基于S7-400H PLC與上位機雙機雙網Modbus TCP冗余通信

金星

(上海市政養護管理有限公司，上海 201105)

0 引 言

城市地鐵具有快速、安全、運載能力強的優點，是解決城市交通擁堵最有效的手段之一[1]。地鐵的環境與設備監控系統(BAS)主要對車站及區間隧道內的空調通風、給排水、照明和電梯扶梯等機電設備進行全面的運行管理與控制[2]。地鐵環境與設備監控系統在特殊工況下須承擔一定的防災任務，因此對地鐵的正常運營和乘客人身安全至關重要，屬于安全系統，因此《地鐵設計規范》對系統的可靠性提出要求[3]。地鐵運行要求BAS系統具有極高的可靠性，特別是選擇具有支持冗余技術的高可靠系統，通過冗余設計進一步提高系統的可靠性[4]。其中對于PLC及上位機系統通信的冗余度要求也較高，某些情況下要求支持PLC與上位機雙機雙網冗余通信。

西門子S7-400H系列冗余PLC提供使用以太網CP443-1模塊的開放式Modbus/TCP進行冗余通信的功能。但該功能基于單CPU配置一塊以太網CP443-1模塊的方式，只支持上位機雙機單網的通信方式，無法支持上位機雙機雙網冗余通信的方式。在西門子S7-400H系列冗余PLC提供使用以太網CP443-1模塊的開放式Modbus/TCP進行冗余通信功能的基礎上，通過與上位機通信標志位的判斷進行內部DB數據塊的切換，實現單CPU配置兩塊以太網卡與上位機雙機雙網冗余通信的方式。

1 系統結構

圖1 雙機單網冗余通信示意圖

地鐵地下車站兩端的冗余PLC控制器采用西門子的S7-400H型，以靠近車控室端為主端, 遠離車控室端為從端[5]。在主端西門子S7-400H系列冗余PLC中，通過CP443-1以太網模塊基于開放式Modbus TCP冗余通信的方式與上位機進行雙機單網的冗余通信，如圖1所示。……