1导言
造纸厂PLC操控体系首要用于集散操控和传动操控，如下图1所示。集散操控首要包含制浆流程、造纸流程和仓储流程；传动操控则以造纸机的分部传动为主。
图1造纸PLC操控体系所针对的首要生产工艺
在造纸生产工艺的操控要求中，需求做到以下三点：
（1）造纸设备在启停和运转进程中发生危机设备和人身安全的毛病时，需求主动采纳维护和联锁，防止事端的发生和防止事端扩展，然后保证正常启停和安全运转；
（2）经过对造纸设备作业状况和运转参数的紧密监督，发生反常时，即时宣布报警信号，必要时主动发动或许切除某些设备或许体系，保持原负荷运转或减负荷运转直至安全退出运转；
（3）造纸主动化的集散操控要求更快的速度、更有用操控与监测、更高的数据处理才干和抗危险才干，以及更高的集成才干。在这种情况下，仅靠进步操控体系硬件的可靠性来满意上述要求是远远不够的，由于PLC自身可靠性的进步是有必定的极限，运用冗余体系才干够比较有用地处理设备安全问题，才干保证整个体系的安全与功率。
在冗余操控体系中，整个PLC操控体系（或体系中最重要的部分，如CPU模块）由两套完全相同的体系组成。两块CPU模块运用相同的用户程序并行作业，其间一块是主CPU，另一块是备用CPU；主CPU作业，而备用CPU的输出是被制止的，当主CPU发生毛病时，备用CPU主动投入运转。
本文将首要评论造纸厂PLC体系的冗余装备和运用。
2西门子PLC操控体系的冗余装备
2.1 冗余原理装备
造纸厂的西门子冗余体系由A和B两套PLC操控体系组成。开始时，A体系为主，B体系为备用，当主体系A中的任何一个组件犯错，操控使命会主动切换到备用体系B傍边履行。这时，B体系为主，A体系为备用，这种切换进程是包含电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的全体切换。体系运转进程中，即便没有任何组件犯错，操作人员也可以经过设定操控字，完成手动的主备体系切换，这种手动切换进程，关于操控体系的软硬件调整、替换、扩容十分有用。图2为西门子冗余结构暗示。
图2西门子PLC冗余结构暗示
依据维护体系所需的输入输出点数、节点容量、体系功用等要求，可以运用两个西门子S7-300或许S7-400做冗余CPU。特别应当留意的是冗余体系应当运用有源总线模板的导轨及有源总线模板。其间冗余体系中主备体系的切换时刻依照以下公式核算：主备体系的切换时刻=毛病诊断检测时刻+同步数据传输时刻+DP从站切换时刻。
假如CPU的毛病是停机或断电，则毛病诊断为大约100～1000毫秒，如315～2DP同步1000字节的数据所需的时刻大约为200～300ms，8个DP从站的切换时刻在100ms左右。
不管操控程序循环扫描到哪里，当时激活的体系（即主体系）随时都会接纳并处理报警，这样，在主体系A与备用体系B进行切换进程中发生的报警存在被丢掉的或许。在冗余体系进行作业时，A、B操控体系（处理器，通讯、I/O）独立运转，由主体系的PLC把握对从站中的I/O操控权。A、B体系中的PLC程序由非冗余（non-duplicated）用户程序段和冗余（redundant backup）用户程序段组成，主体系PLC履行悉数的用户程序，备用体系PLC只履行非冗余用户程序段，而越过冗余用户程序段。
2.2 S7-300冗余程序的规划
（1）体系装备
中小纸机的操控体系可以选用S7-300冗余装备，如2640/320低定量涂布造纸机。它是由两套S7-300体系组成，完成主机冗余和通讯冗余，两套CPU315互为热备，当体系正常时一个作业、别的一个处于备投状况，两个CPU315中的数据保持一致；当运转中的CPU315呈现毛病时，别的一个CPU315主动投入运转，保证体系的正常运转。
体系选用多个分布式输入输出I/O站ET200M，每个ET200M上有两个网络结构模块IM153-2，经过ProfiBus-DP总线与CPU衔接。上位监控选用CP5613通讯卡与S7-300衔接。图3为PLC体系原理。
图3PLC体系原理
图3中，造纸机的主动化操控体系可以完成：主机架电源、背板总线等冗余；PLC处理器冗余；PROFIBUS现场总线网络冗余（包含通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余）；ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。
