計算機監控系統LCU網絡結構及PLC程序完善的研究與應用

陳中啟

（江蘇航空職業技術學院，江蘇 南通 226500）

計算機監控系統LCU網絡結構及PLC程序完善的研究與應用

陳中啟

（江蘇航空職業技術學院，江蘇 南通 226500）

上位機與現地控制單元組成計算機監控系統，上位機發令通過網絡至現地控制單元LCU實現遠程控制。現地控制單元LCU網絡的穩定、可靠，是實現遠程控制的先決條件。此外，各現地控制單元LCU的通信互傳，減少了對監控系統上位機的數據依賴。文章通過對施耐德公司昆騰系列熱備雙CPU系統現地控制單元LCU網絡結構“假雙網”進行完善，實現了真正意義上的“真雙網”網絡結構。

PLC程序；計算機監控系統；現地控制單元LCU；網絡結構

某企業計算機監控系統采用施耐德公司昆騰系列熱備雙CPU系統現地控制單元（Local Control Unit，LCU），但網絡結構使用“假雙網”方式（每個PLC系列的2個CPU機架中，CPU A機架通過一個網絡模塊接入監控實時控制網絡1，CPU B機架通過一個網絡模塊接入監控實時控制網絡2），而不是 “真雙網”的網絡結構方式（每個CPU機架同時接入2個監控實時控制網絡）。

“假雙網”的網絡結構連接方式可靠性低于“真雙網”，且真雙網可實現現地LCU之間通信，避免重要信號需上位機轉發。對“假雙網”的網絡結構連接方式完善成“真雙網”網絡結構，從硬件安裝、軟件配置、PLC程序進行了完善，并通過試驗驗證了“真雙網”網絡結構的穩定性和可靠性。

1 硬件安裝及軟件配置

1.1 網絡模塊的安裝

將兩塊網絡模塊（NOE）安裝到現地控制單元LCU A1柜兩個CPU機架備用插槽。用一根網線將CPU #1機架里新增的網絡模塊與現地控制單元LCU SW2交換機相連，用另一根網線將CPU #2機架里新增的網絡模塊與現地控制單元LCU SW1交換機相連。NOE網絡模件安裝示意，如圖1所示。

圖1 NOE網絡模件安裝示意

1.2 軟件配置

打開調試筆記本，設置調試筆記本IP地址與現地控制單元同一網段。用網線將調試筆記本連接到現地控制單元LCU交換機SW1上。啟動Unity Pro XL程序，打開最新的現地控制單元PLC程序。在Unity Pro XL程序狀態欄里，檢查“相同”和“已生成”是否顯示，確認當前打開的現地控制單元PLC程序與現地現地控制單元PLC內的程序一致。

1.2.1 新增NOE網絡模塊后，現地控制單元LCU總線及網絡模塊配置

（1）現地控制單元LCU 本地總線配置。

程序位置：Configuration→1：本地總線→1：本地Quantum子站→1:140XBP00600，進入本地總線界面檢查機架結構如右圖所示。其中4號槽位NOE77101模塊配置為Ethernet_1，5號槽位NOE77101模塊配置為Ethernet_2。

設置通訊以及啟用IO掃描功能以實現PLC之間通信

Networks→Ethernet_1配置為：

IP 地址：******、子網掩碼：******、 網關：****** 、網絡配置： Ehternet I、IO掃描選擇“是”。

Networks→Ethernet_2 配置為：

IP 地址：******、子網掩碼：******、 網關：******、網絡配置： Ehternet II、IO掃描選擇“是”。

（2）IO 掃描配置。

打開在Communicaiton/Networks 下的Ethernet_1 和Ethernet_2，打開后配置（以Ethernet_1 為例）：

Health Block:%I993

IP address:******

Unit ID：Slave syntax:index

Health Timeout(ms):2000

Repetitive rate(ms):256

R D Master Object（本LCU接收數據存放地址）:%MW5651

RD Ref slave:5600

RD length（對側數據讀取長度）:5

Last value(input):Hold last

VR Master Object（本LCU接收數據存放地址）: %MW1

VR Ref Slave:0

Description:無

（3）修改LCU驅動。

選中數據庫相應設備的“驅動配置”，點擊右側資源文件后的“配置”按鈕，在彈出的配置頁面中將PLC模式選為“雙機雙網”

CPU A1網名：jz2、CPU A2網名：jz2a。

檢查確認PLC程序修改無誤，保存。點擊菜單欄上的“生成（B）”，選擇“生成更改（B）”。新建動態數據表，添加變量“%SW60.5”，將變量“%SW60.5”修改為1，待數據傳輸完畢檢查熱備正常后，刪除動態數據表，斷開連接。

2 PLC程序修改

程序修改內容：

（1）INIT程序段定義有TCP/IP通訊。

TCPIP:=0;修改為TCPIP:=1

（2）COMMUN 程序段，修改TCP/IP數據接收及發送程序段。

3 試驗項目

CPU通訊檢查及切換邏輯試驗：（1）雙網連接正常的情況下，斷掉CPU A電源，模擬CPU A故障，此時CPU A應正常切換到CPU B運行。（2）雙網連接正常的情況下，斷掉CPU B電源，模擬CPU B故障，此時CPU B應正常切換到CPU A運行。（3）雙網連接正常的情況下，斷掉CPU A的雙網連接，模擬CPU A雙網故障，此時CPU A應正常切換到CPU B運行。（4）雙網連接正常的情況下，斷掉CPU B的雙網連接，模擬CPU B雙網故障，此時CPU B應正常切換到CPU A運行。（5）雙網連接正常的情況下，斷掉CPU A的單網連接，模擬CPU A單網故障，此時CPU不進行切換（CPU A主用）。（6）雙網連接正常的情況下，斷掉CPU B的單網連接，模擬CPU B單網故障，此時CPU不進行切換（CPU B為主用）。

4 結語

通過以上對計算機監控系統現地控制單元LCU硬件及PLC程序的完善，避免了“假雙網”單網故障時，CPU進行切換而造成控制異常的隱患、以及現地控制單元對上位機轉發數據的依賴性。通過試驗及運行觀察，此網絡結構運行更加可靠、穩定，可為其他企業類似問題的解決提供參考。

[1]國電南瑞科技股份有限公司. Unity_PLC編程指導書V4.3.0[Z].南京：南瑞水利水電分公司，2010.

[2]國電南瑞科技股份有限公司.NARI.監控系統控制流程編寫指導書—SLSD/ZD-116F0[Z].南京：國電南瑞科技股份有限公司，2010.

[3]于亞如，陳明.監控、數據采集和自動控制系統的定義、規范和分析[J].船舶設計技術交流，2003（3）：22-27.

[4]楊杰，王泉，蔡茜.信息技術設備安全試驗用萬向施力裝置的開發[J].安全與電磁兼容，2015（1）：69-70，89.

Research and application of computer monitoring system LCU network structure and PLC program

Chen Zhongqi
（Jiangsu Aviation Technical College, Nantong 226500, China）

Host computer and the local control unit composed of computer monitoring system, the host computer through the network for remote control and local control unit. LCU control unit of LCU network is stable, reliable, is a prerequisite for the realization of remote control. In addition, the communication control unit LCU to each other, to reduce the monitoring system the data dependence. Based on the Schneider Inc quantum series hot standby dual CPU system control unit LCU network structure“false dual”perfect, realize the true sense of the “dual”structure of the network.

PLC program; computer monitoring system; local control unit LCU; network structure

陳中啟（1964— ），男，江蘇如皋，本科，高級講師；研究方向：電子電工職業技術教育，工業自動化控制。