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冗餘控制系統在大機組中的應用GE公司Rx3i冗餘控制系統在大機組中的應用，針對離心壓縮機組儀表控制系統改造，選用冗餘的Rx3i作為控制核心，保持原有的控制方案不變，將程序解讀轉化，對PLC、HMI進行重新編程，保持原有的操作界面及風格，使上位機與PLC系統緊密結合，實現過程的監控。該項目的成功實施，為RX3i冗餘系統的使用和編程奠定堅實基礎，並為國內大機組控制系統改造提供一整套的硬件配置及軟件組態方案，值得借鑑和參考。

關鍵詞： 冗餘；容錯；程序解讀；編程

案例背景介紹

1、 控制系統改造的背景與環境

原丙烷壓縮機、循環氫壓縮機儀表控制系統採用GE公司的冗餘90-70控制系統如圖1所示，共採用兩套PLC槽架，硬件組成上完全相同，但在硬件配置上有所不同，其中主、從機架的IP有所不同，主機架的IP為10.0.0.1，從機架的IP為10.0.0.2。另外主從機架的GBC模塊配置有所不同，主機架GBC模塊的地址為31，從機架GBC模塊的地址為30。PLC通過GBC對分布式I/O進行控制及管理，並通過令牌式網絡協議，訪問分布式I/O系統，完成對現場的過程數據顯示及控制。

以上方案存在的隱患：

（1）控制系統冗餘方案為軟冗餘，正常時只有地址為31的GBC機架有控制權，當有故障發生時，自動切換到地址為30的GBC，當GBC31恢復後又自動切換到GBC31機架控制，無法實現人為的主從機架之間的切換。

（2）冗餘方式為單網，所有的分布I/O模塊並接在網絡上，只有一條控制網絡，一旦出現網絡故障，I/O模塊將無法控制，將直接導致機組停機。

（ 3 ） 控制系統老化，備件成本較高， 上位機依然採用Win2000操作系統。由於現有的上位機硬件無法提供Win2000的硬件驅動，一旦上位機出現故障，無法及時恢復。

（4）主從機架對I/O的控制只採用一個GBC模塊，未實現I/O控制模塊的冗餘。鑑於以上原因，對控制系統進行了改造，將90-70控制系統更換為GE PAC Rx3i控制系統。

案例實施與應用情況：

2　改造系統的構成

2.1　控制機櫃電源冗餘

在本次改造中為防止電源系統波動造成機組停機事故，在實際中採用了兩路供電，一路由UPS供給，另一路由市電供給，分別作用在兩個24VDC電源箱上，電源的輸出端通過二極管模塊輸出，保證了24VDC電源系統的穩定性。

2.2　PLC機架電源冗餘

為防止電源波動，PLC機架電源模塊被設計成直流24VDC電源，防止交流電壓一旦出現波動給系統帶來影響，同時無論在主從機架還是遠程機架上都插入兩個電源模塊，以防止電源模塊故障給系統帶來影響。

2.3　控制器冗餘

GE控制器有兩種，一種是非冗餘的CPU，另一種是用於冗餘機架的CRU，均能夠實現冗餘設計，但通過CPU實現的冗餘通常為軟冗餘，通過CRU可真正實現控制機架之間控制的硬冗餘，同時實現了冗餘機架之間的手動切換。機架之間的切換有兩種，一種是自動切換，由系統直接控制，當與上位機的以太網環路出現故障或用於控制分布式I/O的以太網模塊故障（控制分布式I/O的以太網模塊有兩個，需要同時出現故障）時，系統將自動切換主從機架；另一種是手動切換，可按照人的需求進行切換，長時間按住任意機架RXM模塊的切換鍵就可實現手動切換。