1.引言

隨著目前工業(yè)生產(chǎn)線規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)大型控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性可靠性提出了更高的要求，控制系統(tǒng)合理的冗余設(shè)計(jì)會(huì)大大提高系統(tǒng)的可靠性，確保生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。本文以合肥水泥研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的某6000t/d水泥熟料生產(chǎn)線工程為例，介紹基于ABB公司Industral IT 800xA控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)方案。

2. 冗余技術(shù)概念

所謂冗余就是增加備用的設(shè)備，在主設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，備用設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)，以保證系統(tǒng)持續(xù)可靠的運(yùn)行。冗余的分類方法多種多樣，按照在系統(tǒng)中所處的位置，冗余可分為元件級(jí)、部件級(jí)和系統(tǒng)級(jí);按照冗余的程度可分為1：1冗余、1：2冗余、1：n冗余等多種。在目前無冗余功能元件性能不斷提高，且部分元件自帶冗余功能性價(jià)比不高的情況下，從總體設(shè)計(jì)方案出發(fā)，1：1的部件級(jí)熱冗余是相對(duì)簡(jiǎn)單，性能可靠，且比較經(jīng)濟(jì)的方式，所以目前國(guó)內(nèi)外過程控制大多數(shù)都采用這種冗余方式，當(dāng)然也有局部設(shè)計(jì)中采用多種冗余方式組合的方式。本文將就控制系統(tǒng)的部件級(jí)熱冗余進(jìn)行分析。

3. 水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本水泥生產(chǎn)線采用的是ABB公司Industral IT 800xA控制系統(tǒng)，全廠控制系統(tǒng)按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為以太網(wǎng)層，工業(yè)以太網(wǎng)層，現(xiàn)場(chǎng)總線層。

4. 控制系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)

(1)以太網(wǎng)層

服務(wù)器冗余

本生產(chǎn)線800xA控制系統(tǒng)使用5臺(tái)服務(wù)器，其中3臺(tái)為屬性服務(wù)器AS1、AS2、AS3，2臺(tái)為連接服務(wù)器CS1、CS2。其中屬性服務(wù)器AS2、AS3為AS1的冗余服務(wù)器，連接服務(wù)器CS2為CS1的冗余服務(wù)器。而AS1也作網(wǎng)絡(luò)域服務(wù)器，AS2為冗余域服務(wù)器;CS1為OPC服務(wù)器，CS2為冗余OPC服務(wù)器。5臺(tái)服務(wù)器根據(jù)功能的不同都作了不同程度的冗余，使用最少的計(jì)算機(jī)作了最大限度的冗余，使上位機(jī)控制系統(tǒng)可靠性大大增加。而且安裝800xA控制系統(tǒng)軟件后，所有服務(wù)器根據(jù)屬性服務(wù)器AS1自行實(shí)現(xiàn)時(shí)間和數(shù)據(jù)同步，不需要作特別設(shè)置。