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西门子PLC软冗余系统设计性能分析

西门子PLC软冗余系统设计性能分析

点击数:7484 次   录入时间:03-04 11:42:13   整理:http://www.55dianzi.com   PLC工业控制
   
    若数据接收完成是在备CPU调用FBl01执行接收功能之前,则备CPU将马上得到主CPU状态,并在调用发送功能时备CPU切换成主CPU。此时tD最小,仅为一个FBl01的执行时间,即

        (7)
   
    若数据接收完成是在备CPU调用FBl01执行接收功能之后,则备CPU要等到下个周期调用接收功能时才能获得主站的状态,并在调用发送功能时切换成主CPU。此时tD是最大的。

         (8)
   
    由以上分析可知,在以下2种情况将得到这2类故障主备CPU切换时间的极限值。
   
    a.如果故障发生后主CPU马上发送故障状态,并且备CPU接收完数据是在备CPU调用接收功能之前,主备切换时间是最短的。

         (9)
   
    b.如果故障发生时主CPU已经开始发送数据。并且此数据发送完毕是在主CPU调用完发送数据功能之后,而备CPU接收完数据是在备CPU调用完接收功能时,主备切换时问是最长的。

        (10)
   
    以上所涉及的时间中,tE、t.和k所占比重最大,其余时问经测量均约为1 ms。如果要减小主备切换时间,必须减小tE、t,和k。要减小tE就要减少ET200M从站数量,即在满足要求的情况下减少I/0数量。减少t。最好的方法是选择主站与备站之间较快的数据同步通信方式。如Profibus总线方式比西门子PLC自带的MPI方式能在较短的时间内发送更多个字节数据。但前一种方式需要另外配置通信模块。k为PLC循环扫描周期,与用户程序长度有关。典型的中等规模的PLC控制系统,经计算主备切换时间的极限值范围约为150---500 ms。
   
    3、数据同步时间分析
   
    在PLC软冗余系统中,要使主系统发生故障时,备系统接替主系统继续工作,则系统在正常运行时,主控制器必须把需要同步的数据发送给备控制器,从而当故障发生时能够实现无扰切换。
   
    数据同步时间是指系统正常运行时,主站将同步数据发送至备站所需时间。西门子软冗余系统的数据同步是根据数据量的大小通过定时中断方式分多次进行,单次同步的数据量相同。主CPU在同步开始时将所有需要同步的数据保存起来,然后每次发送相同长度的数据块到备CPU。备CPU每接收到一个数据块就将其分配到对应的地址空间中去。这种方式将时间平均分配到了各个执行周期,避免了单次发送所有数据消耗过多时间。但是这也导致了备站得到的数据将滞后手主站。

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