計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)LCU網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及PLC程序完善的研究與應(yīng)用

陳中啟

（江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226500）

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)LCU網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及PLC程序完善的研究與應(yīng)用

陳中啟

（江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226500）

上位機(jī)與現(xiàn)地控制單元組成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，上位機(jī)發(fā)令通過網(wǎng)絡(luò)至現(xiàn)地控制單元LCU實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。現(xiàn)地控制單元LCU網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、可靠，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的先決條件。此外，各現(xiàn)地控制單元LCU的通信互傳，減少了對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)的數(shù)據(jù)依賴。文章通過對(duì)施耐德公司昆騰系列熱備雙CPU系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元LCU網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)“假雙網(wǎng)”進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“真雙網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

PLC程序；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；現(xiàn)地控制單元LCU；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

某企業(yè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用施耐德公司昆騰系列熱備雙CPU系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元（Local Control Unit，LCU），但網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用“假雙網(wǎng)”方式（每個(gè)PLC系列的2個(gè)CPU機(jī)架中，CPU A機(jī)架通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊接入監(jiān)控實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)1，CPU B機(jī)架通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊接入監(jiān)控實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)2），而不是 “真雙網(wǎng)”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方式（每個(gè)CPU機(jī)架同時(shí)接入2個(gè)監(jiān)控實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)）。

“假雙網(wǎng)”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接方式可靠性低于“真雙網(wǎng)”，且真雙網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地LCU之間通信，避免重要信號(hào)需上位機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)“假雙網(wǎng)”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接方式完善成“真雙網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從硬件安裝、軟件配置、PLC程序進(jìn)行了完善，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了“真雙網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。

1 硬件安裝及軟件配置

1.1 網(wǎng)絡(luò)模塊的安裝

將兩塊網(wǎng)絡(luò)模塊（NOE）安裝到現(xiàn)地控制單元LCU A1柜兩個(gè)CPU機(jī)架備用插槽。用一根網(wǎng)線將CPU #1機(jī)架里新增的網(wǎng)絡(luò)模塊與現(xiàn)地控制單元LCU SW2交換機(jī)相連，用另一根網(wǎng)線將CPU #2機(jī)架里新增的網(wǎng)絡(luò)模塊與現(xiàn)地控制單元LCU SW1交換機(jī)相連。NOE網(wǎng)絡(luò)模件安裝示意，如圖1所示。

圖1 NOE網(wǎng)絡(luò)模件安裝示意

1.2 軟件配置

打開調(diào)試筆記本，設(shè)置調(diào)試筆記本IP地址與現(xiàn)地控制單元同一網(wǎng)段。用網(wǎng)線將調(diào)試筆記本連接到現(xiàn)地控制單元LCU交換機(jī)SW1上。啟動(dòng)Unity Pro XL程序，打開最新的現(xiàn)地控制單元PLC程序。在Unity Pro XL程序狀態(tài)欄里，檢查“相同”和“已生成”是否顯示，確認(rèn)當(dāng)前打開的現(xiàn)地控制單元PLC程序與現(xiàn)地現(xiàn)地控制單元PLC內(nèi)的程序一致。

1.2.1 新增NOE網(wǎng)絡(luò)模塊后，現(xiàn)地控制單元LCU總線及網(wǎng)絡(luò)模塊配置

（1）現(xiàn)地控制單元LCU 本地總線配置。

程序位置：Configuration→1：本地總線→1：本地Quantum子站→1:140XBP00600，進(jìn)入本地總線界面檢查機(jī)架結(jié)構(gòu)如右圖所示。其中4號(hào)槽位NOE77101模塊配置為Ethernet_1，5號(hào)槽位NOE77101模塊配置為Ethernet_2。

設(shè)置通訊以及啟用IO掃描功能以實(shí)現(xiàn)PLC之間通信

Networks→Ethernet_1配置為：

IP 地址：******、子網(wǎng)掩碼：******、 網(wǎng)關(guān)：****** 、網(wǎng)絡(luò)配置： Ehternet I、IO掃描選擇“是”。

Networks→Ethernet_2 配置為：

IP 地址：******、子網(wǎng)掩碼：******、 網(wǎng)關(guān)：******、網(wǎng)絡(luò)配置： Ehternet II、IO掃描選擇“是”。

（2）IO 掃描配置。

打開在Communicaiton/Networks 下的Ethernet_1 和Ethernet_2，打開后配置（以Ethernet_1 為例）：

Health Block:%I993

IP address:******

Unit ID：Slave syntax:index

Health Timeout(ms):2000

Repetitive rate(ms):256

R D Master Object（本LCU接收數(shù)據(jù)存放地址）:%MW5651

RD Ref slave:5600

RD length（對(duì)側(cè)數(shù)據(jù)讀取長(zhǎng)度）:5

Last value(input):Hold last

VR Master Object（本LCU接收數(shù)據(jù)存放地址）: %MW1

VR Ref Slave:0

Description:無(wú)

（3）修改LCU驅(qū)動(dòng)。

選中數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)設(shè)備的“驅(qū)動(dòng)配置”，點(diǎn)擊右側(cè)資源文件后的“配置”按鈕，在彈出的配置頁(yè)面中將PLC模式選為“雙機(jī)雙網(wǎng)”

CPU A1網(wǎng)名：jz2、CPU A2網(wǎng)名：jz2a。

檢查確認(rèn)PLC程序修改無(wú)誤，保存。點(diǎn)擊菜單欄上的“生成（B）”，選擇“生成更改（B）”。新建動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表，添加變量“%SW60.5”，將變量“%SW60.5”修改為1，待數(shù)據(jù)傳輸完畢檢查熱備正常后，刪除動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表，斷開連接。

2 PLC程序修改

程序修改內(nèi)容：

（1）INIT程序段定義有TCP/IP通訊。

TCPIP:=0;修改為TCPIP:=1

（2）COMMUN 程序段，修改TCP/IP數(shù)據(jù)接收及發(fā)送程序段。

3 試驗(yàn)項(xiàng)目

CPU通訊檢查及切換邏輯試驗(yàn)：（1）雙網(wǎng)連接正常的情況下，斷掉CPU A電源，模擬CPU A故障，此時(shí)CPU A應(yīng)正常切換到CPU B運(yùn)行。（2）雙網(wǎng)連接正常的情況下，斷掉CPU B電源，模擬CPU B故障，此時(shí)CPU B應(yīng)正常切換到CPU A運(yùn)行。（3）雙網(wǎng)連接正常的情況下，斷掉CPU A的雙網(wǎng)連接，模擬CPU A雙網(wǎng)故障，此時(shí)CPU A應(yīng)正常切換到CPU B運(yùn)行。（4）雙網(wǎng)連接正常的情況下，斷掉CPU B的雙網(wǎng)連接，模擬CPU B雙網(wǎng)故障，此時(shí)CPU B應(yīng)正常切換到CPU A運(yùn)行。（5）雙網(wǎng)連接正常的情況下，斷掉CPU A的單網(wǎng)連接，模擬CPU A單網(wǎng)故障，此時(shí)CPU不進(jìn)行切換（CPU A主用）。（6）雙網(wǎng)連接正常的情況下，斷掉CPU B的單網(wǎng)連接，模擬CPU B單網(wǎng)故障，此時(shí)CPU不進(jìn)行切換（CPU B為主用）。

4 結(jié)語(yǔ)

通過以上對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元LCU硬件及PLC程序的完善，避免了“假雙網(wǎng)”單網(wǎng)故障時(shí)，CPU進(jìn)行切換而造成控制異常的隱患、以及現(xiàn)地控制單元對(duì)上位機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的依賴性。通過試驗(yàn)及運(yùn)行觀察，此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)運(yùn)行更加可靠、穩(wěn)定，可為其他企業(yè)類似問題的解決提供參考。

[1]國(guó)電南瑞科技股份有限公司. Unity_PLC編程指導(dǎo)書V4.3.0[Z].南京：南瑞水利水電分公司，2010.

[2]國(guó)電南瑞科技股份有限公司.NARI.監(jiān)控系統(tǒng)控制流程編寫指導(dǎo)書—SLSD/ZD-116F0[Z].南京：國(guó)電南瑞科技股份有限公司，2010.

[3]于亞如，陳明.監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制系統(tǒng)的定義、規(guī)范和分析[J].船舶設(shè)計(jì)技術(shù)交流，2003（3）：22-27.

[4]楊杰，王泉，蔡茜.信息技術(shù)設(shè)備安全試驗(yàn)用萬(wàn)向施力裝置的開發(fā)[J].安全與電磁兼容，2015（1）：69-70，89.

Research and application of computer monitoring system LCU network structure and PLC program

Chen Zhongqi
（Jiangsu Aviation Technical College, Nantong 226500, China）

Host computer and the local control unit composed of computer monitoring system, the host computer through the network for remote control and local control unit. LCU control unit of LCU network is stable, reliable, is a prerequisite for the realization of remote control. In addition, the communication control unit LCU to each other, to reduce the monitoring system the data dependence. Based on the Schneider Inc quantum series hot standby dual CPU system control unit LCU network structure“false dual”perfect, realize the true sense of the “dual”structure of the network.

PLC program; computer monitoring system; local control unit LCU; network structure

陳中啟（1964— ），男，江蘇如皋，本科，高級(jí)講師；研究方向：電子電工職業(yè)技術(shù)教育，工業(yè)自動(dòng)化控制。