您好,欢迎访问倍儿呱呱 西门子工业自动化合作伙伴官网!
010-64738638
QQ2852363989
联系我们

倍儿呱呱 西门子工业自动化合作伙伴

地址:北京市朝阳区利泽中一路1号博雅国际中心B座
手机:QQ2852363989

咨询热线010-64738638

不用冗余也能提升自动化系统可靠性?

发布时间2021-12-08人气:21



知识小卡片

冗余系统,也称为双机热备系统,是指冗余的两个CPU并行处理相同的数据和相同的程序,两个CPU通过冗余连接进行同步。如果一个CPU出现故障,另一个CPU会自动接替它,对过程进行控制。冗余自动化系统旨在通过并行运行两个系统从而降低生产停机的可能性


众所周知,提高自动化系统的可靠性、可用性、减少停机,从而提高生产效率是我们追求的目标。


那么如何从自动化系统的方案上来提高可靠性、可用性呢?难道一定就要上成(jia)双(zhi)成(bu)对(fei)的冗余PLC吗?


其实不然!自动化系统有不同规模和应用领域,并非所有都适合采用冗余系统来提高可用性。看看下面两个例子:


  1. 采用1200 CPU的小型自动化系统,如果换成冗余系统,成本会增加很多

  2. 一个多轴需要同步的运动控制应用中,循环时间可能只有几个毫秒,冗余系统同样也不适用


那么对于以上场合,可用性可以提高吗?答案当然是肯定的!




让我们从最基本的应用入手:

图片1.png

如上图,CPU+IO模块的集中式方案,CPU可以是1200或者1500,IO模块直接连接到CPU右侧。


这样简单的系统如何提高可用性呢?


01

从集中式控制系统到分布式控制系统


图片2.png


可以将CPU和IO集中在一起的方案转为分布式IO的方案,将故障的风险分散。这样即使一个IO站上的模块损坏,也不会影响到系统其他部分的功能运行。


对于这样的分布式网络架构,大家可能会有一个疑问:网络会不会存在失效的风险呢?


所以进一步的问题是:如何提高网络的可用性?


02

网络可用性——从单线到冗余网络


图片3.png


解决由于网线或者交换机导致的故障,可以采用环形网络或者双网,比如PROFINET采用的MRP介质冗余协议——即使有一处网络出现故障,仍可保证网络正常运行。


03

控制器可用性——从单CPU到冗余CPU


图片4.png


进一步来说,如果要提高控制器的可用性,可以采用CPU冗余的解决方案,比如使用1500R/H  CPU


04

信号可用性——从单通道到冗余IO


图片5.png


当控制器、网络都提高了可用性,外围的输出IO信号如果也希望冗余,则可以采用冗余的IO模块,实现IO信号的冗余。


总结


图片6.png


图片7.png

自动化系统涉及的组件比较多,包括电源、PLC、IO模块、网络组件等等,可以根据实际需求和情况,选择合适的方法来提高自动化系统的可靠性。


比如采用UPS电源——提高供电可用性;采用环网——提高网络可用性;采用完整的冗余系统——达到更高可用性。


*关于冗余PLC的产品信息,会在以后的专题内容中详细介绍。


作者:

于率浩,西门子S7-1500冗余系统和ET 200产品经理



标签:

推荐资讯

010-64738638