基于SIMATIC S7-1500H的舞台机械冗余控制系统

侯俊杰 白彦斌

甘肃工大舞台技术工程有限公司 甘肃 兰州 730050

引言

近年来，随着文化产业的迅速发展，现代舞台机械控制系统的功能越来越完善，同时系统结构也变得尤为庞杂，故障率随之增加，所以对舞台机械控制系统安全可靠运行的要求也愈发严格[1]。为此行业中各大企业针对如何降低控制系统故障率提出了多种解决方案，比如目前广泛应用的操作台冗余，这种方案就能够避免因为单个操作台故障而引起的系统停机。因此，可以利用PLC冗余来避免因为单个PLC故障引起停机、利用网络通信冗余避免因网络故障引起停机、利用分布式IO、变频器、接触器、断路器等硬件冗余避免因为这些电气元件故障而引起停机等[2]。随着冗余程度的增高，系统的可靠性将越来越强。事实上，成本也会随之增加，所以选择主要元器件进行冗余配置具有成本优势，而且能够规避大部分系统故障。

在舞台机械控制系统中，PLC就是整个控制系统的大脑与核心。所以对PLC进行冗余备份，是提高控制系统可靠性的有效手段[3]。目前，采用的PLC冗余方式分为2种，即软冗余和硬冗余。西门子公司在这两方面均给出了解决方案。在S7-1500H冗余系统中主、备CPU切换时间＜100ms，功能强大，可靠性高，目前已在隧道照明、污水处理、冶金、煤矿、化工等行业得到了普遍应用[4-6]。

本文针对舞台机械控制系统的特点，分别从硬件设计和软件设计这两个方面实现了控制系统的硬冗余和软冗余，研究了一种基于SIMATIC S7-1500H的舞台机械冗余控制系统。……