计算机监控系统LCU网络结构及PLC程序完善的研究与应用

陈中启

（江苏航空职业技术学院，江苏 南通 226500）

计算机监控系统LCU网络结构及PLC程序完善的研究与应用

陈中启

（江苏航空职业技术学院，江苏 南通 226500）

上位机与现地控制单元组成计算机监控系统，上位机发令通过网络至现地控制单元LCU实现远程控制。现地控制单元LCU网络的稳定、可靠，是实现远程控制的先决条件。此外，各现地控制单元LCU的通信互传，减少了对监控系统上位机的数据依赖。文章通过对施耐德公司昆腾系列热备双CPU系统现地控制单元LCU网络结构“假双网”进行完善，实现了真正意义上的“真双网”网络结构。

PLC程序；计算机监控系统；现地控制单元LCU；网络结构

某企业计算机监控系统采用施耐德公司昆腾系列热备双CPU系统现地控制单元（Local Control Unit，LCU），但网络结构使用“假双网”方式（每个PLC系列的2个CPU机架中，CPU A机架通过一个网络模块接入监控实时控制网络1，CPU B机架通过一个网络模块接入监控实时控制网络2），而不是 “真双网”的网络结构方式（每个CPU机架同时接入2个监控实时控制网络）。

“假双网”的网络结构连接方式可靠性低于“真双网”，且真双网可实现现地LCU之间通信，避免重要信号需上位机转发。对“假双网”的网络结构连接方式完善成“真双网”网络结构，从硬件安装、软件配置、PLC程序进行了完善，并通过试验验证了“真双网”网络结构的稳定性和可靠性。

1 硬件安装及软件配置

1.1 网络模块的安装

将两块网络模块（NOE）安装到现地控制单元LCU A1柜两个CPU机架备用插槽。用一根网线将CPU #1机架里新增的网络模块与现地控制单元LCU SW2交换机相连，用另一根网线将CPU #2机架里新增的网络模块与现地控制单元LCU SW1交换机相连。NOE网络模件安装示意，如图1所示。

图1 NOE网络模件安装示意

1.2 软件配置

打开调试笔记本，设置调试笔记本IP地址与现地控制单元同一网段。用网线将调试笔记本连接到现地控制单元LCU交换机SW1上。启动Unity Pro XL程序，打开最新的现地控制单元PLC程序。在Unity Pro XL程序状态栏里，检查“相同”和“已生成”是否显示，确认当前打开的现地控制单元PLC程序与现地现地控制单元PLC内的程序一致。

1.2.1 新增NOE网络模块后，现地控制单元LCU总线及网络模块配置

（1）现地控制单元LCU 本地总线配置。

程序位置：Configuration→1：本地总线→1：本地Quantum子站→1:140XBP00600，进入本地总线界面检查机架结构如右图所示。其中4号槽位NOE77101模块配置为Ethernet_1，5号槽位NOE77101模块配置为Ethernet_2。

设置通讯以及启用IO扫描功能以实现PLC之间通信

Networks→Ethernet_1配置为：

IP 地址：******、子网掩码：******、 网关：****** 、网络配置： Ehternet I、IO扫描选择“是”。

Networks→Ethernet_2 配置为：

IP 地址：******、子网掩码：******、 网关：******、网络配置： Ehternet II、IO扫描选择“是”。

（2）IO 扫描配置。

打开在Communicaiton/Networks 下的Ethernet_1 和Ethernet_2，打开后配置（以Ethernet_1 为例）：

Health Block:%I993

IP address:******

Unit ID：Slave syntax:index

Health Timeout(ms):2000

Repetitive rate(ms):256

R D Master Object（本LCU接收数据存放地址）:%MW5651

RD Ref slave:5600

RD length（对侧数据读取长度）:5

Last value(input):Hold last

VR Master Object（本LCU接收数据存放地址）: %MW1

VR Ref Slave:0

Description:无

（3）修改LCU驱动。

选中数据库相应设备的“驱动配置”，点击右侧资源文件后的“配置”按钮，在弹出的配置页面中将PLC模式选为“双机双网”

CPU A1网名：jz2、CPU A2网名：jz2a。

检查确认PLC程序修改无误，保存。点击菜单栏上的“生成（B）”，选择“生成更改（B）”。新建动态数据表，添加变量“%SW60.5”，将变量“%SW60.5”修改为1，待数据传输完毕检查热备正常后，删除动态数据表，断开连接。

2 PLC程序修改

程序修改内容：

（1）INIT程序段定义有TCP/IP通讯。

TCPIP:=0;修改为TCPIP:=1

（2）COMMUN 程序段，修改TCP/IP数据接收及发送程序段。

3 试验项目

CPU通讯检查及切换逻辑试验：（1）双网连接正常的情况下，断掉CPU A电源，模拟CPU A故障，此时CPU A应正常切换到CPU B运行。（2）双网连接正常的情况下，断掉CPU B电源，模拟CPU B故障，此时CPU B应正常切换到CPU A运行。（3）双网连接正常的情况下，断掉CPU A的双网连接，模拟CPU A双网故障，此时CPU A应正常切换到CPU B运行。（4）双网连接正常的情况下，断掉CPU B的双网连接，模拟CPU B双网故障，此时CPU B应正常切换到CPU A运行。（5）双网连接正常的情况下，断掉CPU A的单网连接，模拟CPU A单网故障，此时CPU不进行切换（CPU A主用）。（6）双网连接正常的情况下，断掉CPU B的单网连接，模拟CPU B单网故障，此时CPU不进行切换（CPU B为主用）。

4 结语

通过以上对计算机监控系统现地控制单元LCU硬件及PLC程序的完善，避免了“假双网”单网故障时，CPU进行切换而造成控制异常的隐患、以及现地控制单元对上位机转发数据的依赖性。通过试验及运行观察，此网络结构运行更加可靠、稳定，可为其他企业类似问题的解决提供参考。

[1]国电南瑞科技股份有限公司. Unity_PLC编程指导书V4.3.0[Z].南京：南瑞水利水电分公司，2010.

[2]国电南瑞科技股份有限公司.NARI.监控系统控制流程编写指导书—SLSD/ZD-116F0[Z].南京：国电南瑞科技股份有限公司，2010.

[3]于亚如，陈明.监控、数据采集和自动控制系统的定义、规范和分析[J].船舶设计技术交流，2003（3）：22-27.

[4]杨杰，王泉，蔡茜.信息技术设备安全试验用万向施力装置的开发[J].安全与电磁兼容，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

陈中启（1964— ），男，江苏如皋，本科，高级讲师；研究方向：电子电工职业技术教育，工业自动化控制。