冗余系统实验手册.doc

冗

余

实

验

手

册

目录

1．实验说明 2
1.1 搭建结构 2
1.2 实验原理 2
2. 实验准备 3
2.1 硬件准备 3
2.2 软件准备 3
3. 实验过程 3
3.1硬件接线 3
3.2 软件组态 4
3.3 网络规划 14
3.4 系统运行 21
4. 实验总结 22

实验报告
——冗余系统的搭建
1．实验说明
1.1 搭建结构
本实验仅以ControlLogixL61控制器为例，简单介绍冗余系统搭建的基本结构要求（其他控制器与其搭建原则一致）。
搭建一套冗余系统需要两套完全一致的硬件装置，例如：主框架是7槽，则从框架也必须是7槽，即主从框架一致，框架上插入的模块也必须相同，而且主从框架上所插模块的位置也必须一致。
软件上来讲，框架上所插入的模块固定版本号必须一致，而且框架上各模块之间的版本号也必须相互匹配。主框架与从框架上的1756-CN2R模块的物理节点必须一致，即两个模块的拨码开关必须一致，而且主从框架上的1756-EN2T模块IP地址必须一致。
总之，主从框架如同相互复制一样。但需要注意的是，主从框架上不能有I/O模块。
在远程框架中，除了需要控制的I/O模块之外，还必须有与主从框架之间进行通讯的通讯模块，而且要有至少两个相同网络的通讯模块，因为在主从控制器在切换瞬间的时差中，不能与远程框架进行通讯远程框架，而远程框架内两个通讯模块之间可以组成通讯，以确保网络不中断。
1.2 实验原理
系统运行时，只有一个LogixL61控制器可以拥有对整个系统输出模块的控制权，称之为主控制器，而两个控制器可以同时接收输入模块的数据，所以冗余的主要工作就是备份控制器，实时监视主控制器的工作状态，如主控制器出现非异常状态，则备份控制器便替代主控制器，对系统输出模块进行控制，并取消主控制器的控制权。这样接可以保证系统始终都可以正常工作。
2. 实验准备
以本次试验为例，对实验的整个过程进行说明。
2.1 硬件准备
本次试验采用ControlLogix系列进行试验，组成冗余系统的两个框架上分别在同样的槽号上，放置同样的模块，每个框架上包括一个1756-L61型处理器，通讯模块采用一个1756-EN2T模块，一个1756-CN2R模块以及一个冗余模块（两个框架之间的冗余模块用光纤连接，进行数据的通讯和数据备份）。
远程框架上放置一个1756-EN2T模块，两个1756-CNBT模块（保持冗余切换瞬时间ControlNet网通讯正常），一个1756-IF16模块以及一个1756-OW16I模块。
2.2 软件准备
本次实验需要应用的软件包括RSLinx软件，RSLogix5000编程软件，RS Networx网络规划软件。组成冗余系统的框架上，控制器与各通讯模块之间版本型号必须匹配，两个框架之间的对应相同的控制器以及通讯模块，版本型号必须一致。
3. 实验过程
3.1硬件接线
将组成冗余系统的两个框架上的ControlNet网络模块，以及远程框架上的两个ControlNet网络模块的A端口与B端口分别用两层ControlNet网络线相连接起来。用以太网将一个L61型控制器与电脑连接，这样，便形成了一个可通讯的网络，利用以太网使电脑与控制器通讯，而控制器之间则使用ControlNet网络进行通讯。
3.2 软件组态
网络搭建好之后，利用RSLinx软件，对系统进行扫描，同时检测通讯是否正常，如下画面-1所示

画面-1
当扫描网络正常时，则说明通讯正常，则打开RSLogix5000软件，新建一个项目则显示一下画面-2所示窗口：

画面-2
Type：所组态控制器型号。
Revision:指控制器的版本。
Redundancy Enabled：如果要建立冗余系统，则要选择此项。
Name：需要填写模块名称。
Chassis Type中选择的是控制器所在框架的型号，本次实验用7槽框架，则选用1756-A7型框架。
Slot是指控制器所在框架的槽号数（框架槽号从0号开始计数）。参数填好后，选择确定，则对控制器组态完成。
Create In：指保存路径。
对框架上通讯模块进行组态，对以太网模块进行组态，如画面-3所示：
在箭头所指处点击鼠标右键，选择New Module选项，会弹出画面-3对话框

画面-3
选择箭头所指出Communication选项，在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的相应以太网通讯模块型号进行选择，点击OK后会弹出画面-4所示：

画面-4
画面-4中，设置所组态以太网通讯模块的参数。
Name：填写模块名称。
Description：填写模块的描述。
Slot：填写模块所在框架的槽数。
Revision：是指模块的主要版本号以及次要版本号。
IP/Adress：填写以太网模块的IP地址（系统进行默认，选填）。
Host Name：是指本模块访问主机的名称（默认）。
Electronic Keying:是指电子识别方式，在下拉菜单中共有三种
（1） Compatible Module指主要版本必须符合，次要版本小于等于模块实际才要版本。
（2） Disable Keying指任意方式，不加以识别。
（3） Exact Match指精确方式，主次版本都必须符合。
参数设置完成后，点击OK后会弹出画面-5所示，画面-5中选项所指：

画面-5
RPI：指请求中断发送时间，指定义模块与控制器信息交换时间间隔。
Inhibit Module：该选项被选择，该模块被屏蔽，与控制器不建立通信。
Major Fault On Controller If Connection Fails While in Run Mode：选择该选项，则控制器在运行时一旦与模块连接失败，在控制器中产生一个主要故障，该故障导致控制器停机。
点击OK后，则以太网模块组态完成。
以太网通讯模块完成后，则对ControlNet模块进行组态，其组态过程与以太网模块相类似。在组态框架上点击右键，选择New Module选项，显示画面-3所示窗口，选择箭头所指出Communication选项，在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的相应ControlNet网络模块型号进行选择，点击OK后会弹出画面-6所示：

画面-6
其中Node是指ControlNet网络模块的节点数，填入相应节点数即可。其它参数含义与以太网模块相同。设置好参数后，点击OK则ControlNet网络模块组态完毕。
框架上，冗余模块不需要组态，而且两套组成冗余系统的框架，只需要组态主站便可，虽然两套框架上，以太网模块的IP地址和ControlNet网络模块的节点虽然一致，但是冗余模块会自动给其中之一框架内的IP地址以及ControlNet网络节点加一，作为从站，加以区分。所以，IP地址以及ControlNet网络模块节点数较小的框架为主站框架。
在如画面-7所示处，进行远程框架的组态。

画面-7
在画面-7中，红色箭头所示“ControlNet”处，点击右键，选择New Module选项，弹出如画面-8窗口，选择箭头所指出Communication选项，在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的远程框架上相应的ControlNet网络模块型号进行选择，点击OK，弹出如画面-7所示中小窗口，其中参数与之前所述一致，进行填写。

画面-8
需要指出的是画面-7中红色方框中的一项“Chassis Size”,为远程框架槽数。点击确定后，会在组态好的ControlNet网络中显示出远程框架，如图画面-9所示。

画面-9
由于一套冗余系统的远程框架上，最少需要两个ControlNet网络模块，所以组态可根据RSLinx软件扫描出的设备类表为原则进行组态。在组态所显示的远程框架上，点击右键，选择New Module选项，弹出如画面-10窗口，选择箭头所指

画面-10
出Communication选项，在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的远程框架上相应的ControlNet网络模块型号进行选择，点击OK，弹出如画面-11所示中小窗口，其中参数含义与之前所述一致，进行填写。

画面-11
远程框架上两个ControlNet模块组态完成后，进行远程框架上I/O模块的组态。在组态出的远程框架如画面-9所示点击右键，选择New Module选项，弹出如画面-12窗口

画面-12
选择箭头所指出Digital选项，在下拉菜单中按照Rslinx扫描出的远程框架上相应的I/O模块型号进行选择后，跳出如画面-13：

画面-13
其中窗口内各参数与之前所述含义一致。
用相同组态方法，对远程框架上其他I/O模块一一进行组态。
组态完成后，将其对控制其进行下载，如画面-14所示：

画面-14
在窗口顶部的菜单栏处，选择“Communication”，在下拉菜单中选择 “Who Active”后，跳出如画面-15窗口：

画面-15
在主画面中，选择控制器后，点击“Download”对程序进行下载。点击后，又弹出画面-16所示：

画面-16
点击“Download”则进行下载。
3.3 网络规划
下载完毕后，进入在线状态，将状态选择到Programme状态，由于各框架之间都是由ControlNet网络进行通讯，下载完成后，需用RSNetWorx软件对ControlNet网络进行规划。打开RSNetWorx软件，在空白处点击右键，选择OnLine选项，如画面-17所示：

画面-17
点击“OnLine”选项后，会跳出如画面-18所示窗口：

画面-18
由于本软件是针对ControlNet网络的规划，所以在画面-18中选择红线所示处，选择OK进行在线扫描。
扫描完成后，显示所扫描到的设备，如画面-19所示：

画面-19
所扫描的设备图标上，都显示一个绿色加号，表示网络显示出设备，但设备不存在离线组态文件，通常出现在首次扫描之中。
完成后，点击软件画面左上角处“Edits Enable”,如画面-20所示。

画面-20
点击后会跳出如画面-21窗口：

画面-21
窗口中“Use online data”指用在线数据进行规划；“Use offline data”指用离线数据进行规划。选择规划方式后，点击OK，软件对ControlNet网络进行规划。
规划完成后，在软件画面空白处，点击右键，如画面-22所示：

画面-22
点击红框中所示选项“Properties”,弹出如画面-23所示窗口：

画面-23
窗口中，Network Updata Time：网络NUT时间设置，默认为5ms，有效范围为2~100ms。
Max Scheduled Address：预定性最大站号，在线自动搜索到预定性连接最大站号或者默认为1，有效值为1~99。
Max Unscheduled Address：非预定性最大站号，默认为99，建议非预定性站号之后预留几个站点，以备将来编程终端的接入。
Media Redundancy：选定网络电缆的结构，默认为A网。
Network Name：为网络命名。
选择好参数后，点击“确定”。然后再点击右键，选择“Download to Network”选项，如画面-24所示：

画面-24
选择后，弹出画面-25所示窗口：

画面-25
选择好保存路径，点击确定。则网络规划完毕。
3.4 系统运行
网络规划完毕后，回到RSLogix5000软件，在软件画面左上角，点击画面-26所示处，选择RUN MODE选项。

画面-26
选择完毕，会跳出画面-27所示窗口，选择“确定”，则程序状态为运行状态。

画面-27
此时整个冗余系统搭建完成。
4. 实验总结
整个冗余系统搭建实验的搭建过程，是对冗余系统概念的理解，试验冗余系统的软件准备，包括软件的熟悉与应用，以及硬件的连接，各模块的参数设置等等各项问题。
冗余系统搭建是实现在生产过程当中，一旦主机控制器框架出现问题，另一框架马上接替工作，并成为新的主机控制器框架，结题工作包括程序的继续运行和I/O的控制权，程序运行的同步性。所以一套冗余系统，经常应用在很多重要工业生产上。

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