中型PLC冗余架構(gòu)研究與同步技術(shù)實現(xiàn).pdf

1、PLC(Programmable Logic Controller)作為工業(yè)自動化三大支柱之一，在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域，扮演著重要的角色。為滿足控制系統(tǒng)高可靠性的要求，一些中大型PLC采用了冗余容錯的方法來提高系統(tǒng)可靠性。
　　本文根據(jù)冗余理論，結(jié)合PLC的應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計了一個適合于中型PLC的冗余架構(gòu)。在 PLC的冗余系統(tǒng)設(shè)計中，數(shù)據(jù)同步是必須面臨和解決的關(guān)鍵技術(shù)。本文提出了一種基于雙處理器架構(gòu)的監(jiān)測式數(shù)據(jù)同步模式，實現(xiàn)了主備PLC

2、之間的數(shù)據(jù)同步，解決了其它冗余 PLC的數(shù)據(jù)同步方法中存在的數(shù)據(jù)同步量大和數(shù)據(jù)同步過程增大系統(tǒng)掃描周期的問題。
　　首先，本文在深入分析冗余理論的基礎(chǔ)上，比較了不同冗余容錯方法對于提高系統(tǒng)可靠性的效率。其次，根據(jù)冗余理論，結(jié)合中型PLC的應(yīng)用環(huán)境和PLC冗余系統(tǒng)的性能要求，構(gòu)建了一個較完備的中型PLC冗余架構(gòu)，并設(shè)計了這種冗余架構(gòu)下系統(tǒng)的實現(xiàn)機制。該冗余架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對電源模塊、CPU模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)同步鏈路及I/O模塊的冗余容

3、錯。再次，針對冗余系統(tǒng)設(shè)計中最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)同步環(huán)節(jié)，深入分析了目前的數(shù)據(jù)同步方法的不足，提出一種基于CPU和FPGA雙處理器架構(gòu)的監(jiān)測式數(shù)據(jù)同步方法，并在實際平臺上進行了設(shè)計實現(xiàn)。該方法通過一個FPGA模塊來監(jiān)測和記錄需要進行同步的數(shù)據(jù)，并能實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)的并行傳輸。這種方法使得每個掃描周期的數(shù)據(jù)同步量減小，而且數(shù)據(jù)同步過程完全由FPGA完成，不占用CPU資源，數(shù)據(jù)同步過程不會增大系統(tǒng)掃描周期，能夠提高冗余PLC的性能。采用VHDL語言進行