基于PROFINET的冗余解決方案

如果環(huán)路中斷，幀仍然可以通過另一個(gè)完好的路徑到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)用沒有任何影響。如果路徑丟失，因?yàn)楦北緹o法到達(dá)，所以很容易被檢測(cè)到。 HSR將多播報(bào)文的可用網(wǎng)絡(luò)帶寬減半。HSR限制在第2層廣播域，需要一個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)(ASIC 或者 FPGA)來滿足時(shí)間約束?；贗EEE 1588的時(shí)鐘同步可能需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)(clock A和clock B)重新同步。

4. SCADA冗余

人機(jī)界面(HMI)軟件與PLC的數(shù)據(jù)交換采用OPC通信方式，OPC是以O(shè)LE/COM/DCOM機(jī)制作為應(yīng)用程序的通訊標(biāo)準(zhǔn)。OPC規(guī)范了接口函數(shù)，不管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以何種形式存在，客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問，從而保證軟件對(duì)客戶的透明性，使得用戶完全從低層的開發(fā)中脫離出來。

菲尼克斯電氣的OPC服務(wù)器AX-OPC-Server用于分布式INTERBUS網(wǎng)絡(luò)或PROFINET網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換。采用 OPC技術(shù)，INTERBUS/PROFINET技術(shù)提供了自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，控制軟件與應(yīng)用之間不需要專用的軟件實(shí)現(xiàn)連接。OPC服務(wù)器為PC應(yīng)用程序(如SCADA/MES系統(tǒng))的讀寫訪問提供控制系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)和中間變量。

增強(qiáng)版的AX-OPC-Server將支持冗余PLC，這意味著應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)點(diǎn)以透明的方式呈現(xiàn)，而無需關(guān)注數(shù)據(jù)來自于哪臺(tái)PLC。因此，對(duì)于SCADA系統(tǒng)而言，不需要專用的冗余驅(qū)動(dòng)，不需要在客戶端進(jìn)行附加的配置。

在OPC Configurator中，只需配置Primary PLC的IP地址，OPC Server將自動(dòng)推算出Backup PLC的IP地址。OPC Server內(nèi)部將使用兩個(gè)資源，每個(gè)資源將從其對(duì)應(yīng)的PLC獲取所需的數(shù)據(jù)。OPC Server通過推算兩臺(tái)PLC的狀態(tài)信息，來識(shí)別哪臺(tái)PLC處于Primary狀態(tài)，該P(yáng)LC的數(shù)據(jù)將提供給上位的SCADA軟件。寫數(shù)據(jù)只對(duì) Primary PLC有效，并通過數(shù)據(jù)同步的方式傳給Backup PLC。

為了取得快速的切換時(shí)間，兩個(gè)資源的數(shù)據(jù)都同時(shí)在OPC Server中進(jìn)行緩存。來自于Primary PLC的數(shù)據(jù)傳送給OPC Client，而來自Backup PLC的數(shù)據(jù)則被丟棄。當(dāng)切換發(fā)生時(shí)，OPC Server根據(jù)PLC的狀態(tài)信息立即切換到備用資源，該備用資源也變?yōu)橹髻Y源。OPC Client無需再重新連接到OPC數(shù)據(jù)點(diǎn)，切換時(shí)間只是取決于所定義的數(shù)據(jù)更新時(shí)間和客戶端當(dāng)前使用的數(shù)據(jù)量。

隨著工業(yè)以太網(wǎng)的逐漸普及，基于工業(yè)以太網(wǎng)的冗余解決方案的需求將會(huì)越來越多。本文提出的冗余方案基于PROFINET通信網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)控制器冗余、I/O冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余以及SCADA冗余等功能。與傳統(tǒng)的CPU冗余或者現(xiàn)場(chǎng)總線冗余系統(tǒng)相比，具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)靈活、配置簡(jiǎn)單及功能完善等優(yōu)點(diǎn)。

隨著IT技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)一步集成應(yīng)用，工業(yè)以太網(wǎng)和PROFINET技術(shù)的不斷發(fā)展，基于PROFINET的冗余解決方案還會(huì)有比較大的改進(jìn)和發(fā)展空間，并將得到廣泛的應(yīng)用。