节制体系构成。开端时,A体系为主,B体系为备用,当主体系A中的任何一个组件出错,节制任务会主动切换到备用体系B傍边履行,这时,B体系为主,A体系为备用,这种切换过程是包含电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的全体切换。体系运行过程中,即使没有任何组件出错,操纵职员也可以或许或许颠末过程设定节制字,实现手动的主备体系切换,这种手动切换过程,对付节制体系的软硬件调剂、更换、扩容非常有用,即Altering Configuration and Application Program in RUN Mode。
      根据掩护体系所需的输入输入点数、节点容量、体系功效等请求,应用两个西门子CPU315-2DP做软冗余CPU,应用CP5611衔接上位机与PLC,上位机应用WINCC做HMI人机界面
      两块CPU之间应用CP342-5停止实时的数据交换,颠末过程ET200M扩大从站。分外应当注意的是软冗余体系应当应用有源总线模板的导轨及有源总线模板。
2.2  网络布局原理设置设备摆设
网络组态图如图1所示。网络布局中包含了4条链路:
(1) 用于上位机编程和监控的MPI链路;(2) A站与ET200从站Master Line PROFIBUS链路;(3) B站与ET200从站Reserve Line PROFIBUS链路;(4) A站和B站之间停止数据同步的Synchronization Line PROFIBUS链路。

3  软冗余程序的设计
      软冗余程序必要西门子供给的软冗余软件包及STEP7。在A站的Block中插入OB1(主轮回程序块)、OB35(定时中断构造块)、OB100(暖启动调用程序块)、OB80(在主体系与备用体系切换光阴超不时,调用该块)、OB82 (DP-Slave ET200站上的IM153-2模块出错报警,调用该功效块)、OB83(DP从站的接口模块与主站链接断开或链接从新树立时调用该块)、OB85(程序运行出错或DP从站衔接失败调用该块)、OB86(主从站通讯出错调用该块)、OB87(通讯失败调用该块)、OB122(外围设备访问出错调用该块)、OB121等构造块,并对此中的OB100、OB35、OB86停止编程。
      首先,用户必要在初始化程序中(OB100)定义冗余部分的数据区,该数据区可以或许或许包含:一个过程映象区(process image area),一个定时器区(IEC timer area),一个计数器区(IEC counter area),位地址区(memory address area)和一个数据块区(data block area),S7-300同步的最大数据量为8kBytes。
      应用的是OB35的默认属性,即每100ms中断触发一次,可以或许或许根据实际的必要在CPU属性中修改中断的光阴间隔。在OB35里调用FB 101S‘WR_ZYK’功效块,FB101块中封装了冗余功效的程序段,实现冗余功效。调用FB101时,你可以或许或许在线地读出RETURN_VAL参数的数值,如果为0,说明冗余链接正常。如果为8015说明数据同步的衔接不胜利,原因是CP342-5之间的FDL链接树立的不正确或物理链路不通,或许是FC100的VERB_ID参数与NETPRO中的链接ID号不同等。当履行‘SWR_START’程序块时,体系分派这些数据区,不能用S7的定时器和计数器,只能应用IEC模范的定时器和计数器。
      OB35中的程序段也可以或许或许在OB1中实现,只是不应用中断的办法,而应用主轮回的办法。
除去冗余段外的程序大致如下:
CALL FB 101,DB5
DB_WORK_NO:=DB1
CALL_POSITON:=TRUE
RETURN_VAL:=MW6
EXT_INFO:=MW8
上段程序中调用了FB101,应用了数据块DB5。
U DB5.DBX 9.1
SPB MNEXT
上段程序可以或许或许在DB5中获得节制字(DBW10)和状况字DBW8的信息。阐发状况字中的信息,如果以后站为备用体系,则跳过冗余程序段。
在SPB MNEXT与跳至的MNEXT程序块之间加入实际必要的逻辑块,此处的逻辑块就属于冗余程序段。
4  体系的功效特色
    (1) 布局简略靠得住的组件式插接,便于装配掩护。
    (2) 双电源供电、双CPU冗余,确保稳固工作。
    (3) 上位机监控,具有报表打印、报警查询、状况监视、掩护联锁试验记载等多种功效。
5  结束语
      体系布局简洁正当靠得住。扩大性好。能对统统输入输入点停止状况记载,实现掩护连锁、举动记载数据办理、状况监视、体系组态等功效。对付提高机组主动化程度,减轻运行职员负担,增长机组的靠得住性具有严重意义。

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