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PLC常用双机热备系统介绍与比较（由txt文件修改）对热备系统的简单分类（基于热备切换方式的分法）：一硬件级双机热备产品：A单机架双机热备：同一块机架上插双电源，双CPU，有1套热备单元（欧姆龙为1个而三菱为2个），一般还可以插双通讯模块（如双以太网单元），CPU的数据交换通过机架底板电路，一般不是RIO式的分布式结构，切换速度快，一般在50ms以下。1Omron CVM1D和CS1D2Mitsubishi Q4AR注意：Siemens使用UR2机架的S7-400H不是此类，该产品虽然插在同一块机架上，但该机架在电气上完全独立的，即把2个机架作成一体式。B双机架硬件级热备产品：主、从两个机架，两套完整独立的系统，两套机架上的热备单元一般通过光纤通讯，切换速度飞快。施耐德Quantum切换速度在48ms以下。西门子的S7-400H不太清楚，请咨询技术支持。GE S90-70的切换速度看资料，在25-50ms。1Schneider Quantum2Siemens S7-400H3GE S90-704AB ControlLogix 5000二总线级双机热备产品：我不知道把此类划到硬件级热备好还是软件级热备好，还是另外拉出来单独说吧。基于总线级的通讯传输速率，总线通讯单元兼有热备切换功能。当主CPU故障时，从CPU接管I/O的控制，夺取I/O总线的控制权。切换速度其实还可以，在150-300ms内。典型代表：1AB SLC500，由1747-BSN 实现RIO结构的热备。2Mitsubishi小Q，由CC-Link单元实现RIO结构的热备。其实三菱的大Q和A也可以，但三菱技术支持建议用小Q。三软件级双机热备产品：这是喊叫的的最热闹的阵营，大家经常打口水仗。完整独立的两套系统，RIO结构，依靠软件实现切换，这种结构的切换速度跟程序量、I/O 点数、总线传输速率都有关，切换速度最容易受外界影响而差异较大。1GE S90-30，需使用名为MaxON的热备软件。且MaxON还有点数限制。但在软件级热备中，它的切换速度最块了。比S7-400还快。典型值是250-500ms。2Schneider Premium，需使用一个“温备软件”。切换速度在秒级，典型值是750-1500ms。模拟量多时可能会达到2秒。3Siemens S7-400和S7-300，需使用Step7 redundancy 冗余软件。切换速度也在秒级，理所当然的S7-400比S7-300要快，S7-300典型值是1-3s，S7-400的典型切换值不知。4Motsubishi大QnA，2套QnA机架，一主一从，I/O从站基于MelsecNet结构网络。这家的系统有点那个.，不用热备软件。简单的编程就可以实现切换，因为MelsecNet网的传输速率很快，所以，切换的传输速率也不是很慢。一般是1秒内，对于网线断落这类故障的响应是3s内切换。本来水平是不错的，但糟糕的是，一旦主CPU故障，从CPU接管控制权。则切换不可逆，即主CPU修好后，从CPU故障，不能再反向切换回来。我感觉将之叫热备可能不合适，叫冷备可能会更合适。注意，软件级的热备对上位机组态软件有要求。做工程要特别注意：三菱的热备机型，最好用Fix和iFix，原因不想多说。GE的S90-30热备可以使用iFix和Cimplicity。Siemens的S7-300和S7-400软件热备最好使用WinCC，但是iFix也可以使用，国产的力控也有工程案例。施耐德的Premium软件温备对上位机软件没有特殊要求，但是建议使用iFix，特别不建议使用Intouch。I/O最开放的应数西门子，基本上第三方的Profibus-DP I/O 都能用，当然，AB的热备结构中也可以使用第三方的ControlNet I/O。而Schneider Quantum的I/O只能使用自家的S908 RIO。关于热备系统的 I/O部分：1施耐德Quantum全系列 I/O均可以带电插拔，可以预置状态。施耐德Premium全系列 I/O支持带电插拔，但不完全支持状态预置。2西门子ET 200M系列需要特殊的有源底板支持。这家伙使用的是背部总线连接，第二快接在第一块上，第三块接在第二块上。一旦拔掉比如第三块I/O模板，后边的第四、五、六等信号全部归零，所以必须使用特殊的有源底板，就这支持也不好。3GE VersaMax 100支持带电插拔，支持状态预置。4AB ControlLogix I/O支持带电插拔，支持状态预置。但是，AB的热备结构是可以使用别的I/O的，只要从站与2个CPU主站之间走ControlNet网即可，所以，你大可以使用ControlLogix CPU热备系统，而把I/O配成第三方或SLC500系列的（1746）没有问题，成本更低，但是带电插拔基本上就没戏了。5Omron CS1D系列I/O全部支持带电插拔，支持状态预置。6三菱大Q I/O支持带电插拔，但不支持状态预置。小Q I/O基本上都支持带电插拔，部分支持状态预置。其实 AB 的ControlLogix也可以做软件热备的，不过用的人不多罢了。2个 1756-SRM用1根 1756-SRC1连起来，跟施耐德Quantum的1套140CHS21000没有任何区别，只不过，AB的这3件加起来采购价不足3万，而一个 ControlLogix的方案配下来也在几十万，所以很少有人这么做的。软件热备的切换时间在 200-250ms。硬件切换，时间小于35ms。注意，硬件切换时，网络地址会交换，而软件切换不会。关于CPU与I/O之间的总线网络一般的把CPU机架称主站，把I/O机架称从站，主站/从站之间一般是总线结构。1Schneider Quantum系列。RIO主站与I/O从站之间是施耐德专用的S908 总线网络，传输速率 1.5Mbps。最多可以连接31个从站，使用75同轴电缆布线。电缆一般采用RG-6，如果从站距离主站太远，可以考虑使用RG-11或半刚性电缆.。因为其使用了专用协议，所以别家的模块是不可能用在施耐德的RIO从站机架上去的。2AB ControlLogix系列。使用开放的ContrilNet网络总线来连接主站和从站，传输速率为5Mbps，连接介质电缆和施耐德相同。RG-6可以互换哦。而且AB电缆比施耐德的便宜，本来很少有人去这么做，但不幸的是，华南区某个代理商，既是施耐德代理，又是AB分销商，在一次偶尔的发现，AB的电缆其实不是自己生产的，是美国IBDN。而施耐德手册中明确说明，IBDN是其兼容电缆生产商。所以， ControlNet是开放网络，国际标准，任何符合ControlNet规范的从站理论上都是可以做ControlLogix的I/O 的。AB自己的就有1756 ControlLogix I/O和较便宜的1794 Flex I/O，都可以做ControlLogix 双机热备系统的从站。另外，日本的M-System公司的也可以，德国Wago和Phoenix应该也可以，因为有相应的ControlNet 通讯模块，但是我不能确认，有兴趣的人自己去查资料。3AB SLC500系列。主站和从站之间走专用的RIO网络，协议不清楚，只知道是RS485电路，传输速率随同距离的延伸不断降低，可以使用自家的I/O模块做从站。一是PLC-5系列(不过该系列I/O比SLC500还贵)，二是SLC500 1746系列，但是1746 I/O 不支持带电插拔的。4Siemens S7-300和S7-400系列。主站与从站之间走开放的Profibus-DP总线网络，传输速率随距离的延伸而衰减，1000m时最多只到100多Kbps，12Mbps的传输速率虽然号称业界最高，但是那是在100m距离的事呀，不像施耐德和AB那样的同轴电缆总线介质，传输速率不随距离降低，不管主站使用S7-400还是S7-300，从站都可以使用S7-300的I/O，加ET 200M的 Profibus DP从站通讯模块即可。不过好多人都在用兼容厂家的模块，比如和利时、德国VIPA、Wago，Phoenix也没有问题，好象OPTO22也行，不过我只用S7-300的I/O。5Omron CS1D系列。这种结构的I/O只能插在CPU机架和I/O扩展机架上了，而且CPU机架和I/O扩展机架之间是很短的电缆连接，最多12m长的距离。典型的集中控制没有办法实现总线式网络的那种分布式结构了。6Mitsubishi Q4AR系列。和欧姆龙一样，典型的集中式结构，但是小Q的新热备机型马上就要出来，配合CC-Link V2.0协议，有可能会实现分布式结构。就是说，同一块CPU底板，插2个CPU，2个电源，2个热备模块，2个网络模块，1个接口模块。该接口模块再连接一个扩展机架（距离不能超过15米）。在扩展机架上再插上CC-Link 主站模块，然后走CC-Link总线网络至各个从站，每个从站一个CC-Link通讯模块加上相应I/O模块即可，上海菱电的罗勤哲是如此描述的。但是，我认为，虽然CC-Link已经接近成熟，但是小Q的热备还没有经过工程实际检验，三菱的爱好者们，缓一缓再说吧。I/O能否冗余？施耐德的Quantum，I/O不能冗余；AB的ControlLogix，I/O可以冗余；GE的S90-70 Geines， I/O甚至可以做到三重冗余；Siemens 的S7-400H，I/O 可以冗余；欧姆龙和三菱的同底板双机热备结构，I/O不能冗余。关于PLC 的软件1Schneider Quantum热备系统。Modbus Plus网或以太网与上位机连接，都不要额外的驱动软件。PLC 编程需要Concept V2.5或V2.6 的XL版，在软件的投资算是最小的。2AB ControlLogix 热备系统。PLC一般用以太网与上位机连接，需要RS Linx通信软件。Lite版的不行，至少要OEM版，当然Pro 版的更好也更贵。每台上位机需要一套，价格可真不便宜。PLC主站与I/O从站的连接，需要 RS Networks For ControlNet软件。该软件用组态ControlNet总线网络，网络调通后就没有什么用了。PLC编程软件为 RS Logix 5000，企业版的RS logix 5000会包含RS Networks For ControlNet，比拆开来买会便宜些。3AB SLC500 热备系统。不需要 RS Networks For ControlNet组网软件，因为他走的是专用网。其它软件形式一样，需要编程软件 RS Logix500，需要 RS Linx OEM版。4西门子 S7-400H 热备系统。与上位机一般以以太网连接，如果使用西门子自己的工业以太网卡，性能会更强大，会更稳定（？），价格会更贵，会包含通信软件。如果像其它品牌 PLC一样与上位机中的普通以太网卡连接，需要一个叫SoftNet 的软件，每一个上位机都需要一套。PLC 主站与 I/O从站之间组Profibus DP网络还需要一个叫Com Profibus 的软件。PLC 编程软件需要Step7，标准版是不够用的，需要专业版，至少应包含 NCM IE(工业以太网)和NCM Profibus。5西门子S7-300和S7-400 软件热备系统。除上述软件外，还要一个叫Step7-Redundancy 的冗余软件包，该软件用于CPU之间的非硬件热备结构时的数据同步和通信，即还要额外一个热备软件。6GE S90-70 GE的以太网与上位机连接一般也不需要额外的通信软件，通常的组态监控软件均支持。对于一些不直接支持GE以太网的组态软件，可以用一个GE的OPC Sever即可，不过这个软件也是一个通信软件，也要银子的。S90-70的编程软件为VersaPro V2.03，以太网要用专业版。7GE S90-30 除了上述软件还需要 MaxON热备软件，该软件有点数版本上的差异。Lite支持 128DI/64DO/32AI/16AO，基本上没有办法用于大系统；Standard 支持的点数要多一些，具体多少我记不太清了，应该在500点以下，基本上用的较多；Pro版支持1000点以上，但是这个规模的系统一般都用 S90-70了，很少有人用。30版本点数的差异最终体现在售价上。关于PLC 的市场占有率和行业应用1施耐德在电力系统有无可比拟的优势，一是品牌优势强，施耐德旗下的品牌各个都在电力市场占据前三名之位，就这还是让施耐德很痛苦，因为只能喊电气第四、自控第一，电气全球销售额才排第四呀；二是本身比较注重电力市场，从各级电力设计院到各大电力公司，直至终端用户各大电厂，施耐德都下了大功夫去做工作了，投入大，收入高也比较正常；三是工作人员素质高，以西北地区为例，施耐德办事处的人员素质明显高于西门子西安办、欧姆龙西安办、AB西安办。论实力，除了AB的ControlLogix5000外，双机热备方面没有那一家是Quantum的对手，Quantum毕竟是最成熟的双机热备系统，Modbus总线是事实上的工业标准。2西门子虽然整体销售额在西北排第一，但是双机热备系统实在是没法和施耐德和AB比较。S7-400H最大的客户几乎都集中于重工业、冶金等行业，在石化系统的DCS中，S7-400H也有部分应用。但在西北这地方，大部分钱是 S7-300挣回来的。S7-300的软件冗余实在是不怎么地，先天不足，只有靠 Profibus-DP总线的优势硬撑。现在面对施耐德的Quantum经济热备套餐，S7-300根本就无法抗衡，S7-400H又高高在上，没什么戏可唱。3AB 的ControlLogix实际上要比Quantum在技术上强一些，一是同样支持以太网；二是类似的网络结构，不过AB是开放的ControlNet标准，而施耐德是封闭的S908网络；三是分布式应用时，施耐德的网络距离远远大于AB，但是我想没有几家公司能把一套系统做到方圆10Km那么大，4Km 以上大家都考虑光纤了，而光纤方面，AB和施耐德在成本、传输速率、方便性、可靠性方面几乎相差不大；四是AB的传输速率为5Mbps，施耐德为1.5Mbps；五是AB的ControlNet除了模块本身的通讯电缆可以冗余外，ControlNet网还可以冗余，而施耐德的S908网络只能电缆冗余，不能网络冗余，不能在一个机架上插2个以上的CRP93200，只能插一块；六是兼容性方面，施耐德远远超出AB，AB提高兼容性的代价是更多的付出人民币；七是造价方面，AB ControlLogix与施耐德Quanutm相差不应超过5%。4GE在西北的销售也不好，但是他还是有自己特色的，S90-30虽然是软件热备，但在小DCS竟也有不少应用，而S90-70的传输速率和功能是超越施耐德的（施耐德虽然新出了CPU67160但还是打不过GE的新产品PAC RX7，而且PAC RX7上市更早，占尽天时）。但S90-70除了在电厂的汽轮机保护上大展拳脚、所向披靡外，在其它领域鲜少有应用，毕竟知名度不是很高（汽车可是很厉害哦），造价偏高是影响市场的最大因素。5Omron CS1D的应用也不是很多，毕竟CS1D是个新手，还有很长的路要走，尽管欧姆龙的低端产品销量和销售额在西北地区11年占据第一，但是高端还是稍欠火候。CS1D最大致命缺点是，没有自己“特色”的远程网络，很难实现远程分布式结构。6三菱的Q4AR，三菱重工集团在汽轮机方面还算顶级，所以在电厂的汽轮机系统上还是比较经常看见Q4AR的身影，但是大部分是由三菱重工（日本）公司成套供应的。在石化行业，应用最多的霍尼韦尔的DCS，用的也是AB的PLC，当然，霍尼韦尔有很多系统，但现时最出名的PlantScape的硬件是基于AB的，用的是AB的Process Logix，该CPU核心同ControlLogix，但功能更强大、内存更大、传输速率更快、对模拟量的支持更好。其它，I/O、网络、编程均同ControlLogix。应用双机热备系统的大多是是要害部门、关键性流程、或是高可靠性要求的行业、或者有些行业不是很关键，但是环境恶劣，故此对系统可靠性要求也高。石化行业多用DCS实现热备冗余，火电厂主控也多用DCS系统，下来能用双机热备型PLC的只有这些了：电厂辅控（除灰、化水、输煤等）；冶金行业（钢厂、铝厂、炼铜）；非冶炼类重工业（汽车、造船、飞机）；7天24小时连续运作的部分轻工业（造纸、纺织）。在很大程度上，使用双机热备系统的工程师品牌忠诚度都是比较高的，都不会太乐意整天换品牌玩，毕竟对于使用双机热备PLC的系统一般都是比较重要，没有几个人愿意冒风险去搞自己不熟悉的产品。我见过有人做钢铁行业，做了4年，只用西门子 S7-400H，但是，时代是在变化的，看看这伙外企办事处销售工程师身上背负越来越重的任务，花样来了，先是请设计院吃饭，然后谈设计费事宜。“不管谁家中标，只要你设计用我们家的系统，设计费就兑现”。加上设计院对用户收设计费是按照工程造价的比例来收的，所以，在用户容忍的限度内，系统配置越来越高档。看一看，火电厂就连拉灰车清洗也一不小心用双机热备实现了（例如：今天，某电厂被西门子做了工作，用户一口咬定西门子，据说是为了新旧系统兼容，可是我见到的三菱竟然比其它的都多，没办法，S7-400H还得上，WinCC再不熟悉也得做；某天，设计院在某工程设计时“一不小心”吃了4家饭，所以，技术规范书就要求：按 AB、GE、Schneider、Siemens分别报价，用户自己选择。好，他倒落了好人，烫手热山芋甩给用户了，于是乎，我们就开始发疯，一个一个比较各家产品的优劣、比较系统的造价、比较各个品牌性能的高低，最终得出一个结论：如果你想把PLC系统搞得和一个小型DCS差不多，那就大胆的上双机热备吧）。以火电厂除灰系统为例，2台炉各16个灰斗，各有一个就地I/O站；2座灰库，共一个就地I/O站；输送空压机房，一个就地I/O站；2台炉的2套除渣系统，共一个就地I/Oz站；输送空压机房附近为除灰程控室，CPU主站在此，无I/O，上位机与CPU采用以太网通讯。各个品牌基本相同的配置情况下价位排名如下：1GE S90-70 +VersaMax I/O造价最高。2AB ControlLogix L55M14+1756 I/O次之。3Schneider CPU43412+Quantum I/O造价紧随其后。4Siemens S7-400H+ET200M配S7-300 I/O比第三项稍便宜一些。5Omron CS1D CPU65H+DeviceNet DRT I/O（只能单通道通讯电缆）6Mitsubishi Q4AR + CC-Link 小Q I/O一些优化的方案，可以作以下的变动：1GE I/O 可以换成 Geinus I/O，价位能稍低一些。2AB I/O换成 1794 I/O可以便宜很多，换成支持ControlNet的第三方 I/O可以更便宜。3采购时，买一套经济热备套餐，把其中的2个CPU11303，2个CRP93100处理掉。造价可以大大降低。4西门子S7-300的I/O实际上是很烂的（感情色彩稍微浓一些而已）。最好的办法是换成支持Profibus-DP的第三方 I/O，一大堆厂家的I/O都作得比S7-300的强，比S7-400的稍差一些，价位基本上和S7-300持平甚至更低。5Omron的特色不是分布式I/O这种应用。DeviceNet线缆长度最多500m，各个站距离稍微一远就不行了，Omron的集中在机架上的I/O还是很不错的，就是贵了一些。6Mitsubishi Q4AR 可以与第三方的CC-Link I/O无缝通讯。所以，更换I/O是可以明显降低成本的。西门子的S7-300 的I/O很烂是不争的事实，关键是西门子将S7-300的好多技术参数完全公开后有一大批第三方厂商模仿制造，在德国，只要申请专利就必须公开专利，只要得到授权，生产西门子兼容配件是合法的。一大堆的厂家生产的I/O模块比S7-300的好，比S7-400的差一些，价格比S7-300持平或更低，比如VIPA，I/O产量大大高于西门子原装，厉害不？国内没见到的东西，未必就不好，国内能见到的东西未必就很好。我不是贬低西门子，S7-300的I/O烂是不争的事实，但400的I/O就不错（故障率大大降低，平均无故障时间更长了）。S7-400H除了机型选择少（只有414-4H和417-4H两种），性能是没的说的。只不过，大家在配西门子S7-400H机的热备系统时，I/O都配成ET 200M+S7-300的I/O了。就像现在的品牌电脑，P4-2.8G CPU用内置显卡很正常，造价低，用户很多功能时用不上的。但是，凭良心说S7-300的F系列（故障安全型模块），本安型模块还是不错的，是实践证明了的。搞技术的，应该持一个比搞商务销售的人员更客观的态度。刚刚跟西门子技术支持沟通了一下：1Profibus 在100m内是可以实现12Mbps 传输速率的，中继是可行的，所以，在你很需要12Mbps 传输速率去证明某些东西的高性能时，可以做9次中继。我们所处的行业，在除尘器各个灰斗之间的距离一般是在100m以内的，但是从中控室至灰库处最多可能达到 1000m。我还没有见过哪一家工程商为了12Mbps的传输速率在约1000m的桥架上布置9个中继器的。虽然中继器并不贵，中继不是西门子的专利哦，AB 和施耐德的网络也都是可以中继的。其传输速率恒定（AB为5Mbps ，施耐德为1.5Mbps ）。100m是这个传输速率，1000m还是这个传输速率，中继5次以上还是这个传输速率。不是他们就一定比西门子强，通信介质不同而已，同轴电缆本来就比双绞线更适合工业环境而已。2Com Profibus不是必须的。我朋友做PCS 7时在I/O部分用的是日本爱模的远程I/O产品（比S7-300的还要贵哟），用到了该软件，而I/O 用西门子的确实是不用该软件的，该软件主要用于调Profibus 总线的。不过，在电厂汽轮机部分使用西门子系统而不用西门子的模块是脑子不正常吗？3买西门子CP 1613的工业以太网卡是带软件的，包括S7-1613，OPC 驱动。但是S7-1613是可以单独买的。4西门子的热备（西门子自己叫冗余）是不一定要CP 1613的，在做PLC 与上位机的冗余以太网通讯连接时，是只能用2块CP 1613的，而不能用普通以太网卡加SoftNet 。这时候，S7-ReConnect就有用武之地了，该软件用于上位机与PLC的冗余双通道通讯。比如说，2台上位机，则每台上位机里边必须插CP1613，而且必须是2块，每台上位机里边还必须运行S7-ReConnect；2台PLC，则每台PLC上必须有2块CP 4431。对于PLC 和上位机不走双通道冗余时，普通以太网加SoftNet是可行的，有工程实例的。52台S7-400H 双机热备系统，编程除了Step7外，还必须Step7的H 选项包，你可以理解为额外的热备软件授权。2台S7-300或S7-400的软冗余系统，编程除了Step7外，还必须S7-Rerundancy的软冗余软件包，因为CPU 主站与I/O从站之间走Prof