Profibus DP从站冗余技术及其实现.pdf

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1、·88·工业仪表与自动化装置2011年第6期ProfibusDP从站冗余技术及其实现刘长龙(陕西省延安卷烟厂二车间，陕西延安716000)摘要：针对市场上对高可靠性ProfibusDP控制系统需求，研究了相关国际标准，采用SPC3链路层控制器作为核心芯片，进行软硬件协同设计，开发出符合PNO标准要求的从站冗余协议栈。关键词：ProfibusDP；从站冗余；SPC3；协议栈中图分类号：TH702文献标志码：A文章编号：1000—0682(2011)06—0088—04ProfibusDPslaver

2、edundancytechnologyanditsimplementationLIUChanglong(ShaanxiYan'anCigaretteFactory，ShaanxiYah'an716000，China)Abstract：AimtotherequirementforhighreliableProfibusDPcontrolsysteminthemarket，thispa—perresearchonrelativeinternationalstandards，adoptSPC3linklayercontrollerascorechip，makesofewa

3、reandhardwareCO-design，andfnallydevelopanewDPslaveredundancyprotocolstackwhichmeetsthe．Keywords：ProfibusDP；slavestationredundancy；SPC3；protocolstack路自动切换到备用单元或者串行链路的方法实现系0引言统无扰动切换，满足系统不停机的高可用性要求。近年来，随着信息技术和自动化技术的发展，控国内尚无厂家有符合该规范的冗余从站产品面制系统发生了新的变革。现场总线简

4、单、可靠、经济世，仅国外自动化巨头如Siemens等拥有符合从站实用等一系列突出的优点在控制系统中得到日益广冗余规范的产品J。因此，开发符合泛的应用，并成为当前自动化技术的热点之一，其中《SpecificationSlaveRedundancyV1．2》标准的冗余以Profibus现场总线应用最为广泛。从站设备具有迫切的现实意义。Profibus现场总线通过串行通信方式，解决了工1ProfibusDP冗余技术分类及框图业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备同控制系统之间的信息传递问题，但是其系统ProfibusDP冗余技术主要有3种形式：主站冗可靠性却由

5、此受到制约。在发电及能源输配(石余、介质冗余、从站冗余，如图1所示。油、天然气、电力)、采矿、环境工程、纸浆造纸、钢铁冶金、交通、航空等行业对系统可靠性有非常高的要求，一旦串行链路出现故障或者通信端口故障，那么整个生产过程的控制必将受到严重影响，甚至出现事故。针对此类问题，Profibus国际组织在2004年底各提出了《SpecifcationSlaveRedundancyV1．2》，该标准的制订确立了ProfibusDP现场总线控制系统图1ProfibusDP冗余控制系统结构的从站冗余规范。在Profibus控制系统中，通过控主站冗余：Profibus主站是整个P

6、rofibus现场总制系统冗余的方式，将发生故障的单元或者串行链线系统中最关键的部分，主站的稳定性和可靠性是保证整个系统正常运行的关键，因此，主站冗余非常收稿日期：2011～06—09作者简介：刘长龙(1978)，男，助理工程师，目前主要从事工厂重要。自动化应用方面工作。冗余的Profibus主站具有2个独立的Profibus2011年第6期工业仪表与自动化装置·89·协议栈，同时还提供一个对冗余数据进行处理的冗过第一从站的诊断报文传递给第一主站。余处理模块。2个协议栈相对独立运行，分别接收2在工程应用中，主站冗余、介质冗余和从站冗余条总线上的消息并进行处理，然后提

7、交给冗余处理根据需要组合使用。模块，冗余处理模块按一定的法则对2路冗余数据2ProfibusDP从站冗余技术基本原理进行判决，将有效数据提交给上层应用，对于上层应用程序而言，冗余链路是透明的。对于下行数据，从实际使用时，根据冗余系统的可靠性要求，可以上层应用程序传来的数据经过冗余模块处理后分别选择FlyingRedundancy或者SystemRedundancy模传给2个ProfibusDP接口模块，经过进一步处理后式，如图3所示。下面简要介绍这2种冗余结构。发送到2路Profibus网络。冗余主站的2个Profibus巨接口模块在正常工作时同时运行，可以对处