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   五、冗余特性

    在工业过程控制领域，每年对具有更高可靠性系统产品的需求都在逐年增加，其中绝大多数是受经济利益的驱动所产生的。工厂停机损失所带来的代价是极其昂贵的，而且所造成的生产成本也会随之增加。尤其在欧洲，一系列规章制度的主体正在逐步得到完善和加强。现在公布的IEC61508标准为过程控制系统的安全性能提供了设计依据，该标准主要针对可编程电子系统内的功能性安全设计而制定的。

    PLC在安全停机系统领域的应用已经有了很长一段时间。也许Triconex和Pilz公司能够为我们提供许多这方面应用的见解，但其他PLC供应商也正在瞄准这一应用领域的前景，同时也使得一些PLC硬件供应商感到非常棘手。SoftPLC公司已经推出一种冗余系统的解决方案来满足这一应用需求，而且在实际工程中也得到了应用。其应用经验告诉我们，主要秘诀在于对硬件和独特I/O结构体系的仔细选择，并且他们也寻找到一些适合于该领域应用的总线系统以及其他不匹配的东西。

    其他个别的PLC供应商在安全和冗余性应用方面新近也提供了相应的产品。Rockwell自动化公司正好推出了GuardPLC1200和2000系列安全型过程控制器，并与其现有的PLC系统一起为全部自动化系统提供监控和调节的安全性操作。该过程控制器内藏冗余的CPU系统，利用内部测试电路检查I/O模件的运行状况，而不是直接使用冗余的I/O模件。系统遵循IEC61508标准安全技术规范，并同时得到了TuV产品服务机构的一致认证，完全能够应用于具有SIL3级安全等级要求的自动化过程控制应用。

    Rockwell自动化在其ControlLogix平台也为工业用户增加了冗余性选择。一种新的软件部件适合于1757-SRM系统冗余模件，以便做出适当的选择。它可使用RSLogix5000程序设计软件与其他一些模件一起组成冗余系统，并可以使用供电电源、机箱和ControlNet桥路等标准部件。

    Schneider自动化公司为工业用户在临界应用方面提供了一种系列热备份方案选择。当类似数据信息通过系列远程I/O处理器时，它所连接的主处理器和数据信息需要通过来回式的校验链路检查以及处理器本身的过滤。热备份处理器能够监控ModbusTCP/IP、Modbus+和Modbus通信接口的地址，所以对于客户计算机通信其控制传输器是显式传输的。

    Triconex公司不久前公布了一系列新产品。其中包括能够应用于不超过450个测点的小型应用系统的新版本Tridenttriple模件冗余控制器，其特点除包括一个模拟量输出模件、一个脉冲量输入模件和一个增强型通信功能模件以外，还包括现成的模拟量输入、数字量输入/输出，以及固态继电器输出模件。另外，该控制器还完全兼容OPC连接技术规范，同时得到了TuvRheinland组织机构的鉴定并符合SIL3级安全等级要求，也符合DINAK6级安装技术规范。

    Triconex公司还推出了一种新版本的TRICON2003PLC产品，其主要特点是数字处理器的处理速度比原来的版本要高出两倍以上。与以前的版本相比，TRICON2003PLC同样兼容OPC连接技术规范。

    Siemens公司已经开始积极主动介入这一应领域，并及时推出了SIMATICS7-400F产品。该产品属于其高端S7-400PLC的一个具有自动保安装置的版本，主要目的是为安全停机系统应用而设计的。它能够满足IEC61508标准所制定SIL3安全等级的运行要求。如果有临界应用情形发生，控制器能够进入到用户定义的安全状态，以便按照预定的顺序执行停机程序，随后就可以向工业用户提供诊断数据信息报告。系统程序由SIMATICSTEP7通用开发环境来完成，该开发环境为工业用户提供了程序模块库和安全功能模块。

    GEFanuc公司去年就已经推出了型号为Max-ON的热备份冗余软件，该软件被应用于标准系列90-30PLC系统，通过GeniusLAN通信网络，远程I/O彼此之间可以进行通信。软件由即插即用型子程序组成，以便进一步完成诸如变量同步、冗余I/O总线控制、程序等价测试、主CPU的挑选以及诊断等一系列任务。

   四、过程控制应用

    尽管传统PLC被应用于离散过程控制领域，但现在，PLC已被广泛应用于连续过程控制领域，而且基于连续过程控制技术的发展趋势正在进一步得到增长。通信是PLC应用的关键技术，这种技术在PLC领域已经得到扩展。同系统一样，对PLC进行分散化处理已经成为可能，所以更容易进行管理，以便能够更好地集成在一起。

    面对传统工业过程控制市场所存在的巨大竞争压力，许多PLC供应商正在开始主动转移他们所服务的过程控制应用领域，而且必须放弃传统PLC应用已经占据的一些市场份额。

    经过较短时间的努力开发，Siemens公司便陆续推出了基于过程控制的PLC产品，1990年以前就推出了SIMATICPCS产品，而在1997年便将产品提升到了PCS7.这种开发工作一直要持续到Siemens公司满意为止，但随着各种各样新技术的不断诞生和发展，所开发工作不会停止的。尽管离散和连续过程控制应用都使用了同样的硬件产品和网络系统，可能还需要额外增加一些特殊模件，但它们之间始终存在着一些不同的差异。只要将不同类型的应用软件装入到同样的系统之中，就能够完成不同的过程控制应用。

    任何PLC供应商将会继续全神贯注于批量和混合型过程控制的研究开发。作为一个很好的例子，Schneider自动化公司正好给我们带来了其QPC（ProcessControl）产品，在过程控制领域能够使得一个控制系统真正实现完全目标化。QPC利用一套网络化分布式PLC系统来完成过程控制应用。QPC完全基于PLC和MomentumI/O操作平台，能够从单个PLC逐步延伸到分布式系统中去，并且也能够全部与Ethernet、Internet和TCP/IP技术完全集成在一起。

    Rockwell自动化公司计划进一步增强A-B公司的ControlLogix多功能控制器的过程控制性能，同时增加一套冗余解决方案和流量仪表模件。其1756-CFM可组态流量仪表模件将提供支持两通道0-120kHz范围内频率输入的能力，可以接受大多数涡轮或者质量流量仪表的输入信号。在6.0版本的RSLogix5000中，将同时提供功能模块图表（FBD）和过程控制指令表两种编程方式。其ControlLogix平台也同时集成了RSView可视化HMI软件部件。在ControlLogix中，ActiveX面板显示控件与过程控制指令表同时工作，并在RSView的基础上为过程控制应用提供完美的画面显示。另外，其RS系列批量控制应用也提供了集成化S88批量处理能力。

    Toshiba公司发布了其V系列集成化过程控制器，该控制器能够进一步结合PLC系统、DCS和工来控制计算机。其主要特点包括：为所有3种操作平台模式提供了一套公共的组态工程师工具包；为任何顺序控制器、回路控制器和计算机模件的结合提供了一种公共的底板总线结构体系；为全局过程变量和bbbbbbsNT4.0提供公共的标识符数据库；还提供了一套公共的基于Ethernet的LAN网络系统。该控制器程序设计语言兼容IEC61131-3标准。其Web连接性能有助于工业用户进行远程组态、发现并修理故障等工程化活动。

    Siemens公司的PLS7过程控制系统初是基于SIMATICS7-400型PLC，近已经升级到5.0版本。其大的特点之一就是具有柔性分布式服务器/多客户结构体系，完美地结合了开放式总线结构。基于Profibus和HART现场总线的通信协议被广泛用于现场控制设备的集成；Profibus现场总线、工业Ethernet、TCP/IP被用于系统总线；EthernetTCP/IP和快速Ethernet被用于终端总线和企业集成的连接。

    同样，Rockwell自动化公司也推出了增强型ProcessLogix分散型控制系统。随后，又公布了其FlexLogix分散型控制系统，其中内藏有5430型FlexLogix控制器和现有的FlexI/O控制设备产品。5430型控制器与A-B公司的ControlLogix多功能控制器使用了与Rockwell自动化公司相同的过程控制软件包RSLogix5000。

    Rockwell自动化公司的ControlLogix5550多功能控制器，为满足运动控制的需要已经增加了3种新指令，同时也增加了两种新的坐标类型。通过允许RSLinx软件用一个请求命令能够接收全部标识符数据列表的方式，网络数据吞吐量得到了极大的提高。另外，OI工具现在具备了图形化接口，允许对趋势图表和柱状图的数值进行监控，大大增加了一个系统的浏览工具。

    在WatlowAnafaze公司推出的PPC-2000混合型温度控制器中，将多回路PID控制功能和可编程逻辑控制功能集成在同样的过程控制软件包内，具有处理48个PID回路和48个数字量I/O点能力。

    Moore公司推出了专门为过程控制领域设计的基于Internet技术的控制系统Procidia。该系统通过Internet技术的控制系统Procidia。该系统通过Internet和企业内部Intranet，利用基于工业PC的HMI和OPC服务器的自组态方式进行本地和远程操作与控制。

    VMIC公司带来了基于工业PC的控制器VMIPC-8400，该控制器同时嵌入了相应的IOWorks过程控制软件包。VMIPC-8400遵循IEC61131-3，非常适合于连续过程控制和PLC应用的需要。