SLC500的雙機熱備系統(tǒng)對發(fā)射機可靠性探討

王艷

摘要：針對發(fā)射機控制系統(tǒng)現(xiàn)有的形式，根據(jù)實際情況對現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進行改進，提高控制系統(tǒng)的雙備，從技術手段提高設備的可靠性與穩(wěn)定性。

關鍵詞：發(fā)射機；SLC5/04；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）06-0248-02

1 概述

隨著現(xiàn)代化網(wǎng)絡技術和自動化水平的發(fā)展，在控制和信息管理功能相結(jié)合的基礎上，提高了SLC基本控制單元的通信能力和穩(wěn)定性的要求?？删幊炭刂破鱏LC與計算機之間的通信，可以充分利用可編程控制器的穩(wěn)定性和靈活性和計算機在管理和監(jiān)控方面的優(yōu)勢。同時，通過雙機熱備，可以提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。SLC500系列可程式邏輯控制器由羅克韋爾是廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品，它在外形小，功能強大和靈活的配置。這就可以構(gòu)成一個經(jīng)濟的雙機熱備節(jié)點群，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。SLC500通信協(xié)議全面，可以方便的集成于各種自動化系統(tǒng)中，以及提高發(fā)射機的安全穩(wěn)定運行。

2 現(xiàn)有SLC500系統(tǒng)

DX-600發(fā)射機現(xiàn)有系統(tǒng)為SLC-500單套系統(tǒng)，利用RIO鏈路網(wǎng)絡實現(xiàn)發(fā)射機控制系統(tǒng)與三個PB的數(shù)據(jù)交換。發(fā)射機合成器控制系統(tǒng)使用一個1747-SN與處理器1747-5/04，三個子系統(tǒng)采用1747-DCM通訊模塊并且使用羅克韋爾公司的處理器1747-5/01。

AB PLC用到的軟件主要有控制器編寫軟件RSLogix500、通訊軟件RSLinx、觸摸屏軟件FactoryTalk View組成。其中RSLogix5000主要是用來編寫控制器程序，設置控制器參數(shù)；RSLinx主要用來使控制器和電腦之間建立通訊連接，及OPC的連接；FactoryTalk View是觸摸屏的編譯軟件。

軟件編程為羅克韋爾公司RSLOGIX500，將發(fā)射機的各類信號通過輸入模塊轉(zhuǎn)接到處理器中，梯形圖按照控制邏輯將這些信號進行轉(zhuǎn)換，通過1747-SN輸出控制命令至三部DX-200的1747-DCM；并與人機接口通過RS232連接，將信息顯示在觸摸屏上，用于故障指示以及用戶操作與控制。

2.1 REMOTE I/O

工作在控制層，由一個掃描器和一個適配器組成，掃描器是1747-SN，適配器是1747-DCM，控制器只讀取掃描器1747-SN中的數(shù)據(jù)，在處理器中分配32個字。SN掃描下位設備，1747-DCM是遠程機架和遠程擴展機架上的主設備（遠程機架上沒有控制器）。 Remote I/O波特率是57.6K，數(shù)據(jù)包小，效率高，是主從機制，無源網(wǎng)絡，智能化低，穩(wěn)定性好，方法比較老套。

2.2 SLC500對發(fā)射機的影響

DX-600通過SLC500的處理器對發(fā)射機進行開、關以及保護性操作的控制，通過掃描器來采集三個PB得數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)通過DH+線纜傳輸?shù)阶詣踊奶幚砥饔靡詳?shù)據(jù)的監(jiān)控。DX-200的5/01是在功放單元和發(fā)射機控制單元之間提供并行到串行的轉(zhuǎn)換。對功放單元進行控制主要是包括選擇高功率、中功率、低功率、關機、故障復位、升功率和降功率。功放單元的狀態(tài)包括有高功率、中功率、低功率、關機、故障匯總、升功率和降功率等，通常它們是被轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)的。需要將模擬信號轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)的有入射功率、電源電壓、電源電流和網(wǎng)絡零點等信號。

如果主設備的SLC斷電或者損壞，發(fā)射機將失去控制，發(fā)射機失去對故障的保護性響應，對設備造成必不可少的損害。影響節(jié)目的不間斷播出。為了提高發(fā)射機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性有必要搭建一個熱備系統(tǒng)，從技術的手段加強發(fā)射機的安全運行。

3 SLC500雙機熱備

SLC500的雙機熱備系統(tǒng)完全適應發(fā)射機系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的需求，兩個SLC處理同步工作。一個為主設備，控制系統(tǒng)的操作。另一個為備份設備，用于監(jiān)測數(shù)據(jù)。如果主設備崩潰，備份設備即變?yōu)橹髟O備進行控制發(fā)射機。

兩臺上位機通過交換機和Remote I/O網(wǎng)絡連接三個PB。在這套控制系統(tǒng)里，組裝了兩套SLC控制框架。遠程I/O（RIO）現(xiàn)場總線將連接到SLC系統(tǒng)通過匹配的掃描模塊和適配器模塊。這種結(jié)構(gòu)體系不僅以其良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力的PLC優(yōu)勢，也有豐富的軟件，很好的顯示和上位機的方便輸入。同時，這套控制系統(tǒng)易于擴充并且上位機作為下發(fā)任務的計算機。首先，上位機作為人機接口用于操作和管理下位機。第二，上位機與下位機通訊，并傳遞管理人員的控制命令。

這兩套系統(tǒng)通過因太網(wǎng)連接。上位機出現(xiàn)故障時，下位機SLC照常運轉(zhuǎn)，不會影響發(fā)射機的正常運行。這就是為什么系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性可以提高的原因之一?？刂瞥绦蚍謩e下載到兩臺下位機。除了IP地址不一樣外，它們擁有相同的程序和硬件配置。主SLC通過遠程/本地控制總線接收輸入模塊的數(shù)據(jù)，并通過程序向輸出模塊下達輸出指令。同時，SLC處理器與上位機交換數(shù)據(jù)，用于上位機的顯示與判斷。兩套SLC被設計為互備控制系統(tǒng)，并通過HSSL協(xié)議彼此通信，它們同步工作并且互相監(jiān)督。一個為主，用于操作和控制發(fā)射機；另一個為輔，用于監(jiān)控。主的一旦崩潰，備份設備馬上接手進行控制和操作發(fā)射機。避免發(fā)射機的停播以及檢修人員可以快速維護。

3.1 通信協(xié)議

上位機、觸摸屏以及兩臺下位機通過交換機連接。協(xié)議為因特網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議。每臺機器都有獨立的IP地址。上位機、觸摸屏與下位機的通信主用用監(jiān)控發(fā)射機的狀態(tài)以及下達控制指令。自動化軟件安裝在上位機，通過Rslinks與下位機交換數(shù)據(jù)。并在自動化軟件進行顯示和報警。 RIO通信通過遠程的1747-BSN 掃描器對本地的1747-ASB通訊模塊進行通訊，本地的輸入/輸出模塊地址將被映射到遠程的SLC上。

3.2主備SLC的選型

AB的SLC500模塊式處理器在內(nèi)存、I/O能力、控制指令、以及通信接口等方面為用戶提供了廣泛選擇，從小型專用系統(tǒng)到大型分布式系統(tǒng)，從簡單到復雜的應用均可。除組態(tài)靈活外，可編程控制器之間可通過內(nèi)置的網(wǎng)口進行通信，以進行編程和監(jiān)控。SLC5/03以上的具有相應的內(nèi)置網(wǎng)絡接口，如5/04提供DH+網(wǎng)絡接口，使得處理器無需額外的網(wǎng)絡接口硬件而直接與DH+網(wǎng)上的設備進行通信。SLC5/05處理器可以通過內(nèi)置的支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)口，將控制系統(tǒng)和監(jiān)視信息管理系統(tǒng)系統(tǒng)集成在一起。

主備系統(tǒng)均選用SLC5/05作為下位機，上位機選用研發(fā)的工控機。人機接口選擇支持TCP/IP協(xié)議的觸摸屏。遠程通訊模塊為1747-BSN，本地通訊模塊為1747-ASB。

SLC 5/05可以使用以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳送，使用的通訊介質(zhì)有雙絞線、光纖、寬帶、粗同軸電纜、細同軸電纜。SLC 5/05使用通道1進行以太網(wǎng)通訊，它包括10Base_T、RJ45以太網(wǎng)連接器，可通過8芯以太網(wǎng)電纜連接到標準以太網(wǎng)HUB上。SLC 5/05通過MSG命令與以太網(wǎng)進行通訊，最多支持16個連接，允許同時與其他16個設備或者應用程序通訊。發(fā)送連接對于已建立的目的IP地址不能超過一個，如果多個MSG指令使用同一個目的的IP地址，則它們共享同一個連接。

1747-ASB是一個適配器，是RIO鏈路上的從設備，同時它也是所在遠程機架或者遠程擴展機架的主設備。1747-ASB模塊充當了掃描器和遠程子機架上的網(wǎng)關。1747-ASB直接將遠程機架的I/O模塊的地址直接映射到主SLC或PLC的處理器映像當中。輸出數(shù)據(jù)由本地機架的SLC通過RIO鏈路直接發(fā)送到遠程機架的1747-ASB模塊。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過機架背板傳送到輸出模塊控制發(fā)射機。同樣的，發(fā)射機的數(shù)據(jù)通過輸入模塊采集經(jīng)過背板傳送到1747-ASB上，再經(jīng)過RIO鏈路傳送給本地機架的SLC上。

1747-SN為掃描器，掃描器的功能就是連續(xù)不斷的掃描RIO鏈路上的所有設備，這種掃描將適配器不斷傳輸。適配器通過發(fā)送數(shù)據(jù)到掃描器作出回應，掃描器會傳送足夠多的離散數(shù)據(jù)包來更新適配器的映像。在本系統(tǒng)中，1747-SN最多可以分配給4個適配器的映像地址。

4 系統(tǒng)設計與調(diào)試

系統(tǒng)設計分為兩個部分，一是硬件的設置，二是梯形圖的編寫。

4.1 硬件的設置

根據(jù)硬件配置的系統(tǒng)，輸入/輸出地址模式和通信速率決定了掃描模塊和本地通訊模塊的開關設置。由于DX-600有3個PB以及一個冷卻控制單元。則需要根據(jù)實際情況設置SW1的0--5位。SW1 主要分配1747-ASB模塊在掃描器中的起始邏輯槽號。根據(jù)通訊速率設計SW2，在同一個RIO鏈路上，通訊速率必須一致。

5 總結(jié)

本系統(tǒng)采用SLC系列高端配置，但是成本卻比羅克韋爾公司流行的SL5000、Controllogix系統(tǒng)低。而且可以充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)的資源，節(jié)省了成本，提高了原有系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這套系統(tǒng)不管從性能上還是系統(tǒng)穩(wěn)定上均適應于中波發(fā)射機。總而言之，這套系統(tǒng)不但提高了設備的可靠性，而且保證了安全播出，減輕了維護人員的壓力。為“有人留守、無人值班”的工作模式的實現(xiàn)創(chuàng)造了技術支撐。

參考文獻：

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