冗余系统简介

QnPRHCPU

冗余系统三菱电机名古屋工厂故障冗余系统的特点通过冗余（CPU，网络，电源等）实现高可靠性双系统使减少生产停工时间成为可能提高了系统的可用性(双主系统部件)为连接在同一网络的设备提供了透明性，包括企业级网，如SCADA，数据录入等控制系统到待机系统的无冲击切换QnPRH冗余系统特点：高速的CPU处理(沿用Q系列高性能特点)在CPU,电源,网络模块(以太网和MELSECNET/H)和网络电缆上的冗余无须停止和断电系统就可以更换安装在远程I/O系统上的模块无限制的PID回路（仍可以使用Q过程CPU的专用过程控制指令）可以使用标准的Q系列部件，无须担心特定的模块（为物流减轻了压力）100k字的大容量跟踪数据的大小

极快的系统切换,从控制系统到待机系统一般22ms(48k字)程序自动下载到待机系统，无须两次下载当发生故障的时候(CPU和网络故障)，保持持续的运行IEC61131支持的编程结构MELSECNET/H远程I/O网络特点：25Mbps的高速数据传送速度令牌传送控制方法确保了决定性控制双环光纤循环传送在冗余的电缆和网络上自动环路切换和环路回送的通讯功能高防噪性全面兼容企业网(SCADA等)，无须停止/启动系统就可以进行无扰动切换主站和备用主站的自动切换智能RAS功能：网络故障或者电缆破损后的自动改道功能连接状态的诊断使用专用联结寄存器自动检查远程I/O站的冗余电源远程站上的在线模块更换即使系统切换，仍然保持和OPS系统通讯冗余的

CPU,基板,电源和网络数据跟踪控制系统待机系统冗余系统MELSECNET/HPLCtoPLCMELSECNET/HRemoteI/O站

1站64冗余的电源企业级网GXDeveloperPXDeveloper第3方软件(SCADA,数据登录,等)MELSECNET/HPCI板冗余电源扩展基板MELSECNET/H远程主站

MELSECNET/H远程备用主站MELSECNET/HPLCtoPLCMELSECNET/HPLCtoPLC以太网以太网高可靠性

Ethernet冗余

CPU当控制系统出现故障时,通过切换到待机系统来确保系统继续运行(热待机系统)如果主基板出现故障,无须停止整个冗余系统就可以替换整个基板高可靠性

整个基板可以被替换数据跟踪跟踪电缆故障控制系统待机系统控制系统系统切换冗余CPU高可靠性两个系统都执行同样的程序,当控制系统的CPU出现故障时，待机的CPU就会接管系统的控制一定量的特殊继电器和寄存器提供冗余系统状态等信息系统的切换可以通过顺控程序中的专用指令（SP.CONTSW)来完成跟踪电缆用来提供两个系统之间数据传送的通道显示冗余系统状态的LED标准Q系列CPU

运行状态的LED跟踪电缆的连接口存储卡插槽USB口RS232口编程口操作和

DIP开关冗余的电源(Q64RP)高可靠性

MELSECNET/HRemoteI/O跟踪电缆冗余的电源可以安装于主基板(Q64RP)和扩展基板上（Q68RB*）OPS冗余电源Ethernet*ExtensionbaseunitsareusedforremoteI/Ostationsandnotdirectlyconnectedtotheredundantmainbases冗余的以太网当以太网模块发生故障，或者通讯电缆断线时，系统自动切换EZSocket

确保OPS控制主站的故障对于OPS

也是透明的，无需重新连接或者系统复位高可靠性

跟踪电缆控制系统待机系统MELSECNET/HRemoteI/O站

1站

64冗余的电源GXDeveloperPXDeveloper第3方软件(SCADA,数据登录,等)以太网模块以太网模块tOPS通讯故障Ethernet控制系统系统切换MELSECNET/H远程

I/O冗余网络当远程主站发生故障时，控制站或者远程I/O站继续运行主站自动作为新的待机站返回网络高可靠性

跟踪电缆控制系统待机系统MELSECNET/HRemoteI/O站

1站64冗余电源冗余电源

扩展基板MELSECNET/H远程主站成为新的

MELSECNET/H远程主站故障系统切换控制系统系统的核对高可靠性

跟踪电缆程序程序参数程序程序参数控制系统待机系统不断的系统核查的特点确保了待机系统可以有效的接管控制系统核对的内容:程序内容运行状态的监视模块运行状态的监视存储卡的的状态参数的核对大容量数据跟踪大容量跟踪数据的建立：100K字极快的跟踪时间：22ms(48K字)两种运行模式:同步跟踪模式程序优先模式(更快的扫描时间)使用GX/PXDeveloper容易设置跟踪参数高可靠性

跟踪电缆控制系统待机系统100K字多种工程环境易于使用

跟踪电缆控制系统待机系统PXDeveloperGXDeveloper下载使用GXDeveloper为两个系统编制程序时，无须创建/下载两个独立的系统容易设置参数各种的诊断功能方便了系统维护Ethernet设置sPLC跟踪设置参数设置CC-Link设置MELSECNET/H设置低成本一些最新的先进产品用于冗余系统:CPU模块:Q12PRHCPU,Q25PRHCPU跟踪电缆:QC10TR(1m),QC30TR(3m)冗余电源:Q64RP主基板/扩展基板:Q38RB,Q68RB(两个都是

8槽)可以使用目前已有的Q系列的标准产品：如基板，I/O模块，智能模块，网络模块等支持在线更换模块在线更换模块(热插拨)在远程I/O站上也可以更换模块支持在线更换的模块种类:Q系列I/O模块A/D和

D/A转换模块温度输入模块温度控制模块脉冲输入模块便于维护

MELSECNET/HRemoteI/O跟踪电缆远程I/O站远程副控制站远程主站热插拔内存拷贝便于维护

当CPU模块被更换后，无须停止运行的系统，储存在控制系统的程序可以直接导入新的待机CPU模块跟踪电缆GXDeveloper存储器拷贝控制系统待机系统执行存储器拷贝功能替换CPU模块213兼容性好兼容MELSECA/QnA,Q（基本型/高性能型/过程CPU）程序程序可以容易的使用GXDeveloper进行转换，无须专门的转换软件QnPRHCPU和Q4AR的冗余系统可以在PLC和PLC之间的MELSECNET/10网络中混合使用CPU硬件特性MitsubishiQnPRHCPUGEFanuc系列90-70SiemensS7-400HRockwellProcessLogixControlLogixSchneider

QuantumOmronCS1DCPU模块lQ12PRHCPUQ25PRHCPUIC697CGR935CPU414-4H1756-L55M13140CPU43412ACS1D-CPU67H处理时间(位触点)34ns400ns100ns80ns500ns20ns程序存储器

(步,字节)Q12PRH:124k(496kB)Q25PRH:252k(1MB)1MBCMOSRAM384KB1.5MB(可以扩展到7.5MB)2MB250K(1MB)800KB(用于数据存储)装载存储器64MB(用于参数等

.)可外接存储卡32MBmaxNo48MB数据跟踪通道专用电缆1x(3m)2根或者更多总线电缆2根光纤(10m–500m)1根光纤(100m)2根光纤(无冗余)3m基板(两个CPU在同一基板上)跟踪数据大小200Kbytes(100K字)48K字节取决于内存大小和更改的数据大小取决于一个扫描周期内执行的数据量(256字节

组)12kwordstateRAMn/a(双重PLC扫描)切换时间22ms(48K字)46ms(100K字)64ms75ms+0.7ms/KB(取决于更改的数据块)80ms到220ms(大约,基于

NUT)38ms(基于默认的数据跟踪大小，12k字)520ms增长扫描时间网络冗余EthernetMELSECNET/HGeniusI/OLANnetwork

ProfibusDPControlNetEthernetModbusPlusProp.remoteI/OEthernetControllerLinkSysbusremoteI/OI/O软元件点数8K数字量24K模拟量8K数字量130K模拟量8K128K128K5K双重PLC编程是，

自动下载到两个CPU中不,每个CPU需要通过串口独立编程直接和主机相连，然后自动拷贝到待机下载到主要CPU,工程自动拷贝不不，只下载到激活的CPUCPU运行模式独立冗余独立冗余独立冗余独立冗余独立冗余独立冗余冗余通讯功能嵌入CPU模块内部系统两侧都有2块独立模块2在主CPU和待机CPU两侧都有两个同步模块在每个机架（2槽）上都有一个SRM模块每个机架都有1个CHS热待机模块在两个CPU（2槽）之间有1个双工单元点到点网络硬件对比MitsubishiGE-FanucSiemensRockwellSchneiderMELSECNET/HGeniusI/OBusProfibusDPControlNetModbusPlus最大速度25Mbps153.6Kbps12Mbps5Mbps1Mbps最大距离30km

(回路)610m9.6km20km5km控制方法令牌传送令牌传送令牌传送基于

RTI的标签(RequestedTimeInterval)令牌总线拓扑回路/总线总线(用于冗余的树)总线,数总线,星形,环形多点(分线电缆)网络上的节点数环路：64,总线：3216(版本3.0的CPU:31）32(带中继器126)99(64通道/模块)63电缆光纤/同轴电缆屏蔽的双绞线屏蔽的电缆光纤/同轴电缆双绞线电缆冗余可能(光纤)可能

（使用两块总线控制模块）可能，通过Y-link连接器可以,使用R-typeCNB模块可以通讯方法广播循环点到点的信息循环循环非循环PTP信息(瞬时/重复)PTP信息全球网络数据数据大小/包2000字节256字节244字节500字节200字节(PTP信息)64字节(全球数据库)设备层网络

硬件对比MitsubishiGE-FanucSiemensRockwellCC-Link通用I/O总线ProfibusDPDeviceNet最大的传输速度

10Mbps153.6Kbps12Mbps500kbps最长距离1.2km

(156kbps)610m9.6km500m控制方法广播轮询法令牌传送令牌传送UCMM拓扑总线,树总线总线,树树网络节点数6416(版本3.0的CPU：31)32(带中继器：126)64电缆屏蔽双绞线屏蔽双绞线屏蔽电缆屏蔽电缆通讯方法自动刷新瞬时信息循环循环非循环Strobe,轮询,状态改变,循环信息数据大小/包

918字节256字节244字节8字节(strobe)255字节(轮询)GEFanuc(90-70系列)优点通过同步CPU实现无冲击的切换独立的冗余通讯模块实现了CPU选择的灵活性手动按钮实现了手工切换控制系统缺点两边都需要两个冗余通讯模块跟踪电缆只能达到7.5米很慢的指令执行速度每个CPU必须独立编程有限的数据跟踪的大小48k字更换模块必须切断整个机架的电源切换时间可能不符合对时限要求严格的场合没有冗余的电源PSCPUBTMRCMGBCPSCPUBTMRCMGBC终端I/O电缆PSScannerI/OI/OI/OBlockBlock优点数据跟踪大小无限制双环系统同步光纤实现了传送速度块和较长站和站的距离使用已经完善的ProfibusDP实现网络冗余（I/O冗余同样）大量的标准部件可使用缺点系统两侧需要两个冗余通讯接口由于过多的跟踪数据和同步程序执行的结构，切换时间可能不符合对时限要求严格的场合跟踪电缆与较便宜的双绞线相比偏贵

比正常系统增加的冗余通信量导致较低的通讯性能,冗余系统的组态需要冗另外的软件进行组态复杂的软件系统建立过程更换在线模块必需关掉整个系统Siemens(S7-400H)PSCPUPSCPU

光纤电缆PWPWPB-DPPB-DPI/OProfibusDP(冗余t)优点系统间的数据存储器智的同步性两边各需要一个系统冗余模块基于控制网络系统的标签众所周知的品牌和ControlNet网络缺点和基板分开的冗余电源需要另外接线（只有一根电源线），是潜在的故障点扫描时间的不断增长，是普通扫描时间30倍系统冗余模块占额外的2个I/O插槽CPU指令执行性能性非常差为了使系统步调一致需要复杂的是数据管理过程需要独立软件来设置系统管理模块待机控制器需要的标签是普通控制器两倍（