Rockwell冗余系统.docx
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Rockwell冗余系统
处理器冗余实验报告
目录
1.实验说明3
1.1搭建结构3
1.2实验原理3
2.实验准备4
2.1硬件准备4
2.2软件准备4
3.实验过程4
3.1硬件接线4
3.2软件组态4
3.3网络规划15
3.4系统运行22
4.实验总结23
实验报告
——冗余系统的搭建
1.实验说明
1.1搭建结构
本实验仅以ControlLogixL61控制器为例,简单介绍冗余系统搭建的基本结构要求(其他控制器与其搭建原则一致)。
搭建一套冗余系统需要两套完全一致的硬件装置,例如:
主框架是7槽,则从框架也必须是7槽,即主从框架一致,框架上插入的模块也必须相同,而且主从框架上所插模块的位置也必须一致。
软件上来讲,框架上所插入的模块固定版本号必须一致,而且框架上各模块之间的版本号也必须相互匹配。
主框架与从框架上的1756-CN2R模块的物理节点必须一致,即两个模块的拨码开关必须一致,而且主从框架上的1756-EN2T模块IP地址必须一致。
总之,主从框架如同相互复制一样。
但需要注意的是,主从框架上不能有I/O模块。
在远程框架中,除了需要控制的I/O模块之外,还必须有与主从框架之间进行通讯的通讯模块,而且要有至少两个相同网络的通讯模块,因为在主从控制器在切换瞬间的时差中,不能与远程框架进行通讯远程框架,而远程框架内两个通讯模块之间可以组成通讯,以确保网络不中断。
1.2实验原理
系统运行时,只有一个LogixL61控制器可以拥有对整个系统输出模块的控制权,称之为主控制器,而两个控制器可以同时接收输入模块的数据,所以冗余的主要工作就是备份控制器,实时监视主控制器的工作状态,如主控制器出现非异常状态,则备份控制器便替代主控制器,对系统输出模块进行控制,并取消主控制器的控制权。
这样接可以保证系统始终都可以正常工作。
2.实验准备
以本次试验为例,对实验的整个过程进行说明。
2.1硬件准备
本次试验采用ControlLogix系列进行试验,组成冗余系统的两个框架上分别在同样的槽号上,放置同样的模块,每个框架上包括一个1756-L61型处理器,通讯模块采用一个1756-EN2T模块,一个1756-CN2R模块以及一个冗余模块(两个框架之间的冗余模块用光纤连接,进行数据的通讯和数据备份)。
远程框架上放置一个1756-EN2T模块,两个1756-CNBT模块(保持冗余切换瞬时间ControlNet网通讯正常),一个1756-IF16模块以及一个1756-OW16I模块。
2.2软件准备
本次实验需要应用的软件包括RSLinx软件,RSLogix5000编程软件,RSNetworx网络规划软件。
组成冗余系统的框架上,控制器与各通讯模块之间版本型号必须匹配,两个框架之间的对应相同的控制器以及通讯模块,版本型号必须一致。
3.实验过程
3.1硬件接线
将组成冗余系统的两个框架上的ControlNet网络模块,以及远程框架上的两个ControlNet网络模块的A端口与B端口分别用两层ControlNet网络线相连接起来。
用以太网将一个L61型控制器与电脑连接,这样,便形成了一个可通讯的网络,利用以太网使电脑与控制器通讯,而控制器之间则使用ControlNet网络进行通讯。
3.2软件组态
网络搭建好之后,利用RSLinx软件,对系统进行扫描,同时检测通讯是否正常,如下画面-1所示
画面-1
当扫描网络正常时,则说明通讯正常,则打开RSLogix5000软件,新建一个项目则显示一下画面-2所示窗口:
画面-2
Type:
所组态控制器型号。
Revision:
指控制器的版本。
RedundancyEnabled:
如果要建立冗余系统,则要选择此项。
Name:
需要填写模块名称。
ChassisType中选择的是控制器所在框架的型号,本次实验用7槽框架,则选用1756-A7型框架。
Slot是指控制器所在框架的槽号数(框架槽号从0号开始计数)。
参数填好后,选择确定,则对控制器组态完成。
CreateIn:
指保存路径。
对框架上通讯模块进行组态,对以太网模块进行组态,如画面-3所示:
在箭头所指处点击鼠标右键,选择NewModule选项,会弹出画面-3对话框
画面-3
选择箭头所指出Communication选项,在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的相应以太网通讯模块型号进行选择,点击OK后会弹出画面-4所示:
画面-4
画面-4中,设置所组态以太网通讯模块的参数。
Name:
填写模块名称。
Description:
填写模块的描述。
Slot:
填写模块所在框架的槽数。
Revision:
是指模块的主要版本号以及次要版本号。
IP/Adress:
填写以太网模块的IP地址(系统进行默认,选填)。
HostName:
是指本模块访问主机的名称(默认)。
ElectronicKeying:
是指电子识别方式,在下拉菜单中共有三种
(1)CompatibleModule指主要版本必须符合,次要版本小于等于模块实际才要版本。
(2)DisableKeying指任意方式,不加以识别。
(3)ExactMatch指精确方式,主次版本都必须符合。
参数设置完成后,点击OK后会弹出画面-5所示,画面-5中选项所指:
画面-5
RPI:
指请求中断发送时间,指定义模块与控制器信息交换时间间隔。
InhibitModule:
该选项被选择,该模块被屏蔽,与控制器不建立通信。
MajorFaultOnControllerIfConnectionFailsWhileinRunMode:
选择该选项,则控制器在运行时一旦与模块连接失败,在控制器中产生一个主要故障,该故障导致控制器停机。
点击OK后,则以太网模块组态完成。
以太网通讯模块完成后,则对ControlNet模块进行组态,其组态过程与以太网模块相类似。
在组态框架上点击右键,选择NewModule选项,显示画面-3所示窗口,选择箭头所指出Communication选项,在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的相应ControlNet网络模块型号进行选择,点击OK后会弹出画面-6所示:
画面-6
其中Node是指ControlNet网络模块的节点数,填入相应节点数即可。
其它参数含义与以太网模块相同。
设置好参数后,点击OK则ControlNet网络模块组态完毕。
框架上,冗余模块不需要组态,而且两套组成冗余系统的框架,只需要组态主站便可,虽然两套框架上,以太网模块的IP地址和ControlNet网络模块的节点虽然一致,但是冗余模块会自动给其中之一框架内的IP地址以及ControlNet网络节点加一,作为从站,加以区分。
所以,IP地址以及ControlNet网络模块节点数较小的框架为主站框架。
在如画面-7所示处,进行远程框架的组态。
画面-7
在画面-7中,红色箭头所示“ControlNet”处,点击右键,选择NewModule选项,弹出如画面-8窗口,选择箭头所指出Communication选项,在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的远程框架上相应的ControlNet网络模块型号进行选择,点击OK,弹出如画面-7所示中小窗口,其中参数与之前所述一致,进行填写。
画面-8
需要指出的是画面-7中红色方框中的一项“ChassisSize”,为远程框架槽数。
点击确定后,会在组态好的ControlNet网络中显示出远程框架,如图画面-9所示。
画面-9
由于一套冗余系统的远程框架上,最少需要两个ControlNet网络模块,所以组态可根据RSLinx软件扫描出的设备类表为原则进行组态。
在组态所显示的远程框架上,点击右键,选择NewModule选项,弹出如画面-10窗口,选择箭头所指
画面-10
出Communication选项,在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的远程框架上相应的ControlNet网络模块型号进行选择,点击OK,弹出如画面-11所示中小窗口,其中参数含义与之前所述一致,进行填写。
画面-11
远程框架上两个ControlNet模块组态完成后,进行远程框架上I/O模块的组态。
在组态出的远程框架如画面-9所示点击右键,选择NewModule选项,弹出如画面-12窗口
画面-12
选择箭头所指出Digital选项,在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的远程框架上相应的I/O模块型号进行选择后,跳出如画面-13:
画面-13
其中窗口内各参数与之前所述含义一致。
用相同组态方法,对远程框架上其他I/O模块一一进行组态。
组态完成后,将其对控制其进行下载,如画面-14所示:
画面-14
在窗口顶部的菜单栏处,选择“Communication”,在下拉菜单中选择“WhoActive”后,跳出如画面-15窗口:
画面-15
在主画面中,选择控制器后,点击“Download”对程序进行下载。
点击后,又弹出画面-16所示:
画面-16
点击“Download”则进行下载。
3.3网络规划
下载完毕后,进入在线状态,将状态选择到Programme状态,由于各框架之间都是由ControlNet网络进行通讯,下载完成后,需用RSNetWorx软件对ControlNet网络进行规划。
打开RSNetWorx软件,在空白处点击右键,选择OnLine选项,如画面-17所示:
画面-17
点击“OnLine”选项后,会跳出如画面-18所示窗口:
画面-18
由于本软件是针对ControlNet网络的规划,所以在画面-18中选择红线所示处,选择OK进行在线扫描。
扫描完成后,显示所扫描到的设备,如画面-19所示:
画面-19
所扫描的设备图标上,都显示一个绿色加号
,表示网络显示出设备,但设备不存在离线组态文件,通常出现在首次扫描之中。
完成后,点击软件画面左上角处“EditsEnable”,如画面-20所示。
画面-20
点击后会跳出如画面-21窗口:
画面-21
窗口中“Useonlinedata”指用在线数据进行规划;“Useofflinedata”指用离线数据进行规划。
选择规划方式后,点击OK,软件对ControlNet网络进行规划。
规划完成后,在软件画面空白处,点击右键,如画面-22所示:
画面-22
点击红框中所示选项“Properties”,弹出如画面-23所示窗口:
画面-23
窗口中,NetworkUpdataTime:
网络NUT时间设置,默认为5ms,有效范围为2~100ms。
MaxScheduledAddress:
预定性最大站号,在线自动搜索到预定性连接最大站号或者默认为1,有效值为1~99。
MaxUnscheduledAddress:
非预定性最大站号,默认为99,建议非预定性站号之后预留几个站点,以备将来编程终端的接入。
MediaRedundancy:
选定网络电缆的结构,默认为A网。
NetworkName:
为网络命名。
选择好参数后,点击“确定”。
然后再点击右键,选择“DownloadtoNetwork”选项,如画面-24所示:
画面-24
选择后,弹出画面-25所示窗口:
画面-25
选择好保存路径,点击确定。
则网络规划完毕。
3.4系统运行
网络规划完毕后,回到RSLogix5000软件,在软件画面左上角,点击画面-26所示处,选择RUNMODE选项。
画面-26
选择完毕,会跳出画面-27所示窗口,选择“确定”,则程序状态为运行状态。
画面-27
此时整个冗余系统搭建完成。
4.实验总结
整个冗余系统搭建实验的搭建过程,是对冗余系统概念的理解,试验冗余系统的软件准备,包括软件的熟悉与应用,以及硬件的连接,各模块的参数设置等等各项问题。
冗余系统搭建是实现在生产过程当中,一旦主机控制器框架出现问题,另一框架马上接替工作,并成为新的主机控制器框架,结题工作包括程序的继续运行和I/O的控制权,程序运行的同步性。
所以一套冗余系统,经常应用在很多重要工业生产上。