一种冗余PLC切换时间性能测试方法技术

本发明专利技术涉及一种冗余PLC切换时间性能测试方法，其方法包括：步骤S1：通过上位机将主PLC断电，或者控制主PLC角色的切换，从而触发备PLC的启动；步骤S2：在主PLC或备PLC的主程序OB1模块中调用正弦波信号生成模块，生成预设频率和幅值的正弦波信号，通过分布式IO站的模拟量输出模块AO获取正弦波信号，输出到示波器；步骤S3：通过上位机获取示波器上的主备PLC切换时的正弦波波形，在上位机中根据正弦波波形的变化，计算出主备PLC的切换时间，并将切换时的正弦波波形以及切换时间保存在上位机中。本发明专利技术提供的方法可简单快捷地监测冗余PLC主备的切换时间，且测量结果准确。且测量结果准确。且测量结果准确。

【技术实现步骤摘要】
一种冗余PLC切换时间性能测试方法


[0001]本专利技术涉及PLC控制领域，具体涉及一种冗余PLC切换时间性能测试方法。

技术介绍

[0002]可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。其主要由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。PLC主要模块均采用大规模与超大规模集成电路，I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有精确考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施；在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施；所有这些使PLC具有较高的抗干扰能力和高的可靠性。在相关工业控制领域，PLC应用越来越广泛，为了充分保证系统的安全可靠性，PLC往往采用冗余设计。目前PLC冗余设计可以分为软冗余和硬冗余两种方式，软冗余的实现需要CPU执行冗余监控程序，通常为秒级的主备切换速率，相对较慢。PLC软冗余系统的主备切换时间和数据同步时间较长，对实时性要求不严格的生产过程控制可以采用软冗余。硬冗余，两个CPU会并行处理相同的项目数据和相同的用户程序。两个CPU通过两条冗余连接进行同步。如果一个CPU出现故障，另一个CPU会接替它对过程进行控制。可以实现毫秒级冗余切换，特别适用于实时性要求高的控制场合。硬冗余系统可提供高度的可靠性和系统可用性。最重要的自动化组件的冗余组态可降低生产停机的可能性并减轻组件错误造成的后果。
[0003]PLC硬冗余切换性能的优劣主要体现在切换时间的长短和多次切换的稳定可靠性。传统的冗余PLC切换时间的测试方法：主要是通过人工直接通断主PLC电源或主PLC开关直接旋转至STOP，触发CPU主备切换，然后再通过秒表计时或观察人机界面的方式测试切换时间和效果。传统测试方法比较简单，但却存在很大的局限性。包括：人工测试费时费力，效率低下，简单的人工制造硬件故障，很难实现长时间的连续切换验证；测试时间精度较低，难以准确测试毫秒级硬冗余切换；多次人工硬开关电源、启停可能损伤被测系统设备，并影响测试结果的可靠性。
[0004]目前也出现一种较为自动化的测试方法：该方法是通过PLC主备冗余切换性能测试模式中的任一种下发指令或脚本给运算控制模块，运算控制模块将接收到的指令或脚本解析为信号下发给模拟多路复用器，模拟多路复用器执行PLC主备冗余切换，并将切换结果反馈给运算控制模块，由运算控制模块计算测试结果。虽然相对传统测试方法自动化程度有了提高，但是成本较高，需要软硬件方面的开发，设计周期长。同时该方法主备PLC的切换成功率不确定，需要根据PLC主备通道切换指示信号计算切换的成功率并和成功率阈值进行比较。直到计算得到的成功率和成功率阈值相同。当成功率和成功率阈值相同时，计算所述切换频率的倒数，得到PLC主备冗余切换性能的切换时长，所述切换时长作为PLC主备冗余性能测试的测试结果。该方法如何设置合适的成功率的阈值，以及如何保障不同的成功率阈值设置测试结果的一致性和稳定性有待考究。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种冗余PLC切换时间性能测试方法。
[0006]本专利技术技术解决方案为：一种冗余PLC切换时间性能测试方法，包括：
[0007]步骤S1：通过上位机将主PLC断电，或者控制主PLC角色的切换，从而触发备PLC的启动；
[0008]步骤S2：在所述主PLC或备PLC的主程序OB1模块中调用正弦波信号生成模块，生成预设频率和幅值的正弦波信号，通过分布式IO站的AO模块获取所述正弦波信号，输出到示波器；
[0009]步骤S3：通过上位机获取所述示波器上的主备PLC切换时的正弦波波形，在所述上位机中根据所述正弦波波形的变化，计算出主备PLC的切换时间，并将切换时的正弦波波形以及切换时间保存在所述上位机中。
[0010]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0011]1、本专利技术公开了一种冗余PLC切换时间性能测试方法，不需要额外的硬件设计，减少了人工硬启停按钮触发的PLC故障。
[0012]2、本专利技术只需要用PLC的开发软件编写正弦波信号生成模块，根据波形变化来监测冗余PLC主备的切换时间，该方法简单快捷，且测量准确，并可保存每次切换的正弦波波形及切换时间，便于日后查阅。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例中一种冗余PLC切换时间性能测试方法的流程图；
[0014]图2为本专利技术实施例中冗余PLC切换时间性能测试方法示意图；
[0015]图3为本专利技术实施例中冗余PLC内部产生周期性正弦波信号的各程序模块关系示意图。
具体实施方式
[0016]本专利技术提供了一种冗余PLC切换时间性能测试方法，可简单快捷地监测冗余PLC主备的切换时间，且测量结果准确。
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚，以下通过具体实施，并结合附图，对本专利技术进一步详细说明。
[0018]实施例一
[0019]如图1所示，本专利技术实施例提供的一种冗余PLC切换时间性能测试方法，包括下述步骤：
[0020]步骤S1：通过上位机将主PLC断电，或者控制主PLC角色的切换，从而触发备PLC的启动；
[0021]步骤S2：在主PLC或备PLC的主程序OB1模块中调用正弦波信号生成模块，生成预设频率和幅值的正弦波信号，通过分布式IO站的模拟量输出模块AO获取正弦波信号，输出到示波器；
[0022]步骤S3：通过上位机获取示波器上的主备PLC切换时的正弦波波形，在上位机中根据正弦波波形的变化，计算出主备PLC的切换时间，并将切换时的正弦波波形以及切换时间
保存在上位机中。
[0023]在一个实施例中，上述步骤S1：通过上位机将主PLC断电，或者控制主PLC角色的切换，从而触发备PLC的启动；
[0024]如图2所示，本专利技术实施例中，主备PLC与上位机通过工业以太网Ethernet连接，利用上位机中PLC软件来控制主备PLC的电源控制器来设置主备PLC的CPU通断电，以实现二者之间的角色切换。
[0025]在一个实施例中，上述步骤S2：在主PLC或备PLC的主程序OB1模块中调用正弦波信号生成模块，生成预设频率和幅值的正弦波信号，通过分布式IO站的模拟量输出模块AO模块获取正弦波信号，输出到示波器；
[0026]本专利技术实施例通过在PLC内部编写一个正弦波信号生成模块，产生一个设定频率和幅值的正弦波信号，通过在PLC主程序OB1模块调用正弦波信号生成模块，将生成的的正弦波信号传至PLC的模拟量输出模块AO；
[0027]其中，正弦波信号生成模块，如图3所示，具体包括：
[0028]函数FC块：用于控制正弦波信号每步的度数，确定一个周期的总步数；
[0029]循环中断组织OB块：用于按照设定的时间间隔循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冗余PLC切换时间性能测试方法，其特征在于，包括：步骤S1：通过上位机将主PLC断电，或者控制主PLC角色的切换，从而触发备PLC的启动；步骤S2：在所述主PLC或备PLC的主程序OB1模块中调用正弦波信号生成模块，生成预设频率和幅值的正弦波信号，通过分布式IO站的模拟量输出模块AO获取所述正弦波信号，输出到示波器；步骤S3：通过上位机获取所述示波器上的主备PLC切换时的正弦波波形，在所述上位机中根据所述正弦波波形的变化，计算出主备PLC的切换时间，并将切换时的正弦波波形以及切换时间保存在所述上位机中。2.根据权利要求1所述的冗余PLC切换时间性能测试方法，其特征在于，步骤S2中所述正弦波信号生成模块，具体包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘群，金童宇，陈留国，汪啸，刘功发，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：