施耐德PLC冗余pdf

1、Quan tum PLC勺10冗余解决方案新的利润增长点2010.11Schneider"Electric作者：王斌Make the most of your energy摘要本文详细介绍了 10冗余的原理，模板10冗余和通道10冗余的区别，以及Quantum PLC的IO冗余的硬件实 现方法和软件编程等。? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存#取系统存储本文的任何部分。www.schneider-引言当前在很多行业，如焦化行业的化产、冷鼓控制系统、水电站的升船机控制系统、锅炉控制系统、化

2、工或石化控制系统等，为了提高系统的可靠性和稳定性，要求采用10冗余的解决方案。目前，施耐德所有PLC产品中只有Safety Quantum 和Premium PLC支持I0冗余的解决方案，而这两种 PLC由于功能限制目前无法满足上 述控制系统的要求。Quantum PLC在中国得到了广泛的应用，该 PLC具有可靠性高、稳定性较好、支持模板类型较多、通讯功能较强、性 价比较高等优点。如果能利用 Quantum PLC实现I0冗余功能，将大大拓展了 Quantum PLC的应用领域。110冗余概述1.1 I0冗余定义I/O模块。I/O冗余的使用提供了最高程度的冗余,当系统包含两套模块，且这些模块被

3、组态为冗余对，并作为冗余对操作时，即被视为冗余 即：当系统中CPU发生故障，或信号模块故障，不会影响到控制系统的安全、可靠运行 I0冗余根据冗余的功能又分为：1) 模板冗余2) 通道冗余1.1.1模板冗余IO冗余主要利用整个模板实现相应的冗余功能，即：当在第一个冗余模板发生通道错误时，整个模板及其通道都切换至去功能化状态。由另一个模板上的通道实现相应的控制功能。1.1.2通道冗余IO冗余主要利用模板的通道实现相应的冗余功能，即如果模板的某个通道发生故障，不会导致整个模板切换至去功能化状态，而仅仅是相应的通道进入去功能化状态。通道冗余在以下情况下可提高系统的可靠性和可用性：1) 外部传感器或执行

4、器经常发生故障2) 检修时间较长3) 模板的通道容易发生故障1.2 10冗余系统分类I0冗余系统根据输入传感器信号和输出执行器信号是否冗余又分为：1) 冗余信号的I0冗余系统：使用了冗余输入/输出信号的I0冗余系统可提高整个控制系统的可靠性和可用性。2) 单信号的I0冗余系统I0冗余系统根据I0模板是利用扩展机架方式安装还是利用RI0或DI0方式连接又分为：1) 机架扩展连接的I0冗余系统2) RI0/DI0 连接的I0冗余系统I0冗余系统根据控制系统采用单机系统还是热备(或冗余)系统又分为：1) 单机型I0冗余系统2) 热备(或冗余)型I0冗余系统1.2.1冗余信号的10冗余系统冗余输入/输

5、岀信号的I0冗余系统连接方式详见下图1所示：图1冗余信号的I0冗余系统? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存5取系统存储本文的任何部分。www.schneider-? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存#取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器PLC执行器? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的

6、存#取系统存储本文的任何部分。www.schneider-? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存#取系统存储本文的任何部分。www.schneider-1.2.2单信号的10冗余系统单输入/输岀信号的I0冗余系统连接方式详见下图 2所示：图2单信号的I0冗余系统? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存#取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器PLC执行器1.2.3机架扩展连接的10冗余系

7、统采用机架扩展方式连接冗余的I0模板的连接方式详见下图3所示:机架扩展连接的I0冗余系统图3Ethernet TCP/IP="主 i Premiuim 2" Premium23匚二L总2122AdvantysTdefast AB E 722执行翦UHISye0 TBflBH7? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、

8、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-1.2.4RIO/DIO连接的10冗余系统采用RI0或DI0方式连接冗余的I0模板的连接方式详见下图 4所示:#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-图4 RIO/DIO连接的IO冗余系统#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider

9、-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-S908/Modbus Plus#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneide

10、r-S908 /Modbus Plus图5a单机型同一机架安装的IO冗余系统S908/Modbus PlusIfj-l L-l125单机型IO冗余系统采用单机型PLC实现IO冗余功能的系统连接方式详见下图5a和图5b所示:图5b单机型不同机架安装的IO冗余系统1.2.6热备（或冗余）型10冗余系统采用热备（或冗余）型PLC实现IO冗余功能的系统连接方式详见下图 6所示：图6热备（冗余）型IO冗余系统MSBY link1.3 IO冗余系统硬件安装和参数设置对于IO冗余系统来说，IO模板利用机架扩展方式或 RIO/DIO连接方式连接时，需遵守以下原则:1.3.1机架扩展方式如果IO模板插入机架的槽

11、位X中，冗余IO模板必须安装在冗余机架的对应槽位X中。具体安装方式详见 图3机架扩展连接的IO冗余系统所示。1.3.2RIO/DIO连接方式利用RIO或DIO方式连接IO冗余系统时，IO模板和冗余IO模板可以安装在同一机架（仅适用于单机系统）或不同机架中。IO模板和冗余IO模板安装在同一机架时的安装方式详见图5a单机型同一机架安装的IO冗余系统所示。IO模板和冗余IO模板安装在不同机架时的安装方式详见图5b单机型不同机架安装的IO冗余系统和图6热备（冗余）型IO冗余系统所示。1.3.3参数设置所有IO模板安装到机架后，根据每个模板的具体连接方式和采集信号的不同，分别设置相应的参数，并调用相应的

12、IO冗余信号处理函数功能块即可实现相应的IO冗余功能。注意：1）如果IO模板和冗余IO模板采用不同机架方式安装时，所有机架地址设置必须唯一。2）采用RIO/DIO连接方式连接IO模板和冗余IO模板时，所有模板分配的内部映射地址必 须唯一（否则模板出现故障后，无法进行判断）9? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-2当前解决方案目前，施耐德所有PLC产品中Safety Quantum和Premium PLC可支持IO冗余的解决方案，这两种 PLC实现

13、10冗余功能时有各自的优缺点2.1 Safety Quantum PLC利用Safety Quantum PLC可以支持单机型或热备型I0冗余系统，在连接I0模板时主要利用RIO方式进行连接。该PLC在实现I0冗余系统时具备如下优点：1) 支持单机型或热备型系统2) 支持电源冗余方案3) 支持通讯冗余4) 通讯电缆利用同轴电缆或光纤方式连接时，可支持远距离连接5) 较高的可靠性和可用性6) 较强的热备性能7) 较强的通道级诊断功能8) 支持通道冗余功能该PLC在实现IO冗余系统时的缺点有：1) 支持的IO模板类型较少2) 通讯协议只支持 Modbus TCP/IP ，Modbus Plus 和

14、Modbus 协议3) 不支持通讯功能块读写和 PID等高级指令操作4) 不支持自定义函数功能块开发5) 成本较高2.2 Premium PLC利用Premium PLC可以支持单机型或热备型IO冗余系统，在连接IO模板时主要利用扩展机架方式进行连接。 该PLC在实现IO冗余系统时具备如下优点：1) 支持单机型或热备型系统2) 支持的IO模板类型较多3) 支持PID等多种高级指令操作及多种定制函数库4) 具有多种灵活的IO模板连接附件5) 以太网模板故障可引发热备系统切换6) 较强的通道级诊断功能7) 支持通道冗余功能8) 支持自定义函数功能块开发9) 价格适中该PLC在实现10冗余系统时的缺

15、点有：1) 不支持电源冗余方案2) 不支持通讯电缆冗余3) 通讯电缆只能利用专用电缆进行连接，连接距离较短4) 热备性能适中5) 通讯协议只支持 Modbus TCP/IP 和Modbus协议3当前挑战当前在很多行业，如焦化行业的化产、冷鼓控制系统、水电站的升船机控制系统、锅炉控制系统、行工或石化的ESD控制系统等,为了提高系统的可靠性和稳定性，都要求采用IO冗余的解决方案。详见 图2单信号的IO冗余系统所示。此类控制系统具体要求如下：1) 支持热备系统2) 支持电源冗余3) 支持通讯冗余4) 支持多种通讯协议5) 支持多种IO模板类型6) 支持IO冗余功能7) 具有较高的可靠性和可用性8)

16、支持PID等高级指令操作9) 支持自定义函数功能块开发10) 单个传感器输入信号、单个执行器输出信号如果采用Safety Quantum PLC 或Premium PLC 都不能满足上述控制系统的控制要求。而Quantum PLC具有很多优点，可以满足上述控制系统的控制要求，如：1) 支持单机型或热备型系统2) 支持电源冗余方案3) 支持通讯冗余4) 支持多种通讯协议5) 通讯电缆利用同轴电缆或光纤方式连接时，可支持远距离连接较高的可靠性和可用性? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存11取系统存储本

17、文的任何部分。www.schneider-6) 较强的热备性能7) 支持的10模板类型较多8) 支持PID等多种高级指令操作及多种定制函数库9) 支持自定义函数功能块开发10) 性价比较高因此，如果利用 Quantum PLC能够实现I0冗余系统，将大大拓展 Quantum PLC的应用领域，为用户带来更多的经济效益。4 Quantum 10冗余解决方案4.1硬件实现方法由于Quantum PLC没有专门实现I0冗余功能的模板，因此，必须利用普通的Quantum PLC的I0模板，并借助外部的辅助电路完成可实现I0冗余功能的系统硬件设计。常见的I0冗余系统中采用的I0模板主要是开关量输入、开关

18、量输岀、模拟量输入、模拟量输岀模板，因此，下面内容将针对上述四 种模板类型介绍一下 Quantum PLC的硬件设计方法。4.1.1开关量输入模板常见的开关量输入模板根据信号电源电压可分为：直流和交流两大类；直流信号供电电压模板根据供电逻辑可分为：漏极和源极两大 类。下面将根据不同的类型介绍一下相应的硬件接线方法及其优缺点。 方法一采用直流供电的漏极开关量输入模板的接线方式详见下图7所示。图7直流漏极开入模板接线方式13? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。w

19、ww.schneider-IO模板干接点信号DC+开入模板（漏极）DC-直流电源O DC+开入模板（漏极） Q DC-该接线方式的优点为：接线简单；缺点为：某一开入模板发生故障，可能导致馈电现象发生。 方法二采用二极管隔离的直流供电漏极开关量输入模板的接线方式详见下图8所示。图8二极管隔离的直流漏极开入模板接线方式干接点信号直流电源IO模板DC+开入模板（漏极） G DC-）DC+ 开出模板八（漏极）DC-为了避免方法一中的馈电现象，在信号端增加了二极管进行隔离。隔离二极管可以采用 如下图9所示。图9 WAGO双层二极管接线端子WAGO公司的双层二极管接线端子来实现。该接线方式的

20、优点为：接线简单15? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-方法三采用继电器隔离的直流供电漏极开关量输入模板的接线方式详见下图io所示。图10继电器隔离的直流漏极开入模板接线方式该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏10模板的现象发生；缺点为：继电器为单点故障方法四采用双继电器隔离的直流供电漏极开关量输入模板的接线方式详见下图ii所示。图ii双继电器隔离的直流漏极开入模板接线方式直流电源该接线方式的优

21、点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏I0模板的现象发生；缺点为：继电器数量较多，增加了系统成本方法五采用直流供电的源极开关量输入模板的接线方式详见下图12所示图12直流源极开入模板接线方式17? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-直流电源

22、干接点信号该接线方式的优点为：接线简单；缺点为：某一开入模板发生故障，可能导致馈电现象发生。方法六10模板DC-开入模板（源极）<>DC-开入模板（源极）DC+采用二极管隔离的直流供电漏极开关量输入模板的接线方式详见下图13所示。图13二极管隔离的直流漏极开入模板接线方式干接点信号直流电源10模板DC-|二极管| 一 '为了避免方法一中的馈电现象，在信号端增加了二极管进行隔离。隔离二极管可以采用 如下图14所示。图14 WAG0双层二极管接线端子DC-开入模板（源极）DC-开入模板（源极）DC+WAG0公司的双层二极管接线端子来实现。19? 2010年Schn

23、eider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-该接线方式的优点为：接线简单方法七采用继电器隔离的直流供电源极开关量输入模板的接线方式详见下图15所示。图15继电器隔离的直流源极开入模板接线方式该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏10模板的现象发生；缺点为：继电器为单点故障方法八采用双继电器隔离的直流供电源极开关量输入模板的接线方式详见下图16所示。图16双继电器隔离的直流源极开入模板接线方式#? 2010年Schneider

24、Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-21? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏10模

25、板的现象发生；缺点为：继电器数量较多，增加了系统成本#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-方法九采用继电器隔离的交流供电开关量输入模板的接线方式详见下图17所示。图17继电器隔离的交流开入模板接线方式该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因

26、发生串电时损坏10模板的现象发生；缺点为：继电器为单点故障0 方法十采用双继电器隔离的交流供电开关量输入模板的接线方式详见下图18所示。图18双继电器隔离的直流源极开入模板接线方式该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏10模板的现象发生；缺点为：继电器数量较多，增加了系统成本4.1.2开关量输出模板常见的开关量输岀模板根据信号电源电压可分为：直流和交流两大类；直流信号供电电压模板根据供电逻辑可分为：漏极和源极两大 类。下面将根据不同的类型介绍一下相应的硬件接线方法及其优缺点。 方法一采用二极管隔离的直流供电漏极开关量输岀模板的接线方式详见下图19

27、所示。图19二极管隔离的直流漏极开岀模板接线方式I0模板DC+O二极管!开出模板（漏极）DC-（DC+O开出模板（漏极）、 DC”继电器直流II负载继电器一一触点一供电电源#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-电源20为了避免馈电现象，在信号端增加了二极管进行隔离。隔离二极管可以采用WAG0公司的双层二极管接线端子来实现。如下图所示。图20 WAG0双层二极管接线端子该接线方式的优点为：接线简单4.122方法二采用双继电器隔离的直流供电漏极开关

28、量输岀模板的接线方式详见下图21所示。图21双继电器隔离的直流漏极开岀模板接线方式10模板DC+开出模板（漏极）DC-DC+O 开出模板（漏极）DC 继电器 继电器DO2负载继电器 继电器Doi点供电电源该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏10模板的现象发生；缺点为：继电器数量较多，增加了系统成本方法三采用二极管隔离的直流供电源极开关量输岀模板的接线方式详见下图22所示。图22二极管隔离的直流源极开岀模板接线方式23? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储

29、本文的任何部分。www.schneider-IO模板开出模板（源极）DC+DC-开出模板（源极）DC+直流 -电源继电器II负载继电器触点一一I供电电源为了避免馈电现象，在信号端增加了二极管进行隔离。隔离二极管可以采用WAGO公司的双层二极管接线端子来实现。如下图23所示。图23 WAGO双层二极管接线端子25IO模板#IO模板继电器 继电器-DO1 触点一DC+开出模板（漏极）DC-L-,继电器 继电器_DO2触点-该接线方式的优点为：接线简单方法四采用双继电器隔离的直流供电源极开关量输岀模板的接线方式详见下图24所示。图24双继电器隔离的直流漏极开岀模板接线方式IO模板DC+

30、开出模板（源极）DC-负载? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#传感器IO模板该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏10模板的现象发生；缺点为：继电器数量较多，增加了系统成本4.125方法五采用双继电器隔离的交流开关量输岀模板的接线方式详见下图25所示图25双继电器隔离的交流开岀模板接线方式#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存

31、取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器IO模板#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器IO模板I0模板继电器 继电器L O开出模板继电器 继电器DO2 一一 DO1一 一负载供电电源#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器IO模板#? 2010年Schneider

32、Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器IO模板该接线方式的优点为：采用继电器隔离后，避免因发生串电时损坏I0模板的现象发生；缺点为：继电器数量较多，增加了系统成本#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器IO模板#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复

33、印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-传感器IO模板4.1.3模拟量输入模板常见的模拟量输入模板根据传感器信号的不同，可分为电流型、电压型等信号。下面将根据不同的类型介绍一下相应的硬件接线方法 及其优缺点。 方法一采用直接连接方式的电流型模拟量输入模板的接线方式详见下图26所示。图26直接连接的电流型模入模板接线方式该接线方式的优点为：接线简单；缺点为：回路中存在多处单点故障，降低了系统的可靠性。4.132方法二采用并联电阻法的电流型模拟量输入模板的接线方式详见下图27所示。图27并联电阻法的电流型模入模板接线方式传感器10模板该接线方式的

34、优点为：接线简单；缺点为：某一个模块发生故障时，输入数据量程将发生变化。4.133方法三采用配电器法的电流型模拟量输入模板的接线方式详见下图28所示。图28配电器法的电流型模入模板接线方式29? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-配电器IO模板传感器Out+°电流源+-<>> +电流型模 入模板IN+ <> Out2<>O +电流型模 入模板配电器可以采用菲尼克斯公司的相关产品来实现。如下图29

35、所示。图29菲尼克斯配电器产品该接线方式的优点为：接线简单，可靠性较高；缺点为：成本较高4.134方法四采用直接连接方式的电压型模拟量输入模板的接线方式详见下图30所示。图30直接连接方式的电压型模入模板接线方式传感器IO模板该接线方式的优点为：接线简单；缺点为：某一个模块发生故障时，输入数据量程将发生变化。31? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-4.135方法五采用配电器法的电压型模拟量输入模板的接线方式详见下图31所示。图31配电器法的电压

36、型模入模板接线方式配电器10模板#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-配电器可以采用菲尼克斯公司的相关产品来实现。如下图32所示图32菲尼克斯配电器产品#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复

37、制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-#? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-该接线方式的优点为：接线简单，可靠性较高；缺点为：成本较高4.1.4模拟量输出模板常见的模拟量输岀模板根据执行器信号的不同，可分为电流型、电压型等信号。下面将根据不同的类型介绍一下相应的硬件接线方法 及其优缺点。 方法一采用二极管隔离的电流型模拟量输岀模板的接线方式详见下图33所示。图33二极管隔离的电流型模拟

38、量模板接线方式10模板;二极管执行器+ _!f +电流型模r1r 11IN出模板-iri)；二极管i+ <>-电流型模! i出模板隔离二极管可以采用 WAGO公司的双层二极管接线端子来实现。如下图34所示图34 WAGO双层二极管接线端子1该接线方式的优点为：接线简单，成本较低。两个模板正常工作时，每个模板输出一半电流。当某一模板出现故障时，另一模板输出全部 电流。 方法二采用二极管隔离的电压型模拟量输岀模板的接线方式详见下图33所示。图33二极管隔离的电压型模拟量模板接线方式33? 2010年Schneider Electric。保留所有权利。未经版权所有人的书面许

39、可，不得使用、复制、复印、发送或用任何性质的存取系统存储本文的任何部分。www.schneider-图34 WAGO双层二极管接线端子该接线方式的优点为：接线简单，成本较低。两个模板正常工作时，一个模板输岀全部电压信号，另一个模板输岀为零。当某一模板岀现 故障时，另一模板输出全部电压信号。4.2软件编程Quantum PLC的所有10模板基本不带通道自诊断功能，因此，如需实现10冗余功能时，只能实现模块冗余功能。在Quantum PLC实现I0冗余功能时，所有10模板一般采用RI0方式连接到Quantum PLC 的控制系统。在 Unity Pro软件中的系统变量地址区中专门设置了用于RIO子

40、站状态检测的诊断信息。利用这些诊断信息，我们可以实时判断所有远程站上每个IO模板的状态信息。根据这些状态信息，就可以开发专门的、用于实现IO冗余系统的开关量输入、开关量输岀、模拟量输入、模拟量输岀自定义函数功能块，利用这些功能块即可实现IO冗余的全部功能。RIO子站诊断信息见下表1所示。表1 RIO子站诊断信息序号映射地址描述值1%SW180RIO主站诊断信息模块故障时，对应位自动设置为0，否则为12 %SW185RIO子站2诊断信息3 %SW190RIO子站3诊断信息4 %SW195RIO子站4诊断信息5 %SW200RIO子站5诊断信息6 %SW205RIO子站6诊断信息7 %SW210R

41、IO子站7诊断信息8 %SW215RIO子站8诊断信息9 %SW220RIO子站9诊断信息1011 %SW335RIO子站32诊断信息421开关量输入模板基本功能块开发开关量输入模板实现10冗余功能时，完成基本功能块开发所需的基本的输入、输岀信号见表2所示:表2开入模板基本功能块输入/输出信号列表序号信号信号说明输入信号1 IN1输入信号：来自于开关量输入模板的输入信号2 Healtl】1诊断信息：来自于开关量输入模板的诊断信号（该诊断信息为 RIO子站诊断信息）3 IN2输入信号：来自于冗余开关量输入模板的输入信号4 Healtl12诊断信息：来自于冗余开关量输入模板的诊断信号

42、（该诊断信息为RIO子站诊断信息）5 SafetyFault故障安全信号：即当两个开关量输入模板同时发生故障时，设备进入安全状态时对应的安全值输出信号1 OUT输出信号：经过处理后的开关量输入信号对应的输出值2 Status模板状态诊断信息：值为0:两个模板都正常工作值为1:冗余开关量输入模板发生故障值为2:开关量输入模板发生故障 值为3:两个开关量输入模板发生故障根据上述基本的输入、输出信号，利用 Unity Pro软件中的自定义函数功能块开发功能，即可实现开入模板的基本功能块开发功能。 开入模板基本功能块的样例程序如下图35所示：图35开入模板基本功能块的样例程序Bflthaw ok ,

43、OUT oupvt INI ftaluf isO. If Kie first moidluk ts ok . than OUT output IN1I ; status w 1 . N tht secnod me duhis OK ttien OiUT output IN2 ;is2 . If both modules aiie faulrt. Out «utput Safetjffautt. value. status is3421.2高级功能块开发基本功能块仅仅是考虑了开关量输入模板的基本的工作情况，但是，两个开关量输入模板在采集开入信号的同时，还会存在以下问题:1）在指定的时间

44、范围内，两路开入信号采集到的值不相同2）如果两路信号值不相同时，但是每个开入模板都没有报故障时，PLC该如何处理上述信号因此，在开入模板基本功能块中必须考虑上述两种情况，因此，功能块还可以根据需要做适当修改，修改后的高级功能块所需的基本的输入、输出信号见表 3所示：表3开入模板输入/输出信号列表序号信号信号说明输入信号1 IN1输入信号：来自于开关量输入模板的输入信号2 Healtl11诊断信息：来自于开关量输入模板的诊断信号（该诊断信息为 RIO子站诊断信息）3 IN2输入信号：来自于冗余开关量输入模板的输入信号4 Healtl12诊断信息：来自于冗余开关量输入模板的诊断信号（该诊断信息为R

45、IO子站诊断信息）5 SafetyfFault故障安全信号：即当两个开关量输入模板同时发生故障时，设备进入安全状态时对应的安全值6 DTim，差异时间：即允许两路信号岀现差异的最大时间，如果超过差异时间后，两路信号依然存在差异，则表明模板出现故障，7 DValue差异值：超过差异时间后，两路信号依然存在差异，此时输岀信号 按照差异值进行输岀输出信号1 OUT输出信号：经过处理后的开关量输入信号对应的输出值2 Statu:模板状态诊断信息：值为0:两个模板都正常工作值为1:冗余开关量输入模板发生故障 值为2:开关量输入模板发生故障值为3:两个开关量输入模板发生故障值为4:两个开关量输入模板采集的

46、信号存在差异，并超过了允许 的差异时间高级功能块的开发程序可根据上述输入、输岀信号，根据工艺要求，自行开发，此处不再赘述。4.2.2开关量输出模板基本功能块开发开关量输岀模板实现10冗余功能时，完成基本功能块开发所需的基本的输入、输岀信号见表4所示:表4开出模板基本功能块输入/输出信号列表序号信号信号说明输入信号1 IN1输入信号：即需要处理的输出信号2 Healtl】1诊断信息：来自于开关量输出模板的诊断信号（该诊断信息为 RIO子站诊断信息）3 Healtl12诊断信息：来自于冗余开关量输出模板的诊断信号（该诊断信息为RIO子站诊断信息）4 SafetyFault故障安全信号

47、：即当两个开关量输出模板同时发生故障时，设备进入安全状态时对应的安全值输出信号1 OUT1输出信号：经过处理后的输出到开关量输出模板的值2 OUT1输出信号：经过处理后的输出到冗余开关量输出模板的值2 Status模板状态诊断信息：值为0:两个模板都正常工作值为1:冗余开关量输岀模板发生故障值为2:开关量输岀模板发生故障 值为3:两个开关量输岀模板发生故障2DUT1DUT20UT1UT2StilusStatus根据上述基本的输入、输出信号，利用Unity Pro软件中的自定义函数功能块开发功能，即可实现开出模板的基本功能块开发功能。开岀模板基本功能块的样例程序如下图36所示：图36开岀模板基本

48、功能块的样例程序Both moddl» m ok , OJT1 and OU72 ouput >N : status 0. If th电 first modul* li ok . th«n 0UT1 outputs IN . 0UT2 outputsHfctyfiutt vilut; stitui If 1 If tht nonod modula If OK then OUT1 nutpute ufatMuliu山. 0UT2 outpute IN; rtitis If 2 . If both modults jft fju It. Out1 /nd 0UT2 out

49、putvjIu«. status is 3423模拟量输入模板423.1基本功能块开发模拟量输入模板实现10冗余功能时，完成基本功能块开发所需的基本的输入、输岀信号见表5所示:表5模入模板基本功能块输入/输岀信号列表序号信号信号说明输入信号1 IN1输入信号：来自于模拟量输入模板的输入信号2 Healthd诊断信息：来自于模拟量输入模板的诊断信号（该诊断信息为 RIO子站诊断信息）3 IN2输入信号：来自于冗余模拟量输入模板的输入信号4 Health12诊断信息：来自于冗余模拟量输入模板的诊断信号（该诊断信息为RIO子站诊断信息）5 SafetyFault故障安全信号：即当两个模拟量

50、输入模板同时发生故障时，设备进入安全状态时对应的安全值输出信号1 OUT输出信号：经过处理后的模拟量输入信号对应的输出值2 Status模板状态诊断信息：值为0:两个模板都正常工作值为1:冗余模拟量输入模板发生故障值为2:模拟量输入模板发生故障值为3:两个模拟量输入模板发生故障注意:1）对于模拟量输入模板来说，诊断信息除了可以使用来自于RI0子站的诊断信息以外，还可以使用模板自身的诊断信息。在模拟量输入模板参数配置中，自动分配了该模板的各个通道的诊断信息，利用该诊断信息可方便的实现通道的状态诊断功能。模块通道诊断信息详见图37所示：图37模拟量输入模板通道诊断信息The following shows the 他nd 17Word 17Input status wordl1 = Bnolc