2022年CPU热备冗余系统在莱芜九羊铁厂1280m3高炉的应用(图文).docx

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1、2022年CPU热备冗余系统在莱芜九羊铁厂1280m3高炉的应用(图文) 论文导读：由于历年来九羊铁厂环境恶劣等诸多因素，本座高炉的PLC设计要求采纳冗余热备，以防止因CPU故障造成的高炉修风或停产。因此，九羊铁厂1280m3高炉的PLC设计采纳施耐德热备冗余CPU67360。本文着重介绍了施耐德热备冗余CPU67360以及图尔克现场总线设备的冗余在莱芜九羊铁厂1280m3高炉中的应用状况。关键词：施耐德，热备冗余，CPU 莱芜九羊铁厂1280m3高炉于2022年7月投产，是九羊铁厂第一座1010立方米以上的高炉。由于历年来九羊铁厂环境恶劣等诸多因素，本座高炉的PLC设计要求采纳冗余热备，以防

2、止因CPU故障造成的高炉修风或停产。因此，九羊铁厂1280m3高炉的PLC设计采纳施耐德热备冗余CPU67360。本文着重介绍了施耐德热备冗余CPU67360以及图尔克现场总线设备的冗余在莱芜九羊铁厂1280m3高炉中的应用状况。 1工程概况 莱芜九羊铁厂1280m3高炉设计共分热风炉、炉顶本体、矿槽及软水四部分，其中，热风炉、炉顶本体及矿槽三系统采纳施耐德热备冗余CPU67360。因为本高炉设计要求，部分模拟量信号采纳图尔克现场总线，所以，PLC系统中加装施耐德与图尔克总线通讯模块PTQPDPMV1模块2块，以便于总线设备的冗余。以下采纳九羊铁厂1280高炉热风炉系统举例。 硬件配置：2块6

3、槽背板140XBP00600分别为主、备背板。PLC主背板设备：CPS11420、CPU67360、140NOE77301、140CRP93200、PTQPDPMV1。PLC备背板设备：CPS11420、CPU67360、140NOE77301、140CRP93200、PTQPDPMV1。 2施耐德Quantum-PLC的性能特点 世界上第一个通用自动化平台，具有强大的处理实力，可满意大部分别散和过程限制。 供应了IEC要求的全部5种编程方式：LD、FBD、SFC、IL、ST，将传统DCS与PLC的优势完备地结合于一体。 满意用户对自动化产品高性能、简洁化、模块化、开放性和低价位的要求。 CP

4、U单元可选586限制器，单机支持超过300个回路和65000点I/O，背板总线速率高达80兆。 牢靠性高，全部I/O模块均可带电热插拔。 供应防爆的本质平安型模块和符合美国军标的表面涂敷涂层模板，能有效反抗酸碱环境腐蚀，输出模块供应故障状态预设置功能。 具有本地I/O、远程I/O和分布式I/O三种I/O方式。 供应10/101M自适应TCP/IP以太网接口模块，支持光纤双环冗余。同时支持通用的网络设备，如:CISCO、Dlink、3COM、Hyes等。 供应多种限制系统和仪表系统的接口模块，如：Profibus-DP、Interbus、ASCII、Lonworks、HART等接口模块。 3施耐

5、德冗余CPU67360 施耐德PLC双机热备系统与UnityPro软件相兼容，并通过QuantumCPU供应关键过程应用所须要的高度可用性。 系统结构的中心部分是两个QuantumPLC机架，即通常意义下的主机和备机。它们的硬件配置必需相同，每个本地机架上的安装的模块必需一样。每个机架配置的核心部件是140CPU67360处理器，特地设计用于UnityPro软件下的双机热备架构。该处理器是一个双槽模块，同时包含中心处理单元和一个冗余协处理器。 主PLC执行应用程序并且限制输入输出(I/O)。备PLC驻留在后台，必要的时候取代主PLC。备机和主机之间通过一个集成在CPU当中的高速光纤链路(101

6、Mbps)相连接。 此光纤链路(62.5/125多模光纤)可以扩展2公里远，中间无需任何附件设备。备用PLC当中的用户应用程序数据正是通过此光纤链路被周期性地更新。 在主PLC意外发生故障时，备用系统自动切换，由备用PLC运用最新的数据内容执行应用程序并更新I/O。一旦系统发生切换，备用PLC就将变为主PLC。在发生故障的PLC修复并重新连接到系统当中时，它将担当备用PLC的角色。 运用UnityPro软件的双机热备系统能够实现主备机之间平稳、无缝的切换。切换对于过程而言是透亮的，系统对过程的监控不会中断，并且不会因为发生硬件故障而受到不利影响。运用UnityPro的双机热备系统因此能够削减停

7、机时间，同而提高生产效率。 4CPU冗余系统的搭建 九羊铁厂1280高炉PLC采纳CPU设备冗余，后带RIO分站的配置形式。PLC主站为2块6槽背板，背板上的配置相同，分别为CPS11420、CPU67360、140NOE77301、140CRP93200、PTQPDPMV1，2块CPU67360采纳热备光纤连接。后带2个施耐德PLC从站(如图)，PLC分站内为开关量限制信号。PTQPDPMV1模块用于施耐德CPU与图尔克总线设备的连接，图尔克总线设备采集现场模拟量信号。 图1：施耐德PLC的CPU冗余配置 5图尔克总线设备冗余的配置 图尔克总线设备冗余的实现，须要在编程软件UNITY中设置一

8、段程序，在PTQ出现问题的时候，连锁UNITYCPU的相关状态字，使相应的CPU停止工作，切换到备用CP。在UNITY中新建LD程序段，使PTQPDPMV1HSBY_StatIn与PTQPDPMV1HSBY_StatOut中的PTQPDPMV1HSBY_StatIn.ModuleStatus_ProfibusCRC32=PTQPDPMV1HSBY_StatOut.ModuleStatus_ProfibusCRC32和PTQPDPMV1HSBY_StatIn.ModuleStatus_PTQModuleCRC32=PTQPDPMV1HSBY_StatOut.ModuleStatus_ModuleCRC32相等即可。 6结束语 CPU67360作为施耐德开发的一款专用冗余CPU产品，具有很强大的功能，组态便利，设置敏捷，且稳定牢靠。在目前PLC冗余系统中具有广泛应用。在莱芜九羊1280m3高炉项目中，施耐德冗余CPU67360的无扰切换及稳定性达到了设计要求，获得了用户的欢迎和确定。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页