基于PROFINET的冗余解決方案

如果環(huán)路中斷，幀仍然可以通過(guò)另一個(gè)完好的路徑到達目標節點(diǎn)，對應用沒(méi)有任何影響。如果路徑丟失，因為副本無(wú)法到達，所以很容易被檢測到。 HSR將多播報文的可用網(wǎng)絡(luò )帶寬減半。HSR限制在第2層廣播域，需要一個(gè)硬件實(shí)現(ASIC 或者 FPGA)來(lái)滿(mǎn)足時(shí)間約束?；贗EEE 1588的時(shí)鐘同步可能需要每個(gè)節點(diǎn)(clock A和clock B)重新同步。

4. SCADA冗余

人機界面(HMI)軟件與PLC的數據交換采用OPC通信方式，OPC是以OLE/COM/DCOM機制作為應用程序的通訊標準。OPC規范了接口函數，不管現場(chǎng)設備以何種形式存在，客戶(hù)都以統一的方式去訪(fǎng)問(wèn)，從而保證軟件對客戶(hù)的透明性，使得用戶(hù)完全從低層的開(kāi)發(fā)中脫離出來(lái)。

菲尼克斯電氣的OPC服務(wù)器AX-OPC-Server用于分布式INTERBUS網(wǎng)絡(luò )或PROFINET網(wǎng)絡(luò )和應用程序之間的數據交換。采用 OPC技術(shù)，INTERBUS/PROFINET技術(shù)提供了自動(dòng)化標準數據接口，控制軟件與應用之間不需要專(zhuān)用的軟件實(shí)現連接。OPC服務(wù)器為PC應用程序(如SCADA/MES系統)的讀寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)提供控制系統的過(guò)程數據和中間變量。

增強版的AX-OPC-Server將支持冗余PLC，這意味著(zhù)應用程序的數據點(diǎn)以透明的方式呈現，而無(wú)需關(guān)注數據來(lái)自于哪臺PLC。因此，對于SCADA系統而言，不需要專(zhuān)用的冗余驅動(dòng)，不需要在客戶(hù)端進(jìn)行附加的配置。

在OPC Configurator中，只需配置Primary PLC的IP地址，OPC Server將自動(dòng)推算出Backup PLC的IP地址。OPC Server內部將使用兩個(gè)資源，每個(gè)資源將從其對應的PLC獲取所需的數據。OPC Server通過(guò)推算兩臺PLC的狀態(tài)信息，來(lái)識別哪臺PLC處于Primary狀態(tài)，該PLC的數據將提供給上位的SCADA軟件。寫(xiě)數據只對 Primary PLC有效，并通過(guò)數據同步的方式傳給Backup PLC。

為了取得快速的切換時(shí)間，兩個(gè)資源的數據都同時(shí)在OPC Server中進(jìn)行緩存。來(lái)自于Primary PLC的數據傳送給OPC Client，而來(lái)自Backup PLC的數據則被丟棄。當切換發(fā)生時(shí)，OPC Server根據PLC的狀態(tài)信息立即切換到備用資源，該備用資源也變?yōu)橹髻Y源。OPC Client無(wú)需再重新連接到OPC數據點(diǎn)，切換時(shí)間只是取決于所定義的數據更新時(shí)間和客戶(hù)端當前使用的數據量。

隨著(zhù)工業(yè)以太網(wǎng)的逐漸普及，基于工業(yè)以太網(wǎng)的冗余解決方案的需求將會(huì )越來(lái)越多。本文提出的冗余方案基于PROFINET通信網(wǎng)絡(luò )，可實(shí)現控制器冗余、I/O冗余、網(wǎng)絡(luò )冗余以及SCADA冗余等功能。與傳統的CPU冗余或者現場(chǎng)總線(xiàn)冗余系統相比，具有技術(shù)先進(jìn)、結構靈活、配置簡(jiǎn)單及功能完善等優(yōu)點(diǎn)。

隨著(zhù)IT技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化系統的進(jìn)一步集成應用，工業(yè)以太網(wǎng)和PROFINET技術(shù)的不斷發(fā)展，基于PROFINET的冗余解決方案還會(huì )有比較大的改進(jìn)和發(fā)展空間，并將得到廣泛的應用。