controllogix冗余热备
冗余配置例子
1 引言Controllogix是Rockwell公司在1998年推出AB系列的模块化PLC，代表了当前PLC发展的最高水平，是目前世界上最具有竞争力的控制系统之一，Control- logix将顺序控制、过程控制、传动控制及运动控制、通讯、I/O技术集成在一个平台上，可以为各种工业应用提供强有力的支持，适用于各种场合，最大的特点是可以使用网络将其相互连接，各个控制站之间能够按照客户的要求进行信息的交换。
Controllogix可以提供完善的控制器的冗余功能，采用热备的方式构建控制器，两个控制器框架采用完全相同的配置，它们之间使用同步电缆连接，不仅控制器可以采用热备，通讯网络也可以采用相似的方式进行热备，除以上的部分可以热备外，控制器的电源也可以进行热备，这样大大提高了控制器的运行的可靠性。
2 系统介绍在某焦化厂干熄焦汽轮机发电项目的DCS控制系统中，采用了冗余的Controllogix，系统结构如图1所示。
上位机通过交换机与PLC处理器通讯，远程框架通过冗余的ControlNet连接到控制器框架，同时，远程框架采用了冗余电源配置。
整套系统具有很高的可靠性，满足了汽轮机发电系统对于PLC控制部分需要长期无故障运行的要求。
上位机采用Rsview32软件，用以监控现场设备的运行。
图1 系统结构图本地框架由L1和L2 框架构成，运行时L1和L2互为热备，构成了冗余，L1和L2框架各个槽位的所配置的模块如表1所示。
R1，R2和R3是远程框架，所有的点号都连接到远程框架的模块，远程框架的供电使用了AB的冗余电源(1756-PAR2)。
收藏引用muzi_woody1楼2007-9-21 7:41:00表1 L1和L2框架各个槽位的所配置的模块设置主从控制器框架的1756-CNBR/D的节点地址时应注意，他们的地址拨码应该相同，应该是系统中挂接在冗余ControlNET网上所有节点的最高地址，在本系统里面都设置为4，远程站的节点地址分别为1，2，3。
冗余控制原理
冗余控制原理本文以ControlLogix为例，介绍了可编程控制器冗余系统的冗余原理，对影响冗余性能的关键问题进行了分析，通过减少扫描周期和切换时间来对其冗余性能进行优化，为类似冗余系统的性能优化提供的参考方法。
随着制造业竞争的加剧，制造商更加追求生产设备的可靠性，尤其是那些控制关键性生产工序的设备，往往需要采用冗余配置。
目前，多数的基于可编程控制器的冗余系统采用了两套CPU处理器模块，一个处理器模块作为主处理器，另外一个作为从处理器。
正常情况下，由主处理器执行程序，控制I/O 设备，从处理器不断监测主处理器状态。
如果主处理器出现故障，从处理器立即接管对I/O的控制，继续执行程序，从而实现对系统的冗余控制。
很多厂商都能够提供可编程控制器冗余系统解决方案，用户在使用过程中往往对其冗余原理理解不深，造成系统冗余性能下降。
本文以罗克韦尔自动化Allen Bradley 品牌ControlLogix控制器为例，介绍其冗余系统的构建和性能优化问题。
2 冗余系统构建ControlLogix系统采用了基于“生产者/消费者”的通讯模式，为用户提供了高性能、高可靠性、配置灵活的分布式控制解决方案。
ControlLogix系统实现了离散、过程、运动三种不同控制类型的集成，能够支持以太网、ControlNet控制网和DeviceNet设备网，并可实现信息在三层网络之间的无缝传递。
因而，ControlLogix被广泛地应用于各种控制系统。
【1】构建ControlLogix 冗余系统的核心部件是处理器和1757-SRM冗余模块。
目前，有1756-L55系列处理器模块支持冗余功能，其内存容量从750KB到7.5MB不等。
1757-SRM冗余模块是实现冗余功能的关键。
如图1所示，在冗余系统中，处理器模块和1757-SRM冗余模块处于同一机架内。
为了避免受到外界电磁干扰，提高数据传输速度，两个机架的1757-SRM模块通过光纤交换同步数据。
罗克韦尔实习报告
罗克韦尔实习报告罗克韦尔⾃动化公司罗克韦尔⾃动化是⼀家⼯业⾃动化跨国公司，为制造业提供⼀流的动⼒、控制和信息技术解决⽅案。
⼜名AB公司。
罗克韦尔⾃动化公司整合了⼯业⾃动化领域的知名品牌，致⼒于打造全⽅位⾃动化解决⽅案，帮助客户提⾼⽣产⼒。
这些品牌包括艾伦–布拉德利Allen-Bradley®的控制产品和⼯程服务、道奇品牌Dodge®的机械动⼒传输产品、瑞恩电⽓Reliance Electric?制造的电机和驱动产品以及罗克韦尔软件Rockwell Software®⽣产的⼯控软件。
我们还是客户关系管理技术和应⽤系统的领先供应商，可以帮助企业更有效地进⾏客户关系管理。
全球技术和客户服务是罗克韦尔⾃动化公司的重要组成部分。
我们在全球80个国家拥有近5,600家分销商、系统集成商和代理。
与可靠的本地公司在分销、软件和产品等领域的合作⼤⼤增强了我们的全球实⼒。
知名的品牌和战略性合作增强了我们在世界范围内提供优质可靠的⼯业⽅案的能⼒。
罗克韦尔⾃动化公司从资⾦上和战略上注重帮助制造企业克服⽇益激烈的竞争压⼒，降低成本，保护资源，提⾼⽣产⼒，缩短产品和服务进⼊市场的周期。
⽐如，我们新成⽴的全球⼯业解决⽅案部将成为罗克韦尔⾃动化发展战略的核⼼。
罗克韦尔⾃动化公司旗下有两个业务部门：控制系统部、动⼒系统部。
公司还拥有罗克韦尔科技公司50%的股份。
罗克韦尔⾃动化实训实验室实验室简介Rockwell Automation Northeastern University Qinhuangdao HOTT Lab 罗克韦尔⾃动化实训实验室由罗克韦尔⾃动化、东北⼤学和东北⼤学秦皇岛分校三⽅合作，经半年的协商、考察后，2004年10⽉于东北⼤学秦皇岛分校成⽴。
该实验室是继浙江⼤学实训实验室后，罗克韦尔⾃动化在中国投资的第⼆个动⼿操作技术实验室，主要为华北、东北地区的培训服务。
罗克韦尔⾃动化为该实验室提供最先进的⾃动化设备，并对其不断更新；东北⼤学秦皇岛分校除提供场地和配套设施外，还为培训、教学提供师资⼒量。
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。
监控组态软件的热备与冗余
在网络冗余Ｓｆ 务器冗余都存在 ｎ￣ Ｊ ． 的情况下 ，优先使用服务器冗余 ，即 当某一个网段主站出现故障后 ，首先 切换到该网段从站 如果该网段从站 也故障 ，再启用冗余网络主站通信。
３ 监控层客户端冗余 ．
力控监控组态软件可组成一个分布
式网络结构 不同节点的力控软件可互 相通信 可互为服务器和客户端 ，客户 支持冗余的软件要保证实时数据在
复到正 常状 况 。
图 ５ 立 甩镪 一
行检测来保证数据备份 热备服务器周期性向工作服 务器发送数据同步请求 ， 工作服 务器响应该请求 实现两个服务
维普资讯
符态软件的 热备与冗余 黼
一
关键词： 双机冗余 网络 服务器
客户端 力控软件
田晓亮先生 北京三维 力控科技有限公司
副 总经理。
概述
在流程行业 ， 很多工艺装置对
机监控软件和此类系统通信时 ，要考虑 到当主从控制器发生切换时 ，监控软件 通信要同步切换 来保证从正确的 ＩＯ ／ 设备获取数据。
整个系统 的控制站、监控服务器、客户
５ ２
Ａ ｏ １ １Ｏ ｏ ． Ｖ ． Ｎ ３ ３ － ２Ｏ Ｏ ６
＿
备
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设备层 图 ２ 设备 Ｒ余控 翻
囤 ３ 鼹务 器 冗余
维普资讯
监控组态软件的热备与冗余
站和控 制站 通信 ，从站不和 控制站通 信 从站的数据通过主站进行备份和同 步 ，如果主站出现故障 ，从站接管主站
控制网络冗余是力控软件与控制站 通过两条物理链路进行网络连接 ，控制 网络的任意节点均安装两块网卡 ，可设
置在两个网段内 ， 网络分 为主网络和从
在服务器冗余 ，也可既有网络冗余又有 服务器冗余 力控软件提供 ３ 种冗余配
ControlLogiX冗余系统在凯达选煤厂中的应用
李永坤
（ 北京华字工程有限公 司 。河南 平顶 山 ４ ６ ７ ０ ９ ９）
统便 自动将程序复制到另一个 Ｃ Ｐ Ｕ中。 当主 Ｃ Ｐ Ｕ发生故障时 ，备用 Ｃ Ｐ Ｕ与主 Ｃ Ｐ Ｕ之 间的同步关系建立 过程是：主 Ｃ Ｐ Ｕ发生故 障后 ，备用 Ｃ Ｐ Ｕ与主 Ｃ Ｐ Ｕ自动建立 同步连接 ； 备用 Ｃ Ｐ Ｕ发出Ｌ ｉ ｎ ｋ — ｕ ｐ 请求， 主站在禁止删 除、 拷 贝和生成块功能后， 【 关键词 】 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ ；冗余 系统；硬件 配置 ；网络 将所有数据发送给备用 Ｃ Ｐ Ｕ ；备用 Ｃ Ｐ Ｕ执行 自测试， 然后 向主站发 出 更新请求 ；主站在终止 已组态连接 的通讯和低级别的报警后，拷 贝 引 言 内蒙古伊泰集团凯达选煤厂是一座入洗能力 ５ ． Ｏ Ｍ ｔ的大型矿井 动态数据库给备用 Ｃ Ｐ Ｕ；主 Ｃ Ｐ Ｕ运行用户程序在 禁止所有报警和 中 向己发 出Ｌ ｉ ｎ ｋ — ｕ ｐ请求的备用 Ｃ Ｐ Ｕ发送上 次更新后 发生 改变 的 型选煤厂， 工艺为重介质洗选系统 ， 块煤用浅槽分选机分选 ， 末 煤采 断后， 动态数据库 ；备用 Ｃ Ｐ Ｕ接 收主 Ｃ Ｐ Ｕ的输入 、输 出、定时器、计 数器 用旋流器分选 ，配 以压滤和加压过滤的煤泥脱水环节。 为确保选煤厂生产 的高效 、 稳定、 可靠运行， 选煤厂需设置可靠、 和内存位 的数据信 息， 主 Ｃ Ｐ Ｕ始能报警 、中断和通讯等 功能，进而 稳定 、经济 、环保 、节 能的高度 自动化系统，确 定选用具有冗余功 主 、备 Ｃ Ｐ Ｕ进 入 到 冗 余 、 同步 操 作 过 程 。 ２ 凯达选煤厂集中控制系统的配 置 能、安全 高效 、运行稳定的可编程控制器。 Ａ Ｂ 公司Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ 系统的冗余 功能可通过将发生故障的Ｃ Ｐ Ｕ 凯达选煤厂集 中控 制系统可 分为计算机信 息系统、全厂设备集 自动切换 到备用Ｃ Ｐ Ｕ 的方法 ， 实现选煤厂集 中控制系统的不 中断工作 中控制 系统与现场信号采集系统 ３个部分 。３个部分资源共享， 构成 个有 机 整 体 。 避 免因单个Ｃ Ｐ Ｕ 故障而造成整个集控系统瘫痪的后果 。凯达矿集 中 控制 系统 “ 大 脑 ” 由Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ 系列的具有冗余功能的Ｐ Ｌ Ｃ 搭 建 在 选煤 厂的集 中控制系统设计 中， 采用 Ａ Ｂ 公司 的Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ 而成。 系 列产 品组成 了支 持 热插 拔 、硬 冗 余 的 Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系 统， 按 照 １ Ｃｏ ｎ ｔ ｍｌ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ ＰＬ Ｃ冗 余 系 统 的 硬 件 配 置 与 优 点 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｎ ｅ ｔ网络及工业 以太 网网络结构设计 ；上位机采用 ３台工业 １ ． １ 系 统 构 成 型计算机， 配 ３台 ２ ｌ ”液晶显示器， 上位机配备 了专用的 Ｕ Ｐ Ｓ电源 ， 由 ２只高性 能 Ｃ Ｐ Ｕ和 ２只 ｌ ７ ５ ７ 一 Ｓ Ｒ Ｍ冗余通讯模块 分别配置在 ２ ３ 台上位机间既相互独立，又互为热备 。上位机通过工业 以太 网交 个独立 的机架中 ，通讯模块间通过高速光纤实现 同步 。系统冗余模 换机和冗余系统 Ｐ Ｌ Ｃ进行通讯 ，通讯线选用带屏蔽层 的 Ｕ Ｔ Ｐ网线 。 块 １ ７ ５ ７ 一 Ｓ Ｒ Ｍ 在主控和备用框架间提供高速 的数据传输 ，并负责判 选煤厂控制主站设在 电气楼低压配 电室，另在 中压配 电室 、浓 定 主 控 、 备 用 框 架 的 工 况 ；每 个 机 架 均 可 选 择 由单 电源 或 冗 余 电源 缩车间配 电室、筛分车间、汽车受煤坑 、块煤仓等 ５ 个配 电室设控 供 电。 制分站 ，各分站都按冗余功能配置 ；各分站站点都配置交流净化稳 １ ． ２ 系 统 主 要 优 点 压 电源，为系统运行提供 电源支持 ；所有开关量信号 的采集和输 出 （ １ ）主、备 Ｃ Ｐ Ｕ自动完成 冗余切 换，不 需要用户做任何编程 ； 均 采用 欧 姆龙 继 电器进 行 信号 的 隔离 保护 ；主站 与 分站 间 用双 （ ２ ） 应用程序 只需下载一次 ，系统就可 自动完成从控制器 的程 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｎ ｅ ｔ网进行通讯。由于汽车受煤坑、块煤仓控制分站距 离主 序装载； 站较远 ，其 间的通讯线缆选用光纤作为传输介质 ，光纤两端信 号转 （ ３ ）完全 自动 的程序下载 、同步技术 ，避 免在主控 、备用处理 换器选用 Ａ Ｂ公司专用的光纤收发器 １ ７ ８ ６ 一 Ｒ Ｐ Ａ ＋ １ ７ ８ ６ 一 Ｒ Ｐ Ｆ Ｍ 。 器 中单 独 的程 序 维 护 工 作 ： 在选煤厂现场，为每 台设备配备 了一 台机旁操作按钮箱， 其上 （ ４ ） 用户对主控制器的组态／ 命令／ 编辑等， 自动送入从控 制器 ； 设置启／ 停按钮 、联络按钮及集 中／ 就地转换开关，主要用于检 修、 （ ５ ）无需编程 的解 决方案 ，避免在实施冗余解决方案中任 何额 维护 ；在生产现场还设有密度计 、电磁流量计 、电流变送器 、多功 外 的时间 、人力消耗，节省开销； 能仪表 、液位计 、料位计 、电子皮带秤和灰分仪等 ，来完成对 入选 （ ６ ）透 明切换技术 ，完全支持 Ｒ ｏ ｃ ｋ ｗ ｅ ｌ ｌ或者其他任何第 ３方 原煤煤量 、主要产 品煤量 、产 品品质 、消耗 的电、水量和 主要 煤仓 支持 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｎ ｅ ｔ开放 网络 的设备 。 及各种桶或水池 的料液位等数据 的采集 、处理 、显示 、储存等 监测 １ ． ３系统的切换过程 内容 ；同时还设有过流 、油压 、油温 和带式送输送机 的拉绳 、跑偏 、 选煤厂集 中控制系统采用单个 Ｃ Ｐ Ｕ时，有可 能因为该 Ｃ Ｐ Ｕ故障 堵溜槽 、失速等保护装置 ，来保护现场人 员与设 备安全 ，保证 选煤 而造成整个集 中控制系统 的故 障，影 响选煤 厂的安全生产 。而冗余 厂 的正 常 生 产 。 系统 的目的就是要避免上述 问题的发生，实现主、备 Ｃ Ｐ Ｕ之间的无 ３ 冗 余 系 统 应 用 总 结 扰动切换，不丢失任何信息 。 基于Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ 冗余系统 的凯达选煤厂集 中控 制系统投运 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｘ冗余系统中的两个 Ｃ Ｐ Ｕ同时工作，Ｃ Ｐ Ｕ之 间没有 以来， 己稳定运行两年有余 。对于保障生产、减员增效、降低 消耗、 切换时 间。 该系统采用 Ａ Ｂ公司专有 的高速 同步方式进行 同步，在保 提高劳动效率 、 增强产 品竞争力等方面起到了很好作用， 是一个较成 证 同步有效性 的同时又不增加 Ｃ Ｐ Ｕ 的运算负担 。 同步事件主要包括 ： 功案例 。 过程映像 区更新 、Ｉ／ Ｏ直接访 问、中断、报警、更新计时器、使用 作 者 简 介 ： 通 讯功 能时的数据 改变等， 可实现平滑的主从关系切换、集成的错 李永 坤 （１ ９ ７ ８ 一），男，河南滑县 人， 工程 师，２ ０ ０ ３ 年毕业于中原 误识别和错误定位功能，还可实现在线更改程序， 在线添加、删除、 工学院自动化专业 ， 现就职于 中煤科工集团北京华宇工程有限公司， 更换 系统的硬 件配置等功能。下载程序时，只需考虑单个 Ｃ Ｐ Ｕ ，系 主要从事选煤厂供配 电及选煤 自动化方面的设计与研究工作 。
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本钱解决方案，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〕；假设干个ET200M从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和假设干个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。
AB_PLC冗余配置说明
A-B ControlLogix冗余系统一、ControlLogix冗余系统1. 1．冗余系统构成：2对高性能1756-L55处理器和1757-SRM冗余模板分别配置在2个独立的框架中（每个框架可选择单电源或冗余电源供电），冗余模块间通过高速光纤进行同步。
TCP/IP EtherNet（冗余/ 环网均可选）TCP/IP EtherNet (Redundant/ Ring Optional)Redundancy ControlNet冗余ControlNet1.2．ControlLogix系统冗余模块SRM●1757-SRM 在主控和备用框架之间提供高速的数据传输，并负责判定主控/备用框架的工作状况●双槽模块●每个框架上需要一个SRM模块a)最早的版本在每个热备的框架中支持1个 Logix5555 处理器，以及最多5个 CNB通讯模块b)增强版则支持多处理器/多通讯模块在热备框架中共存● 两个 SRM 系统冗余模块之间通过光缆进行连接.1757-SRC1、 SRC3、SRC10 (分别为1米、 3米、10 米长度)1. 3. 配置冗余解决方案：硬件配置8步曲1) 一个ControlLogix 框架2) 插入一块 Logix5555 处理器3) 插入一块/多块ControlNet 通讯模块(D 版本以上)4) 插入一块系统冗余模块（占双槽位）5) 插入一块/对EtherNet/IP 通讯模块6) 依次拷贝，准备另外一个框架7) 连接两个SRM 系统冗余模块8) 加入操作员终端， ControlNet 网络扩展 I/O 等二、ControlLogix 冗余系统优点● 自动完成冗余切换，不需要用户做任何编程；● 应用程序只需下载一次：系统将自动完成从控制器的程序装载； ControlNet Ethernet其它 ControlNet 设备（除冗余/备用框架中的CNB 模块以外，另外还需至少两个以上的ControlNet 接点其它网络●完全自动的程序下载、同步技术，避免在主控/备用处理器中单独的程序维护工作；●用户对主控制器的组态/命令/编辑等, 也将自动地送入从控制器；●无需编程的解决方案，避免在实施冗余解决方案中任何额外的时间、人力消耗，节省开销；●透明切换技术，完全支持Rockwell 或者任何第三方支持ControlNet开放网络的设备；●无扰切换技术保证高优先级的任务可靠无扰切换。
9F燃机天燃气系统介绍
2×390MW燃气蒸汽联合循环机组燃气系统介绍江苏华电戚墅堰发电有限公司贡文明关键词：天燃气输送天然气流量检测流量计算机声谱分析仪表GPS 计算机监控前言：江苏华电戚墅堰发电有限公司的2台390MW燃气蒸汽联合循环机组采用的是美国GE公司的9F级燃机，是国家西气东输的配套重点工程之一。
本文介绍了该公司的燃气机组天燃气输送系统的配置和使用情况。
1、系统简介江苏华电戚墅堰发电有限公司位于江苏省常州市，厂址距离常州天然气分输站18公里。
公司在分输站边建有一套天燃气输送系统（简称首站），在电厂内部也建有一套天燃气输送系统（简称末站），在距离末站500米的地方建有一套燃气调压系统（简称调压站），从调压站从来的天然气输送到燃机供发电用。
图一末站流程图图二首站流程图首末站和调压站的设备均为上海飞奥公司成套提供，首末站的阀门全部采用英国ROTORK原装电动执行器控制，调压站全部采用气动调节执行器控制。
2、控制系统简介首末站控制系统分别采用一套美国Rockwell公司的ControlLogix PLC和Intellution iFix上位机监控软件组成的计算机监控系统，两套PLC均配置了热备冗余和UPS系统，首末站通过光纤进行连接，调压站由主机的DCS系统进行控制，末站和主机DCS系统之间采用MODBUS 485进行通讯。
在末站还配置了一套Intellution历史数据库系统。
天然气系统的流量测量在整个系统中非常关键，该系统在首站和燃机控制室各安装了一台美国得克萨斯州休斯敦DANIEL 测量与控制公司生产的Daniel FloBoss S600流量计算机来测量天燃气流量。
2．1 流量计算机介绍Daniel FloBoss S600是一种精密的、建立在微处理器基础上的流量计算机，其设计和制造过程中使用了成熟的设计技术和方法。
Daniel FloBoss S600可以独立地作为单回路/多回路流量计算机使用，可以作为一个综合的计量站和计量回路的流量计算机来使用，同时也可以做为一个外部上位机的从属设备。
ControlLogix-XT ControlNet 接口模块安装指南说明书
安装指南ControlLogix-XT ControlNet 接口模块产品目录号 1756-CN2RXT主题页码重要用户须知2关于 ControlLogix-XT ControlNet 模块7关于 ControlLogix-XT 系统9带传统 ControlLogix 组件的 ControlLogix-XT9使用 1756-CN2RXT 实现独立或冗余控制10冗余 ControlLogix-XT 系统实例11开始之前的工作11部件12设置模块的网络地址12将模块复位到初始出厂设置13准备安装模块要使用的机架14确定模块插槽位置14电热插拔 (RIUP)15安装 ControlNet 模块15将模块连接到网络17取出模块20安装 EDS 文件21组态 RSLinx 软件来使用 USB 端口22安装 USB 驱动程序23状态指示器24模块状态指示灯和显示器24通道状态指示灯30通用技术参数 - 1756-CN2RXT32环境规范 - 1756-CN2RXT33认证 - 1756-CN2RXT35其它资源362ControlLogix-XT ControlNet 接口模块重要用户须知固态设备具有与机电设备不同的运作特性。
Safety Guidelines for the Application, Installation and Maintenance of Solid State Controls (固态控制设备的应用、安装与维护安全指南，出版号：SGI-1.1，可向您当地的罗克韦尔自动化销售处索取或通过在线索取) 描述了固态设备和硬接线机电设备之间的一些重要区别。
由于存在这些区别，同时由于固态设备的广泛应用，负责应用此设备的所有人员都必须确保仅以可接受的方式应用此设备。
对于由于使用或应用此设备而导致的任何间接损失或连带损失，罗克韦尔自动化在任何情况下都不承担任何责任。
本手册中的示例和图表仅供说明之用。
罗克韦尔 ControlLogix 系统 说明书
准备事宜 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1756-L7x 控制器部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
未随 1756-L6x 控制器提供的部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1756-L6x 控制器安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 CF 卡的安装和取出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 电池的连接与更换 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 将控制器插入机架 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 将控制器从机架拆下 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
安装 1756-L7x 控制器 安装 1756-L6x 控制器
控制器使用入门
AB_PLC冗余配置说明
A-B ControlLogix冗余系统一、ControlLogix冗余系统1. 1．冗余系统构成：2对高性能1756-L55处理器和1757-SRM冗余模板分别配置在2个独立的框架中（每个框架可选择单电源或冗余电源供电），冗余模块间通过高速光纤进行同步。
TCP/IP EtherNet（冗余/ 环网均可选）TCP/IP EtherNet (Redundant/ Ring Optional)Redundancy ControlNet冗余ControlNet1.2．ControlLogix系统冗余模块SRM●1757-SRM 在主控和备用框架之间提供高速的数据传输，并负责判定主控/备用框架的工作状况●双槽模块●每个框架上需要一个SRM模块a)最早的版本在每个热备的框架中支持1个 Logix5555 处理器，以及最多5个 CNB通讯模块b)增强版则支持多处理器/多通讯模块在热备框架中共存● 两个 SRM 系统冗余模块之间通过光缆进行连接.1757-SRC1、 SRC3、SRC10 (分别为1米、 3米、10 米长度)1. 3. 配置冗余解决方案：硬件配置8步曲1) 一个ControlLogix 框架2) 插入一块 Logix5555 处理器3) 插入一块/多块ControlNet 通讯模块(D 版本以上)4) 插入一块系统冗余模块（占双槽位）5) 插入一块/对EtherNet/IP 通讯模块6) 依次拷贝，准备另外一个框架7) 连接两个SRM 系统冗余模块8) 加入操作员终端， ControlNet 网络扩展 I/O 等二、ControlLogix 冗余系统优点● 自动完成冗余切换，不需要用户做任何编程；● 应用程序只需下载一次：系统将自动完成从控制器的程序装载； ControlNet Ethernet其它 ControlNet 设备（除冗余/备用框架中的CNB 模块以外，另外还需至少两个以上的ControlNet 接点其它网络●完全自动的程序下载、同步技术，避免在主控/备用处理器中单独的程序维护工作；●用户对主控制器的组态/命令/编辑等, 也将自动地送入从控制器；●无需编程的解决方案，避免在实施冗余解决方案中任何额外的时间、人力消耗，节省开销；●透明切换技术，完全支持Rockwell 或者任何第三方支持ControlNet开放网络的设备；●无扰切换技术保证高优先级的任务可靠无扰切换。
ControlLogix系统冗余故障分析及改进措施
ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ系统冗余故障分析及改进措施摘要：介绍了ntrllgix冗余系统的组成和工作原理。
针对故障现象，通过对系统软件的深入研究和不断试验、实践，提出了合理的改进措施并取得了良好的效果，提高了系统的可靠性、排除了因不确定性故障所导致的系统安全。
关键词：ntrllgix冗余系统；故障；原因分析；改进措施和处理方案1冗余系统应用简介以深圳地铁一期工程为例：典型车站分为a、b两端，在a端设置两套冗余的控制器（pl），一套作为整个车站的主控制器兼作与上位机的通讯接口，接车站交换机，另外一套负责a端的设备监控；在b端设置一套冗余的从控制器，负责b端的设备监控；在车站的其它地方设置远程i/设备。
控制器及各远程i/设备通过冗余的ntrlnet 现场总线相连。
（系统配置如图1）2冗余系统的设置和工作原理ntrllgix冗余系统硬件结构由两个完全一样的控制器框架组成，每个ntrllgix 冗余系统框架中控制器模块、通信模块和sr模块。
两个框架尺寸完全相同，模块一模一样，插放位置也一模一样，控制器中的程序也一模一样。
两个控制器框架之间，完全靠系统冗余模块sr来完成同步和数据的交换。
进入同步状态的主机控制器，自动地传送备份数据到辅机控制器，这些数据无须用户挑选和编程，只要在主机控制器中被程序运行时刷新过的数据，都会通过交叉装载传送到辅机控制器，传送的数据量可以非常大。
控制器通过与sr的连接，得知自己是主机控制器还是辅机控制器，从而决定是传送数据还是接收数据。
这些完全不需要用户的介入，系统自动获娶自动判断、自动传送。
两个控制器的同步运行和大量数据的复制，使得输出得到无扰切换。
在成对的冗余框架中，首先上电的框架成为主机框架，后上电的框架作为辅机框架，并建立与主机控制器的同步。
当出现主机控制器所在框架掉电、拔插主机框架上的任何模块、控制器程序发生主要故障、断开nbr模块上的ntrlnet分接器或电缆、断开enbt模块的ethernet/ip电缆等情况，或者收到来自主机控制器中用sg发送的命令、来自rslinx中sr模块组态页面操作的命令都会发生冗余切换。
罗托克总线控制
电动阀门执行器现场总线控制系统及应用全球阀门网整理 2009-7-29 来源:互联网直接进论坛『关闭』通信环路一旦断开，在环路断点一侧的现场单元将会自动地形成各自一侧完整的环路，继续保持主控站与所有现场单元之间的通信。
图2为几种常见的环路故障，图3和图4则分别是系统正常工作时和环路断开后两种方式的工作原理示意图。
环路断开后，主控站首先通过端口A向与其连接的第一台现场单元发送命令，同时接收该现场单元的应答。
然后再向第二台现场单元发送命令，同时也接收这台现场单元的应答。
这样，发送命令，接收应答，连接现场单元的环路一步步扩大，直到环路断点处不能再继续下去为止。
同时，主控站也通过端口B向相反方向的现场单元发送命令并接收应答，直到断点前的现场单元。
用这种方法，主控站不仅从环路两个方向确定了断点位置，也确定了断点两端现场单元自行构成的返回路径，从而保证所有现场单元与主控站之间的通信工作始终不被中断。
图2 常见的环路故障图3 系统正常工作原理示意图图4 环路断开工作原理示意图作为环路故障检查的必要手段，主控站一般要重复进行检查。
即不断地发出命令，接收应答。
正常情况下，从端口A发出命令，端口B接收应答。
1.4 现场单元阀门执行器现场总线控制系统中的现场单元是根据阀门执行器的特殊要求专门设计的Smart控制器，结构为单机架装方式或执行器整体方式。
但不管是哪种结构方式，它总是和阀门执行器作为智能化或半智能化的装置来使用的。
通常，半智能化的现场单元仅仅是主控站的一个分散的I/O口。
在系统中，它接受主控站的控制命令，对阀门执行器进行一系列的操作，同时将阀门执行器上的工作状态和其它信息反馈给主控站，供系统采集、记录、显示和控制使用。
智能化现场单元除可与主控站通过环路进行信息和数据通信并根据主控站命令工作外，还可单独与阀门执行器构成回路，为工业过程提供阀门定位、逻辑控制、批量操作、PID调节以及多回路运行等多种能力，对位置、流量、压力和液面进行更为丰富和精确的控制。
PLC的双CPU冗余控制实现
PLC的双CPU冗余控制实现>摘要：本文介绍了在熔盐炉自动系统中，采用Allen-BradleyControlLogix双CPU的PLC控制器，以软件方式实现CPU冗余控制。
这是一种花钱少、效果好的提高系统可靠性的有效手段。
关键词：CPU冗余，ControlLogix，编程PLC是现代工业的三大支柱之一，是可靠性高、应用非常广泛的工业控制产品。
在中大型模块化的PLC产品中，CPU 模块（中央处理器）是PLC的中心。
一些重大的工业生产线往往要求连续运行不能停顿，而可靠性再高的PLC也不能保证故障为零，因此，双CPU的冗余控制是一种满足连续生产要求、提高系统可用性的有效手段。
下面以熔盐炉自控系统为实例详述双CPU冗余控制的实现方法。
一、熔盐炉自动系统综述熔盐炉自控系统是一水硬铝管道化溶出生产线上的重要环节，控制熔盐的加热和循环，用熔盐的热量去循环加热铝矿石浆。
铝矿石浆的加热至关重要，影响最终产品—氧化铝的质量和产量，因此，熔盐的温度控制和循环控制非常重要。
由于熔盐炉系统在管道化工程中的重要性，同时考虑到熔盐是一种活跃的化学品，在不同的温度下有不同的形态，低温下凝固，高温下不稳定会发生化学反应，从而腐蚀管壁甚至于爆炸，所以安全、可靠、操作简便和自动化管理是系统设计的关键，因此考虑用一套双CPU冗余的PLC、两套工控机、高质量的传感器、变送器和执行机构来控制两台1200万大卡的熔盐炉、一台盐泵、一组盐阀、一个熔盐槽和其他相关设备，实现熔盐的加热和循环过程自动化、计算机操作、监控和管理的自动化控制。
该系统如图1所示。
控制器PLC、工控机(包括显示器)、通讯网络和电源及关键测试点等系统中的重要部件均采用冗余结构，两套工控机和大屏幕显示器组成的两套监控操作管理台并行运行；两条冗余的ControlNet高速通讯网络同时传送数据；两套直流电源同时向控制器PLC、变送器和开关量输入模块供电，关键测试点同时设置两个传感器测试数据。
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。
罗克韦尔自动化控制系统介绍
本地语言 和工业指令
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技术
▪ 6 Copyright © 2013 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved.
I/O
NET
CPU
I/O NET
CPU
I/O
NET
ControlLogix 系统的背板设计
传统控制系统设计方法: 采用单一的主/从地址总线
( -20 to 70C) for phase 1 - FLEX-XT ▪ 对流冷却，无需风扇
▪ 气体防护 1756-XT ▪ G2 和 G3 环境能力 ▪ 1756 XT 模块有特殊涂层
▪ Option for phase 1 - FLEX-XT
▪ 耐恶劣环境的部件
▪ 高可靠性 ▪ 极端环境中的耐久性 ▪ 苛刻环境应用
▪ 机制：设备轮询 ▪ 特点：控制简单，效率低
▪ 周期方式
▪ 机制：设备按用户设定的速率周期性地发出数据
▪ 特点：高效率 ▪ 数据按实际应用相匹配的速率进行更新，采样数据 时间间隔精确,可以保证确定性
▪ 为需快速改变的设备节省带宽
CTLR1
CTLR2
ALLEN- BRADLEY
F1
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Panel Vi ew 550
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• 您只需将程序 下装到主控系 统的处理器， 系统将自动把 主控系统处理 器中的程序下 载到对应的备 用系统的处理 器中。
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A-B ControlLogix冗余系统的优点
• 冗余的处理器、框架和电源提供更高的系统可靠性
• 冗余接模块与 用户其他系统所采用的对应的模块是一样的，无需特殊的 培训，也不需要特别的备品备件。
A-B
Quality
Allen-Bradley
Logix5555™
ControlNET
RUN BAT
I/O RS232 OK
RUN REM PROG
A#01
CHA CHB OK
Redundancy Module PRIM PRI COM OK
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3
1756-PA75R / -PB75R 冗余电源模块
• 85 - 265 V交流 以及 19 - 32 V直流 两种选择
• 盘面安装 (1756-A4 尺寸 - 6.9" H x 5.7" W x 5.4" D)
• Px75 等同的电源容量
1756-CPR 电缆
• 最长3 英尺
1756-PSCA 框架适配器模块
• 无需编程的设计，在系统实施过程中更节省工时
• 完全的透明切换技术，普通非冗余ControlLoigx系统中的
ControlNet 设备都可以透明地集成到冗余系统中。
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12
– 增强版则支持多处理器/多通讯模块在热备框 架中共存
• 两个 SRM系统冗余模块之间通过光缆进 行连接.
– 1757-SRC1、 SRC3、SRC10 (分别为1米、 3米、10 米长度)
Redundancy Module
PRIM
PRI COM OK
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• 冗余解决方案从RSLogix5000 8.52 版本开始
• 一旦组态为冗余系统配置，备用的 Logix5555 处理器自动接受和存储来自主控系统处理器的 数据的变化
– 相比普通应用的处理器配置，用于冗余系统 的 Logix5555 处理器将配备双倍的内存容量
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ControlLogix系统冗余模块SRM
• 1757-SRM 在主控和备用框架之间提供 高速的数据传输，并负责判定主控/备用 框架的工作状况
• 双槽模块
• 每个框架上需要一个SRM模块
– 最早的版本在每个热备的框架中支持1个 Logix5555 处理器，以及最多5个 CNB通讯 模块
– 完全自动的程序下载、同步技术，避免在主控/备用处理器中单独的程序维护 工作
• 采用标准部件/模块组成冗余系统
– 无需购买特别型号的框架、电源、处理器或者ControlNet网桥模块，减少库 存、节约投资
• 完全的无扰动切换解决方案.
– 无扰切换技术保证高优先级的任务可靠无扰切换。这部分控制逻辑中的输出 量绝对不会因为切换过程发生任何的状态变化
6
基于ControlNet网络的透明无扰切换
• 1756-CNB D系列以上的模块专门对硬件和固件 进行了特别的创新设计，支持ControlLogix 冗余 系统解决方案
• 冗余系统中，主控和备用系统中的 ControlNet 模 块拨码开关地址的初始设置完全相同
– 主控系统 CNB真正使用所设置的地址，而备用系 统CNB模块则自动把原有地址加1
• 除了主控/备用系统中的ControlNet节点，外部至少应该连两个（或以上） ControlNet节点，以避免在切换过程中出现计时超时的现象
Ethernet
A-B QualityAllen-Bradley
Logix ControlNET Redundancy Module
RUN 5555 I/O
RUN REM PROG
M
ControlNet
其它网络
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其它 ControlNet设备 （除冗余/备用框架中 的CNB模块以外，另 外还需至少两个以上 的ControlNet接点
4
ControlLogix 冗余电源
• 提供高可靠性的ControlLogix框架冗余电源解决方案
RUN REM PROG
A#01
CHA CHB OK
Redundancy Module PRIM PRI COM OK
A-B
Quality
Allen-Bradley
Logix5555™
ControlNET
RUN BAT
I/O RS232 OK
RUN REM PROG
A#01
CHA CHB OK
Redundancy Module PRIM PRI COM OK
冗余解决方案的进一步考虑
• 在主控/备用系统的框架中，只允许使用 Logix5555处理器、 ControlNet 网络模块、系统冗余模块（1757-SRM，每个框架1个）
– 所有的I/O均通过网络进行扩展，不得放置在冗余/备用框架中 – 和其他ControlNet或者其他类型网络的连接都必须放置在远程框架中
Quality
POWER
Logix5555TM
ControlNET
RUN BAT
I/O RS232 OK
RUN REM PROG
A#02
CHA CHB OK
Redundancy Module
SYNC
PRI COM OK
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1
ControlLogix冗余系统的优点
• 发生切换时，主控/备用系统中对应的CNB模块会 自动交换网络地址
– 其他任何连接在 ControlNet 网络上的设备都将继 续和主控系统中的新的主控处理器进行通讯
– ControlLogix 冗余系统和 1756 I/O、Flex I/O、变 频器、人机接口，以及 Rockwell公司或者第三方 能够通过ControlNet网络和Logix5555处理器进行 通讯的设备之间的控制都是透明的
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无需特别编程的冗余解决方案
• 主控系统中的Logix5555处理器在扫描过程中，能够自动监测数据的变 化，并且自动将这些数据发送到备用系统中对应的Logix5555处理器。 开发人员无需编写信息包传送指令，也不需要指定特定的数据块进行数 据传输。整个冗余系统的工作均是透明的、自动的。无需特别的考虑。
A-B Allen-Bradley
Quality
POWER
Logix5555TM
ControlNET
RUN
I/O
A#01
RS232
BAT
OK CHA CHB OK
RUN REM PROG
Redundancy Module
PRIM
PRI COM OK
ControlLogix 冗余热备解决方案
A-B Allen-Bradley
8
1757-SRM 系统冗余模块的软件组态
• 1757-SRM 模块组态在 RSLinx中完成
– 支持单个 1757-SRM 对多个Logix5555 处理器的结构
– 与756-DHRIO 和 –ENET/ENBT模块在 RSLinx中的组态过程相似
1757-SRM 模块的属性 对话框提供诊断和组态 信息
1. 一个ControlLogix 框架 2. 插入一块 Logix5555 处理器 3. 插入一块/多块ControlNet通讯模块(D版本以上). 4. 插入一块系统冗余模块（占双槽位）. 5. 依次拷贝，准备另外一个框架. 6. 连接两个SRM系统冗余模块. 7. 加入操作员终端， ControlNet 网络扩展 I/O等
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配置冗余解决方案：硬件配置7步曲
A-B
Quality
Allen-Bradley
Logix5555™
ControlNET
RUN BAT
I/O RS232 OK
RUN REM PROG
A#01
CHA CHB OK
Redundancy Module PRIM PRI COM OK
• 不管主控处理器所在框架中发生任何故障，都可以将控制权快速切换到 备用系统，提供系统更高的可用性、可靠性
• 极为简单、易于实施
– 无需编程的解决方案，避免在实施冗余解决方案中任何额外的时间、人力消 耗，节省开销
– 透明切换技术，完全支持Rockwell 或者任何第三方支持ControlNet开放网络 的设备
™ RS232A#0
P
BAT
OK 1
R
CHA CHB OK PIRI COM OK
RUN REM PROG
M
A-B QualityAllen-Bradley
Logix ControlNET Redundancy Module
A#0 RUN 5555 I/O ™ RS232
P
BAT
OK 1
R
CHA CHB OK PIRI COM OK
开发人员所要做的仅仅 是在控制器属性组态过 程中，将“冗余使能” 的单选框选中而已。
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