四种PLC双机热备的比较
双机热备有哪些模式？
双机热备有哪些模式？
双机热备特指基于高可用系统中的两台服务器的热备（或高可用），因两机高可用在国内使用较多，故得名双机热备。
组成双机热备的方案主要的三种方式分别为：基于分享存储（磁盘阵列）的方式，全冗余方式和复制方式。
共享存储方式主要通过磁盘阵列提供切换后，对数据完整性和连续性的保障。
用户数据一般会放在磁盘阵列上，当主机宕机后，备机继续从磁盘阵列上取得原有数据。
全冗余方式就是双机双存储，基于单台存储的传统双机热备方式，确实存在存储单点故障的情况，为实现存储冗余，存储高可用也已经越来越多的被用户接受。
复制方式主要利用数据的同步方式，保证主备服务器的数据一致性，基于数据复制的方式有多种方法，其性能和安全也不尽相同。
另外，要补充的是，双机高可用按工作中的切换方式分为：主-备方式（Active-Standby方式）和双主机方式（Active-Active方式），主-备方式即指的是一台服务器处于某种业务的激活状态（即Active状态），另一台服务器处于该业务的备用状态（即Standby状态)。
而双主机方式即指两种不同业务分别在两台服务器上互为主备状态（即Active-Standby和Standby-Active状态）。
高端PLC对比1
CS1D是欧姆龙高端PLC产品，完整独立的两套系统，且控制器包括网络部分的配置一致；以RI/O 通讯方式实现采集I/O 数据采集；依靠软件实现切换，或者依靠编程实现。
OMRON CS1D是单机架双机热备它与其它三个品牌相比可以直接对CPU机架进行扩展，增加模块的使用数量。
最多可扩展7个机架，最多可插入68个I/O模块，而且I/O全部支持带点插拔，支持状态预置。
还有它通信，无中继通信距离为500M。
欧姆龙CS1D系列施耐德QUANTUM系列AB1756系列西门子400系列西门子S7—400H也可以是用UR1或ＵＲ２机架数量为两个，ＵＲ２—Ｈ机架的Ｓ７—４００Ｈ虽然插在同一快机架上但机架在电气上是完全独立的。
西门子Ｓ７—４００Ｈ双机热备允许在ＣＰＵ机架上另一侧还可以安装Ｉ／Ｏ模块而且支持冗余，对Ｉ／Ｏ模块的配置和ＡＢ的要求一样。
西门子的ＥＴ２００Ｍ需要特殊有源底板才能支持带点插拔，一般模块使用背部总线连接，一拔就出事。
双机热备切换条件：欧姆龙：由于OMRON CS1D 是单机架热备系统，因此主从控制器的切换条件是：1、主控制器故障2、软件控制施耐德：当主机架的发生下列故障，控制权切换至从控制器：1、主机架掉电2、控制器故障3、主机架上RI/O 头模块被拔掉，安装或出错4、主机架上RI/O 头模块上的分接头或电缆折断或断开5、主控制发出切换命令6、手动设定切换AB：当主机架上的任一组件发生故障，控制权切换至从控制器：1、主机架掉电2、控制器产生主要故障3、主机架上任一模块被拔掉，安装或出错4、折断或断开ControlNet 分接头5、折断或断开以太网电缆6、主控制发出切换命令7、RsLinx 软件发出命令西门子：当主机架上发生下列故障，控制权切换至从控制器：1、主机架掉电2、主机架电源模块故障3、控制器故障4、主机架上同步子模块被拔掉或出错5、主机架上同步子模块的光纤被拔掉6、主机架上的PROFIBUS-DP 模块故障7、如果使用扩展机架，IM460 和IM461 模块故障或拔出8、软件发出切换命令双机热备切换条件：欧姆龙：由于OMRON CS1D 是单机架热备系统，因此主从控制器的切换条件是：1、主控制器故障2、软件控制施耐德：当主机架的发生下列故障，控制权切换至从控制器：1、主机架掉电2、控制器故障3、主机架上RI/O 头模块被拔掉，安装或出错4、主机架上RI/O 头模块上的分接头或电缆折断或断开5、主控制发出切换命令6、手动设定切换AB：当主机架上的任一组件发生故障，控制权切换至从控制器：1、主机架掉电2、控制器产生主要故障3、主机架上任一模块被拔掉，安装或出错4、折断或断开ControlNet 分接头5、折断或断开以太网电缆6、主控制发出切换命令7、RsLinx 软件发出命令西门子：当主机架上发生下列故障，控制权切换至从控制器：1、主机架掉电2、主机架电源模块故障3、控制器故障4、主机架上同步子模块被拔掉或出错5、主机架上同步子模块的光纤被拔掉6、主机架上的PROFIBUS-DP 模块故障7、如果使用扩展机架，IM460 和IM461 模块故障或拔出8、软件发出切换命令控制层网络比较：欧姆龙：采用CLK网络用于主站PLC与个分站PLC之间的通信，CLK采用N：N令牌总线或光纤环网应对网络故障能力强通信速率恒定在2Mb/s,最大节点数为62个，采用光纤通信时距离可达30千米。
PLC的冗余系统与热备用系统
在石油、化工、冶金等行业的某些系统中，要求控制装配有极高的靠得住性。
若是控制系统发生故障，将会造成停产、原料年夜量浪费或装备损坏，给企业造成极年夜的经济损失。
可是仅靠提高控制系统硬件的靠得住性来知足上述要求是远远不够的，由于PLC自己靠得住性的提高是有一定的限度。
使用冗余系统或热备用系统就能够比力有用地解决上述问题。
1．冗余控制系统
在冗余控制系统中，整个PLC控制系统（或系统中最重要的部门，如CPU
模块）由两套完全不异的系统组成。
两块CPU模块使用不异的用户法式并行工作，其中一块是主CPU，另外一块是备用CPU；主CPU工作，而备用CPU的输出是被制止的，当主CPU发生故障时，备用CPU自动投进运行。
这一切换进程是由冗余处置单元RPU控制的，切换时间在1~3个扫描周期，I/O系统的切换也是由RPU完成的。
2．热备用系统
在热备用系统中，两台CPU用通讯接口毗连在一起，均处于通电状态。
当系统泛起故障时，由主CPU通知备用CPU，使备用CPU投进运行。
这一切换进程一般不太快，但它的结构有比冗余系统简单
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双机热备产品比较
双机热备产品比较目前双机市场上的产品较多，也比较混乱，对用户来说选择一个比较好的产品十分必要，不但要考虑到产品的功能、还要考虑到产品的后续服务、厂家的支持能力等多方面问题。
下面对市场上的产品进行简单的分类：？Veritas的VCS、Microsoft的MSCS、Legato 的LAAM等产品属于高端产品，价格昂贵（一个双机基本上要多出5万投资），而且系统的维护、实施相当复杂，虽然有不少用户在使用，但真正能够的到厂商支持的，并不多，都处于自行维护状态。
总体上讲，性价比非常的差。
？而NCR的LifeKeeper、Legato 的Co-standby Server市场定位上属于第二集团，他们价格定位在2万左右，但由于是国外产品，同样存在技术支持的问题，而且，目前这两个产品盗版很多，用户常常会无端受害。
对于这样的产品，其定位还是偏高了，因为技术上，这两个产品并无太多可圈可点之处。
？而其他产品就是以Rose为主的台湾品牌，他们包括RoseHA、Dataware等，还有很多不知出处的产品，比如SuperHA、Pluswell、Goldenlife、LHA等，这里面就更加混乱，因为真正能够支持到位的产品很少，因为这些产品除了RoseHA以外，都是以硬件销售为主、或者是OEM的产品。
这些产品有的功能简单，没有开发团队，有的为了推销磁盘阵列而OEM一个，更有的纯粹盗版，用户的合法权利没法保障，其使用双机的目的就是为系统更加可靠，所以在选择产品要注意。
？LanderCluster是完全自主产权的国内产品，由上海联鼎软件技术有限公司研发，在该产品研发推广上，公司投入了超过800万人民币和大量人力，产品从低端到支持高端多节点、小型机平台环境。
是一个产品线非常完整的系列，曾经实现多个国内第一：第一个在SCO OpenServer5上实现银行中间业务系统整合（5节点集群）、第一个在企业ERP关键业务环境/纯光纤环境下实现UnixWare多节点集群、第一个集中管理环境下并支持中文环境的Windows集群。
各大品牌PLC主要性能参数比较
每个CPU有专门的数据同步模块完 成CPU之间的数据拷贝，但是数据 同步模块不冗余。同步速率依据不 同模块有100M和1G两种
每个CPU上有两个互为冗余的同步 模块，负责冗余CPU之间的数据同 步。
主备CPU之间的切换间由故障类型
最大延迟1个扫描周期（地铁一个 扫描周期一般设在30ms以内）
主备CPU之间的在一个扫描周期内 和网络刷新时间以及程序扫描时间
文本（ST）、功能块（FB）以及C 本(ST)，指令表(IL)，梯形图
能块、结构文本、顺序功能图等多 图，其它编程语言为可选件，还有
语言等编程方式。
(LD)，功能块图(FBD) 和顺序功能 种编程语言。
CFC、SFC等等。
图(SFC)。
否
是
是
是
100Mbps以太网。 EGD/MODBUS TCP 自有/开放协议
各大品牌PLC系统主要性能参数比较
目前,全国地铁行业BAS系统选用的PLC设备主要有GE、施耐德、罗克韦尔、西门子等四种主流品牌，因此，下表仅涉及对这四种品牌的性能和参数比较。
序号
项目
1 冗余PLC
1.1 支持硬冗余的PLC型号
1.2 PLC的数据同步机制
1.3 冗余PLC同步模块
1.4 冗余PLC切换时间指标
开放协议
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100Mbps以太网。 Modbus TCP/IP 开放协议
100Mbps以太网。 EthernetIP 开放协议
100Mbps以太网 ProfiNet 开放协议
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序号
项目
4 控制级网络（总线）
4.1 控制级网络形式
4.2 总线支持的拓扑结构
容错方案与双机热备方案比较
容错方案与双机热备方案比较一、引言容错方案和双机热备方案是常见的系统高可用性解决方案，它们都旨在提供系统的可靠性和可用性。
本文将对容错方案和双机热备方案进行比较，分析它们的优缺点，以及适用场景。
二、容错方案容错方案是通过在系统设计和实现中引入冗余来提高系统的可靠性。
容错方案主要包括硬件容错和软件容错。
1. 硬件容错硬件容错是通过在系统硬件层面引入冗余来实现的。
常见的硬件容错技术包括冗余电源、冗余网络、冗余存储和冗余处理器等。
当一个硬件组件发生故障时，系统可以自动切换到备用组件，保证系统的连续性和可用性。
2. 软件容错软件容错是通过在系统软件层面引入冗余来实现的。
常见的软件容错技术包括备份和恢复、数据镜像、数据冗余和错误检测与纠正等。
软件容错技术可以在系统发生故障时自动恢复系统的正常运行。
三、双机热备方案双机热备方案是一种常见的系统高可用性解决方案，通过在两台服务器上部署相同的系统和应用，实现系统的冗余和自动切换。
双机热备方案主要包括主备模式和双活模式。
1. 主备模式主备模式是双机热备方案中最常见的一种模式。
在主备模式下，一台服务器作为主服务器，负责处理用户的请求和数据的处理。
另一台服务器作为备份服务器，实时复制主服务器上的数据，并在主服务器发生故障时自动接管服务。
主备模式可以提供快速的故障切换和数据恢复能力，但在正常运行时备份服务器处于空闲状态。
2. 双活模式双活模式是双机热备方案中的另一种模式。
在双活模式下，两台服务器都处于活动状态，都可以处理用户的请求和数据的处理。
双活模式可以提供更高的系统容量和负载均衡能力，但需要解决数据一致性和冲突问题。
四、比较分析容错方案和双机热备方案都可以提高系统的可靠性和可用性，但在不同的场景下有不同的适用性。
1. 适用场景容错方案适用于对系统连续性要求较高的场景，如金融交易系统、电信系统等。
容错方案可以通过硬件和软件的冗余来保证系统的连续性和可用性，但成本较高。
双机热备_双机互备_双机双工_区别说明
双机热备=主机+备机简单理解：主要应用运行于主机，备机即备用机器双机互备=主机（备机）+备机（主机）简单理解：部分应用运行于主机，部分应用运行于备机双机双工=主机+主机简单理解：两台机器同时运行应用第一种，备机不工作，主机出现故障时备机接管主机的所有工作第二、三种，主机备机同时工作，两台服务器可以跑不同的应用，例如主机跑ORACLE，备机跑IIS，任意一台服务器故障时，所有服务会自动切换到正常的服务器上第一种，备机不运行应用，处于等待状态第二种，备机运行与主机不同的应用，应用互为备份第三重，备机运行与主机相同的应用第一种：两台server安装相同的系统、应用软件，通过一个虚拟的名称对外提供服务，但是一个时刻只有一台是活动的，另一台处于休眠状态。
故障发生时通过双机软件的侦测和切换功能，备份server接管工作。
第二种：两台server安装相同的系统、应用软件，例如server1跑ORACLE、server2做MAIL。
但是每个server同时只有一个服务是运行的，当server1出故障后，server2接管server1的ORACLE服务。
第三中：应该是负载均衡吧。
1、双机热备即是目前通常所说的active/standby 方式，服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写，保证数据的即时同步，当active服务器出现故障的时候，通过软件诊测或手工方式将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。
典型应用在证券资金服务器或行情服务器。
cluster其中一种形式。
2、双机互备，两个相对独立的应用在两台机器同时运行，但彼此均设为备机，当某一台服务器出现故障时，另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来，从而保证了应用的持续性，但对服务器的性能要求比较高。
配置相对要好。
3、双机双工，即目前的cluster的一种形式，两台或多台服务器均为活动，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份。
双机热备产品对比
施耐德：
施耐德Quantum，双机架完全独立，每个机架上的CPU、电源、通讯、 热备等模块均可以热插拔。 I/O跟CPU不能放在同一个机架上，除非你 不作热备，做单机可以放在一个机架上。 I/O模块完全支持热插拔。
Schneider Quantum系列RIO主站与I/O从站之间是施耐德专用 的S908 总线网络.速率 1.5Mbps.最多可以连接31个从站.使用75 欧同轴电缆布线.电缆一般采用RG-6,如果从站距离主站太远,可 以考虑使用RG-11或半刚性电缆.因为其使用了专用协议,所以别 家的模块是不可能用在施耐德的RIO从站机架上去的.
AB：
AB的双机热备产品有SLC500,CONTROLOGIX两种系列都是硬 件冗余，功能强、速度快. AB所谓的双机热备也只能做到机架与电源冗余，无法做到CPU 双机热备。所谓的机架冗余就实现了CPU冗余，入使用冗余的 通讯模块 则实现了I/O网络冗余，电源冗余需另外配置，作为 系统的补充，提高可靠性。AB ControlLogix系列.使用开放的 ContrilNet网络总线来连接主站和从站.速率为5M.连接介质电缆 和施耐德相同.RG-6.可以互换哦主站和从站之间走专用的RIO 网络
GE： 双机热背系统的速度,大家何以查看GE FANUC的PACS系统,应当 说是目前速度最快的. CPU采用PIII/700MHZ,同步模块之间的传 输速度为170MHZ. CPU、电源、机架、总线均为热备冗余，切换时间为毫秒级， 完全无扰动切换，2.1G冗余同步总线速率，每个周期同步两次 硬件热备，同步扫描。功能强大，甚至可实现三种热备或三机 表决系统。
ห้องสมุดไป่ตู้
各类产品的优略点
西门子：
S7－400H和400FH，热备的两部分是完全独立。意思是说，可 以分成2个机架，也可以放在一个机架上，但那个机架在电气 回路上是完全独立的，就如同2个机架。 可以对任何一个机架的任何模块热插拔。PROFIBUS总线， CPU、电源、机架、总线均为热备冗余，切换时间为毫秒级
四个主流品牌PLC冗余方案介绍.
四种常见品牌冗余PLC方案介绍下面介绍四种经常使用的PLC冗余方案：西门子S7-300(400)软冗余与S7-400H硬冗余、施耐德Quantum硬冗余、罗克韦尔的ControlLogix硬冗余和SLC500软冗余（目前快要停产）、ABB 的AC800M硬冗余方案。
1 西门子冗余方案1.1 西门子S7-300/400软冗余方案：软冗余方案是实现冗余功能的一种低成本解决方案，可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。
其软件、硬件包括：1套STEP7编程软件（V5.4）加软冗余软件包(V1.2)；2套PLC控制器及I/O模块，可以是S7-300或S7-400系统；3条通讯链路，主系统与从站通讯链路（PROFIBUS 1）、备用系统与从站通讯链路（PROFIBUS 2）、主系统与备用系统的数据同步通讯链路（MPI 或PROFIBUS 或Ethernet）；若干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块；除此之外，还需要一些相关的附件，用于编程和上位机监控的PC-Adapter（连接在计算机串口）或CP5611（插在主板上的PCI槽上）或CP5511（插在笔记本的PCMIA槽里）、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等就可以组成一套完整的软冗余系统。
在软冗余系统进行工作时，A、B控制系统（处理器，通讯、I/O）独立运行，由主系统的PLC掌握对ET200从站中的I/O控制权。
A、B 系统中的PLC程序由非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成，主系统PLC执行全部的用户程序，备用系统PLC只执行非冗余用户程序段，而跳过冗余用户程序段。
A路与B路CPU的程序需在OB1或OB35里调用FB 101 ‘SWR_ZYK’功能块，FB101块中封装了冗余功能的程序段，实现冗余功能。
调用FB101时，你可以在线地读出RETURN_V AL参数的数值,如果为0，说明冗余链接正常。
PLC双机热备冗余控制
Up to 512 KB
=
非传输区
数据交换 – 状态数据 (128 KB) – 非定位变量(up to 512 KB) – 强制位 数据传递与程序执行同时进行
传输时间大大减少（相比于 QUANTUM CONCEPT双机热备) 无需特殊配置
Unlocated variables
Up to 512 KB
部门 – 姓名 – 日期
5
QUANTUM CONCEPT 双机热备
QUANTUM CONCEPT 双机热备基本特点
Concept 编程软件 若用984LL编程也可用Proworx编程软 件 双机热备控制器 全部Concept下的CPU模块都可以 作双机热备控制器 专用的CHS热备模块 光纤 10 Mbits/sec
16
QUANTUM UNITY 双机热备
Unity 双机热备的基本特点 UNITY PRO 编程软件
IEC 61131-3
双机热备控制器
140 CPU 671 60
集成光纤通讯口
Fiber Optic
基于以太网技术 100 Mbits/sec
无需专用模块
无需专用软件 主备机配置相同
primaryfailure命令字操作quantumunity双机热备quantumunity双机热备事件的跟踪部门日期26quantumconcept双机热备quantumunity双机热备quantum双机热备系统结构quantum双机热备应用常见问题部门日期27quantum双机热备系统结构s908remote过程处理基础工业poweroilgasrefiningchemicaltunnelairportwatermetal高可靠性的应用10bitssethernet双机热备的应用部门日期28双cpu结构冗余电源最多31个远程站quantum双机热备系统结构过程处理标准的s908结构部门日期29bitssethernet切换时保持原来的状态quantum双机热备系统结构基础工业以太网结构在v25固件版本及unityprov31中可以选择是否带远程io站部门日期30bitssethernet切换时保抚持输出quantum双机热备系统结构混合结构部门日期31100bitssethernetip切换嵌入式web服备quantum双机热备系统结构与scada通讯部门日期32quantum双机热备系统结构与scada通讯100网段1网段2双以太网结构部门日期33quantumconcept双机热备quantumunity双机热备quantum双机热备系统结构quantum双机热备应用常见问题部门日期34quantum双机热备应用常见问题电源开关设计错误220vac220vac主备机应设计成用不同的电源开关因为备机恢复时根据的不同的切换原因需要重新上电
PLC常用双机热备系统介绍与比较
PLC 常用双机热备系统介绍与比较（由txt文件修改）对热备系统的简单分类（基于热备切换方式的分法）：一•硬件级双机热备产品：A •单机架双机热备：同一块机架上插双电源，双CPU,有1套热备单元（欧姆龙为1个而三菱为2个），一般还可以插双通讯模块（如双以太网单元），CPU的数据交换通过机架底板电路，一般不是RIO式的分布式结构，切换速度快，一般在50ms以下。
1. OmronCVMID 和CS1D2. MitsubishiQ4ARSiemens使用UR2机架的S7-400H不是此类，该产品虽然插在同一块机架上，但该机架在电气上完全独立的，即把2个机架作成一体式。
B .双机架硬件级热备产品：主、从两个机架，两套完整独立的系统，两套机架上的热备单元一般通过光纤通讯，切换速度飞快。
施耐德Quantum切换速度在48ms以下。
西门子的S7-400H不太清楚，请咨询技术支持。
GES90-70的切换速度看资料，在25-50ms。
1. SchneiderQuantum2. SiemensS7-400H3. GES90-704. ABControlLogix5000二.总线级双机热备产品：我不知道把此类划到硬件级热备好还是软件级热备好，还是另外拉出来单独说吧。
基于总线级的通讯传输速率，总线通讯单元兼有热备切换功能。
当主CPU故障时，从CPU接管I/O的控制，夺取I/O总线的控制权。
切换速度其实还可以，在150-300ms内。
典型代表：1. ABSLC500，由1747-BSN 实现RIO 结构的热备。
2. Mitsubishi 小Q，由CC-Link单元实现RIO结构的热备。
其实三菱的大Q和A也可以，但三菱技术支持建议用小Q。
.软件级双机热备产品:这是喊叫的的最热闹的阵营，大家经常打口水仗。
完整独立的两套系统，RIO 结构，依靠软件实现切换，这种结构的切换速度跟程序量、I/O 点数、总线传输速率都有关，切换速度最容易受外界影响而差异较大。
四种PLC双机热备的比较
四种PLC双机热备的比较更正：下图中所有的“ENTERNET”应改为“Ethernet”。
一．施耐德PLC双机热备，网络冗余1.基于 Concept 编程的 Modicon Quantum PLC 双机热备其中：CPU：140 CPU x13 0x140 CPU 424 02140 CPU 424 12140 CPU 534 14热备模块：140 CHS 110 00140 CHS 210 00主RIO：140 CRP 931 00或140 CRP 932 00（网络冗余）从RIO：140 CRA 931 00或140 CRA 932 00（网络冗余）以太网模块：140 NOE 771 x1MODBUS模块：140 NOM 2xx 00电源：8－14A背板：没有特殊要求需要光纤两根需要的软件：ConceptCHS所需要的软件优点：通过同步CPU实现无冲击切换，光纤通讯实现了系统间的数据快速传送，手动开关允许手动切换控制系统，实现了CPU，网络和I/O冗余。
缺点：两边都需要2个冗余通讯模块，需要使用两根跟踪电缆建立数据传送，无双工特点，每个CPU 必须分别编程，麻烦的CHS模块的设置，需要使用独立的软件，没有冗余的电源，系统间数据传送的复杂的状态RAM概念。
2.基于 Unity 编程的 Modicon Quantum PLC 双机热备其中：CPU：140 CPU 671 60主RIO：140 CRP 931 00或140 CRP 932 00（网络冗余）从RIO：140 CRA 931 00或140 CRA 932 00（网络冗余）以太网模块：140 NOE 771 x1MODBUS模块：140 NOM 2xx 00电源：8－14A背板：没有特殊要求需要光纤一根：490NOR0003/490NOR0005/490NOR0015需要的软件：Unity说明：在这套系统中，对Ethernet的设置是只设置主站中的以太网模块的的IP地址，从站的IP地址会在主站IP的基础上自动加一，当主站出现故障的时候，从站自动切换成为主站，它的IP会自动减一。
基于PLC的双机热备系统
Ａ ｕ ｌｒ ｄ ｎ ａ ｃ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ＰＬＣ ｄ ａ — ｅ ｕ ｄ ｎ ｙ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ
ｂ ｓｄｏ ｒｇ ｍｍ ｂｅｌ ｉ ｃｎｒ ｌ （ Ｌ ａｅ ｎｐｏｒ ａｌ ｏ ｃ ｏｔ ｌ ｒ Ｐ Ｃ）ｗ ｓ ｅｉ ｅ．Ｗｉ ｆｒｎｅｔ ｔｅ ｅｒ ｅｔ ｅｈｎｓ ｏ ｃｐ ， ｈ ｈｗ ｓｕｅ ｏ ｐ ｔ ａ ｇ ｏｅ ａ ｓ ｎｄ ｄ ｇ ｔ ｒ ｅｅｃ ａｔ ａ ｍ ｃａ ｉ ｃｎｅ ｔ ｗ ｉ ａ ｓｄｉ ｃｍ ｕ— ｈｅ ｏｈ ｈ ｂ ｍ ｃ ｎ
第２ ８卷第６ 期
２１ ０ １年 ６月 来自机 电 工
程
Ｖ １２ ｏ６ ０ ８Ｎ ． ．
Ｊ ｎ ０１ ｕ ．２ １
Ｊｕｎ ｌｏ ｃ ａ ｉａ ＆ Ｅ ｅｔ ｃ ｇｎ ｅｉｇ ｏ ｒａ ｆＭｅ ｈ ｎｃ ｌ ｌｃｒ ａ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｉｌ
基 于 Ｐ Ｃ 的 双 机 热 备 系 统 Ｌ
Ｋｅ ｏｄ ： ｕｌ ｅｕ ｄ ｃ ； ｒｇａ ｍ ｌ ｌｇ ｏｔ ｌ ｒ Ｐ Ｃ） ｈａｔｅｔ ｅｈｎｓ ｙｗ ｒ ｓ ｄ ａ— ｄｎ ａ ｙ ｐｏ ｍ ａ ｅ ｏｉ ｃｎｒ ｌ （ Ｌ ； ｅｒ ａ ｍ ｃ ａｉ ｒ ｎ ｒ ｂ ｃ ｏｅ ｂ ｍ
０ 引 言
现代工 业 控制 中 ， 自动化 设备 的应 用越 来越 广 泛 ， 极 大 提高 了系 统 的安 全 性 和 可靠 性 ， 在 一 些 特 定 的 但 场合 ， 一旦 控 制设备 发 生故 障 ， 系统停 机会 造成 严重 后 果 ＿ ， 一些公 司开 发 了具 有双 机 热备 份 功 能 的系 ｌ 因此
PLC双机热备冗余控制
1
施耐德电气QUANTUM双机热备 QUANTUM CONCEPT 双机热备 QUANTUM UNITY 双机热备 QUANTUM 双机热备系统结构 QUANTUM双机热备应用常见问题
部门 – 姓名 – 日期
2
施耐德电气QUANTUM双机热备
Quantum Unity
部门 – 姓名 – 日期
7
QUANTUM CONCEPT 双机热备
QUANTUM CONCEPT 双机热备CHS模块
140 CHS 110 00 Ready 指示灯
Com Err Com Act Primary Standby
HOT STANDBY
•带钥匙开关用于安全的操作
在线，离线，主备机程序传输
主备机要求相同的配置 模块型号，固件版本，模块排列
部门 – 姓名 – 日期
6
QUANTUM CONCEPT 双机热备
QUANTUM CONCEPT 双机热备基本结构
Primary
P/S PLC RIO CHS P/S
Standby
PLC RIO CHS
Fiber Optic Link
Splitter Cable to the RIO Network
1983
部门 – 姓名 – 日期
1986
1989
1996
1998
2004
3
施耐德电气QUANTUM双机热备 QUANTUM CONCEPT 双机热备 QUANTUM UNITY 双机热备 QUANTUM 双机热备系统结构 QUANTUM双机热备应用常见问题
部门 – 姓名 – 日期
若 CHS 110 to CHS 110 传输时间小于程序执行时间
空OB块为什么需要下载？PLC暖冷热启动方式有什么区别？如何应用
空OB块为什么需要下载？PLC暖冷热启动方式有什么区别？如何应用对西门子PLC有一定了解的朋友都知道，西门子S7-300/400系列PLC有多种启动方式，其中包括冷启动，软启动和热启动，那么它们之间到底有什么区别？又是如何应用呢？今天带大家了解一下；我们先看一下官方的解释：1 冷启动冷启动是断电后重新上电的一种启动;2 暖启动暖启动是在PLC上电后CPU的拨动开关由STOP位置拨到RUN的位置的一种启动;3 热启动热启动是由PG/PC强制CPU从RUN进入STOP后再强制回到RUN的一种启动.其实，这三种启动方式就是西门子对启动方式的三种定义。
那么对于用户来说怎样理解呢？首先；一只有暖启动是西门子PLC的标配，几乎所有的西门子PLC都有暖启动，大多数的S7-300系列只有暖启动，极少数的S7-300PLC带有冷启动（例如，S7-318），一部分S7-400系列PLC带有三种启动方式，其中H系列不带热启动。
二三者同是启动方式，针对的情况不同。
冷启动一般用于大型故障时，比如说运行期间系统紧急断电，当前数据丢失，程序处理以初始值再次启动。
这种启动方式是为了保证其安全和稳定性。
冷启动时，所有过程映像和标志存储器、定时器和计数器被清除(甚至保持的!)，而且数据块的当前值被装载存储器的当前值(既原来下装到CPU的数据块)覆盖。
然后循环程序OB1开始执行。
执行该功能时首先调用组织块OB102一次。
冷启动本质就是启动时将程序和数据完全恢复。
暖启动用于一般场合，程序处理重新启动，数据继续保持。
这是一种完全再启动的启动类型，启动时过程映像和不保持的标志存储器、定时器及计数器被清除，保持的标志存储器、定时器和计数器以及数据块的当前值保持。
在执行软启动时首先启动组织块OB100。
用户如果没有更改过启动类型，系统默认设为暖启动。
暖启动本质就是启动时只将程序恢复，大多数数据会保存热启动是指一旦供电恢复，程序从断电时的值开始继续工作。
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四种PLC双机热备的比较
更正：下图中所有的“ENTERNET”应改为“Ethernet”。
一．施耐德PLC双机热备，网络冗余
1.基于 Concept 编程的 Modicon Quantum PLC 双机热备
其中：
CPU：140 CPU x13 0x
140 CPU 424 02
140 CPU 424 12
140 CPU 534 14
热备模块：140 CHS 110 00
140 CHS 210 00
主RIO：140 CRP 931 00或140 CRP 932 00（网络冗余）
从RIO：140 CRA 931 00或140 CRA 932 00（网络冗余）
以太网模块：140 NOE 771 x1
MODBUS模块：140 NOM 2xx 00
电源：8－14A
背板：没有特殊要求
需要光纤两根
需要的软件：Concept
CHS所需要的软件
优点：通过同步CPU实现无冲击切换，光纤通讯实现了系统间的数据快速传送，手动开关允许手动切换控制系统，实现了CPU，网络和I/O冗余。
缺点：两边都需要2个冗余通讯模块，需要使用两根跟踪电缆建立数据传送，无双工特点，每个CPU 必须分别编程，麻烦的CHS模块的设置，需要使用独立的软件，没有冗余的电源，系统间数据传送的复杂的状态RAM概念。
2.基于 Unity 编程的 Modicon Quantum PLC 双机热备
其中：
CPU：140 CPU 671 60
主RIO：140 CRP 931 00或140 CRP 932 00（网络冗余）
从RIO：140 CRA 931 00或140 CRA 932 00（网络冗余）
以太网模块：140 NOE 771 x1
MODBUS模块：140 NOM 2xx 00
电源：8－14A
背板：没有特殊要求
需要光纤一根：490NOR0003/490NOR0005/490NOR0015
需要的软件：Unity
说明：
在这套系统中，对Ethernet的设置是只设置主站中的以太网模块的的IP地址，从站的IP地址会在主站IP的基础上自动加一，当主站出现故障的时候，从站自动切换成为主站，它的IP会自动减一。
例如：主站的IP是192.168.0.10，那么当系统正常之后从站的IP会是192.168.0.11。
当主站出现故障，从站取代主站，IP为192.168.0.10。
所以在设主站IP的时候不要把IP设到最后面。
所以上位机和它相连的时候，只需要连接主站的IP。
二．AB（ROCKWELL）双机热备
其中：
机架：1756-A4，-A7，-A10，A13，-A17
供电电源：1756-PA75，-PB75
CPU：1756-L55M13，14，16，22，23，24等
冗余模块：1757-SRM
C网模块：1756-CNB/D,1756-CNBR/D
以太网模块：1756-ENBT
光纤：1757-SRC1，3，10，50，100
需要的软件：RSLogix 5000
RSlink
RSNetWork for ControlNet
说明：
热备的两个机架中的模块必须一一对应，模块的位置，模块的数量。
热备模块SRM必须位于最末端。
在这套系统中，对Ethernet的设置是只设置主站中的以太网模块的的IP地址，从站的IP地址会在主站IP的基础上自动加一，当主站出现故障的时候，从站自动切换成为主站，它的IP会自动减一。
例如：主站的IP是192.168.0.10，那么当系统正常之后从站的IP会是192.168.0.11。
当主站出现故障，从站取代主站，IP为192.168.0.10。
所以在设主站IP的时候不要把IP设到最后面。
所以上位机和它相连的时候，只需要连接主站的IP。
优点：系统间的数据存储器智的同步性，两边各需要一个系统冗余模块，基于控制网络系统的标签。
缺点：和基板分开的冗余电源需要另外接线（只有一根电源线），是潜在的故障点，扫描时间的不断增长，是普通扫描时间30倍。
系统冗余模块占额外的2个I/O插槽。
为了使系统步调一致需要复杂的是数据管理过程，需要独立软件来设置系统管理模块。
待机控制器需要的标签是普通控制器两倍（交叉装载），整个程序的设计复杂耗时。
其中：
机架：UR2－H（6ES7 400-2JA00-0AA0）
电源：PS405 10A（6ES7 405-2JA00-0AA0）
PS407 10A（6ES7 407-0KR00-0AA0）
CPU: CPU414-4H(6ES7 414-4HJ04-0AB0)
CPU417-4H(6ES7 417-4HL04-0AB0)
同步模块：6ES7-960-1AA04-0XA0
光缆：6ES7-960-1AA04-5AA0
ET 200M: 6ES7-153-2BA00-0XB0
冗余导轨套件：6ES7195-1GF30-0XA0
ET 200M底座：6ES7195-7HC00-0XA0
需要的软件：STEP7 V5.3以上
SOFTNET V6.3以上
说明：
必须S7-400H 的CPU 中装入OB70、OB72、OB80、OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、OB121和OB 122。
如果没有装载这些OB，H系统在出现错误时可能会进入STOP 状态，这些OB块另一个功能可以对事件信息进行诊断.
在以太网的设置中没有以太网模块都可以单独设置一个自己的IP，如果上位机需要和他连接的话需要一个一个CP-1613的以太网卡才能实现上位机和冗余系统的连接。
优点：数据跟踪大小无限制，双环系统同步光纤实现了传送速度块和较长站和站的距离，使用已经完善的Profibus DP实现网络冗余，大量的标准部件可使用。
缺点：系统两侧需要两个冗余通讯接口，由于过多的跟踪数据和同步程序执行的结构，切换时间可
能不符合对时限要求严格的场合。
其中：
底板：CS1D-BC052
CPU：CS1D-CPU65H （60K步）
或CS1D-CPU67H （250K步）
管理单元：CS1D-DPL01
电源：CS1D-BI092
其他模块：CS1W模块皆可
需要软件：CX－Program
说明：
在作冗余网络的时候，它的每一个从站都需要一个管理单元。
管理单元必安装在冗余模块之间。
优点：由于安装在一个基板上而使安装容易化，手动按钮实现了手动切换控制系统，通过同步CPU 实现无冲击的切换。
缺点：整个系统安装在一个基板上，因此缺乏了安装的灵活性。
高成本的冗余方案，大量无统一标准部件的使用：如基板、电源等，扫描时间的递增，达到520ms，有限的外部I/O点数，5K
点，独立的内置板需要了解过程控制指令，不是标准指令。
五．四种PLC之间的特点比较
1. 施耐德Quantum140 PLC
双机架完全独立，每个机架上的CPU、电源、通讯、热备等模块均可以热插拔。
I/O跟CPU 不能放在同一个机架上，除非你不作热备，做单机可以放在一个机架上。
I/O模块完全支持热插拔。
还支持I/O模块的状态记忆，更换模块后可立即将模块的映像区数据复制到模块上去。
就是说，你拔模块前是什么状态，那一位开，那一位关，更换模块后，状态马上回复为插拔前的状态，不会全复位的。
2. 西门子400H PLC
热备的两部分是完全独立。
意思是说，可以分成2个机架，也可以放在一个机架上，但那个机架在电气回路上是完全独立的，就如同2个机架。
可以对任何一个机架的任何模块热插拔。
I/O模块（ET200系列）也是支持热插拔的
3. AB ControlLogix5000 PLC
双机架完全独立，每个机架上的CPU、通讯、热备等模块均可以热插拔。
I/O跟CPU不能放在同一个机架上。
电源冗余需要另外设置硬件和软件。
主站和从站上的模块的位置必须要一一对应，不能有任何的不同。
在作冗余网络的时候只能做ControlNet。
4. OMRON CSID-H PLC
单机架实现热备的，CPU及电源双备。
也可以实现通讯网络的冗余。
I/O模块可以插在CPU 机架上去，但我还是建议您最好把所有的I/O模块放到另外的扩展机架上去，不要插在CPU机架上。
可以热插拔CPU机架的CPU模块和电源模块，若网络通讯模块是冗余的，也可以热插拔，其他模块，尤其是热备模块（双机单元）最好不要动。
5. PLC的CPU热备的比较表：。