SLC500的双机热备系统对发射机可靠性探讨

王艳

摘要：针对发射机控制系统现有的形式，根据实际情况对现有的控制系统进行改进，提高控制系统的双备，从技术手段提高设备的可靠性与稳定性。

关键词：发射机；SLC5/04；控制系统

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）06-0248-02

1 概述

随着现代化网络技术和自动化水平的发展，在控制和信息管理功能相结合的基础上，提高了SLC基本控制单元的通信能力和稳定性的要求。可编程控制器SLC与计算机之间的通信，可以充分利用可编程控制器的稳定性和灵活性和计算机在管理和监控方面的优势。同时，通过双机热备，可以提高控制系统的稳定性。SLC500系列可程式逻辑控制器由罗克韦尔是广泛使用的工业控制产品，它在外形小，功能强大和灵活的配置。这就可以构成一个经济的双机热备节点群，提高控制系统的稳定性。SLC500通信协议全面，可以方便的集成于各种自动化系统中，以及提高发射机的安全稳定运行。

2 现有SLC500系统

DX-600发射机现有系统为SLC-500单套系统，利用RIO链路网络实现发射机控制系统与三个PB的数据交换。发射机合成器控制系统使用一个1747-SN与处理器1747-5/04，三个子系统采用1747-DCM通讯模块并且使用罗克韦尔公司的处理器1747-5/01。

AB PLC用到的软件主要有控制器编写软件RSLogix500、通讯软件RSLinx、触摸屏软件FactoryTalk View组成。其中RSLogix5000主要是用来编写控制器程序，设置控制器参数；RSLinx主要用来使控制器和电脑之间建立通讯连接，及OPC的连接；FactoryTalk View是触摸屏的编译软件。

软件编程为罗克韦尔公司RSLOGIX500，将发射机的各类信号通过输入模块转接到处理器中，梯形图按照控制逻辑将这些信号进行转换，通过1747-SN输出控制命令至三部DX-200的1747-DCM；并与人机接口通过RS232连接，将信息显示在触摸屏上，用于故障指示以及用户操作与控制。

2.1 REMOTE I/O

工作在控制层，由一个扫描器和一个适配器组成，扫描器是1747-SN，适配器是1747-DCM，控制器只读取扫描器1747-SN中的数据，在处理器中分配32个字。SN扫描下位设备，1747-DCM是远程机架和远程扩展机架上的主设备（远程机架上没有控制器）。 Remote I/O波特率是57.6K，数据包小，效率高，是主从机制，无源网络，智能化低，稳定性好，方法比较老套。

2.2 SLC500对发射机的影响

DX-600通过SLC500的处理器对发射机进行开、关以及保护性操作的控制，通过扫描器来采集三个PB得数据，并把数据通过DH+线缆传输到自动化的处理器用以数据的监控。DX-200的5/01是在功放单元和发射机控制单元之间提供并行到串行的转换。对功放单元进行控制主要是包括选择高功率、中功率、低功率、关机、故障复位、升功率和降功率。功放单元的状态包括有高功率、中功率、低功率、关机、故障汇总、升功率和降功率等，通常它们是被转换成串行数据的。需要将模拟信号转换成串行数据的有入射功率、电源电压、电源电流和网络零点等信号。

如果主设备的SLC断电或者损坏，发射机将失去控制，发射机失去对故障的保护性响应，对设备造成必不可少的损害。影响节目的不间断播出。为了提高发射机控制系统的稳定性与可靠性有必要搭建一个热备系统，从技术的手段加强发射机的安全运行。

3 SLC500双机热备

SLC500的双机热备系统完全适应发射机系统稳定可靠的需求，两个SLC处理同步工作。一个为主设备，控制系统的操作。另一个为备份设备，用于监测数据。如果主设备崩溃，备份设备即变为主设备进行控制发射机。

两台上位机通过交换机和Remote I/O网络连接三个PB。在这套控制系统里，组装了两套SLC控制框架。远程I/O（RIO）现场总线将连接到SLC系统通过匹配的扫描模块和适配器模块。这种结构体系不仅以其良好的稳定性和抗干扰能力的PLC优势，也有丰富的软件，很好的显示和上位机的方便输入。同时，这套控制系统易于扩充并且上位机作为下发任务的计算机。首先，上位机作为人机接口用于操作和管理下位机。第二，上位机与下位机通讯，并传递管理人员的控制命令。

这两套系统通过因太网连接。上位机出现故障时，下位机SLC照常运转，不会影响发射机的正常运行。这就是为什么系统的稳定性和灵活性可以提高的原因之一。控制程序分别下载到两台下位机。除了IP地址不一样外，它们拥有相同的程序和硬件配置。主SLC通过远程/本地控制总线接收输入模块的数据，并通过程序向输出模块下达输出指令。同时，SLC处理器与上位机交换数据，用于上位机的显示与判断。两套SLC被设计为互备控制系统，并通过HSSL协议彼此通信，它们同步工作并且互相监督。一个为主，用于操作和控制发射机；另一个为辅，用于监控。主的一旦崩溃，备份设备马上接手进行控制和操作发射机。避免发射机的停播以及检修人员可以快速维护。

3.1 通信协议

上位机、触摸屏以及两台下位机通过交换机连接。协议为因特网的TCP/IP协议。每台机器都有独立的IP地址。上位机、触摸屏与下位机的通信主用用监控发射机的状态以及下达控制指令。自动化软件安装在上位机，通过Rslinks与下位机交换数据。并在自动化软件进行显示和报警。 RIO通信通过远程的1747-BSN 扫描器对本地的1747-ASB通讯模块进行通讯，本地的输入/输出模块地址将被映射到远程的SLC上。

3.2主备SLC的选型

AB的SLC500模块式处理器在内存、I/O能力、控制指令、以及通信接口等方面为用户提供了广泛选择，从小型专用系统到大型分布式系统，从简单到复杂的应用均可。除组态灵活外，可编程控制器之间可通过内置的网口进行通信，以进行编程和监控。SLC5/03以上的具有相应的内置网络接口，如5/04提供DH+网络接口，使得处理器无需额外的网络接口硬件而直接与DH+网上的设备进行通信。SLC5/05处理器可以通过内置的支持TCP/IP协议的以太网口，将控制系统和监视信息管理系统系统集成在一起。

主备系统均选用SLC5/05作为下位机，上位机选用研发的工控机。人机接口选择支持TCP/IP协议的触摸屏。远程通讯模块为1747-BSN，本地通讯模块为1747-ASB。

SLC 5/05可以使用以太网进行数据传送，使用的通讯介质有双绞线、光纤、宽带、粗同轴电缆、细同轴电缆。SLC 5/05使用通道1进行以太网通讯，它包括10Base_T、RJ45以太网连接器，可通过8芯以太网电缆连接到标准以太网HUB上。SLC 5/05通过MSG命令与以太网进行通讯，最多支持16个连接，允许同时与其他16个设备或者应用程序通讯。发送连接对于已建立的目的IP地址不能超过一个，如果多个MSG指令使用同一个目的的IP地址，则它们共享同一个连接。

1747-ASB是一个适配器，是RIO链路上的从设备，同时它也是所在远程机架或者远程扩展机架的主设备。1747-ASB模块充当了扫描器和远程子机架上的网关。1747-ASB直接将远程机架的I/O模块的地址直接映射到主SLC或PLC的处理器映像当中。输出数据由本地机架的SLC通过RIO链路直接发送到远程机架的1747-ASB模块。这些数据经过机架背板传送到输出模块控制发射机。同样的，发射机的数据通过输入模块采集经过背板传送到1747-ASB上，再经过RIO链路传送给本地机架的SLC上。

1747-SN为扫描器，扫描器的功能就是连续不断的扫描RIO链路上的所有设备，这种扫描将适配器不断传输。适配器通过发送数据到扫描器作出回应，扫描器会传送足够多的离散数据包来更新适配器的映像。在本系统中，1747-SN最多可以分配给4个适配器的映像地址。

4 系统设计与调试

系统设计分为两个部分，一是硬件的设置，二是梯形图的编写。

4.1 硬件的设置

根据硬件配置的系统，输入/输出地址模式和通信速率决定了扫描模块和本地通讯模块的开关设置。由于DX-600有3个PB以及一个冷却控制单元。则需要根据实际情况设置SW1的0--5位。SW1 主要分配1747-ASB模块在扫描器中的起始逻辑槽号。根据通讯速率设计SW2，在同一个RIO链路上，通讯速率必须一致。

5 总结

本系统采用SLC系列高端配置，但是成本却比罗克韦尔公司流行的SL5000、Controllogix系统低。而且可以充分利用现有系统的资源，节省了成本，提高了原有系统的稳定性。这套系统不管从性能上还是系统稳定上均适应于中波发射机。总而言之，这套系统不但提高了设备的可靠性，而且保证了安全播出，减轻了维护人员的压力。为“有人留守、无人值班”的工作模式的实现创造了技术支撑。

参考文献：

[1] 魏瑞发.数字化调幅发射机[M].上海：上海科学技术出版社，1984.

[2] 钱晓龙，李晓理.循序渐进 SLC500控制系统与Panel Vew 训练课[M].机械工业出版社，2008.

[3] 陈晓卫.全固态中波广播发射机使用与维护[M].中国广播电视出版社，2002.