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施耐德140CHS21000高可靠性热备冗余套件
    发布时间: 2025-11-25 15:41    

施耐德 140CHS21000 是 Modicon Quantum 系列 PLC 系统的高可靠性热备冗余套件,为工业自动化控制系统提供 "无扰切换" 功能,确保关键生产过程在控制器故障时仍能持续稳定运行,切换时间低至毫秒级 (13-48ms)

施耐德140CHS21000高可靠性热备冗余套件
施耐德 140CHS21000 是 Modicon Quantum 系列 PLC 系统的高可靠性热备冗余套件,为工业自动化控制系统提供 "无扰切换" 功能,确保关键生产过程在控制器故障时仍能持续稳定运行,切换时间低至毫秒级 (13-48ms)。

产品定位与核心特性

  • 产品类型热备冗余套件(Hot Standby Kit),非独立模块,需配合 Quantum 系列 CPU 使用

  • 系列归属Modicon Quantum高性能 PLC 平台,专为工业自动化控制设计

  • 核心功能双机热备系统解决方案,提供主控制器故障时的无缝切换,确保系统连续运行

  • 切换性能13-48ms 内完成主备切换,对生产过程无感知,数据零丢失

  • 系统兼容性:适用于所有 Quantum 系列 CPU,包括 140CPU43412A、140CPU67160 等高性能型号

  • 通信方式:通过高速光纤链路(10Mbps) 实现主备 CPU 间的数据同步和状态监控

套件组成与技术规格

1. 套件标准组件

组件型号数量功能说明
热备模块140CHS110002 个主备 CPU 间的热备控制与数据同步
热备软件140SHS945001 套热备功能配置与管理
光纤电缆990XCA656091 根 (3m)主备 CPU 间高速数据传输
同轴终端套件140CHS320001 套网络终端匹配,确保通信稳定
文档资料840USE106001 份热备系统规划与安装指南

2. 电气与物理参数

参数类别详细规格
电源要求24V DC (由 PLC 系统电源提供)
通信速率10Mbps(光纤链路)
工作温度0℃~60℃(工业标准)
存储温度-40℃~+85℃
相对湿度95% 以下 (无冷凝)
尺寸 (套件)约 46cm×16cm×31cm (含包装)
重量约 2.5kg (含包装)
认证标准UL、CSA、FM Class 1 Division 2 等国际认证

应用场景

1. 不允许停机的关键工业控制

  • 石油化工:炼油装置、反应器控制,防止因停机造成原料浪费和安全风险

  • 制药行业:生产线控制,确保批次质量和生产合规性

  • 电力系统:变电站自动化,保障电网稳定运行和供电连续性

  • 水处理:大型水厂、污水处理厂控制,确保居民用水和环保安全

2. 高可靠性自动化生产线

  • 汽车制造:总装线、涂装线控制,提高生产效率和产品一致性

  • 食品饮料:连续灌装、包装线,减少人工干预和停机损失

  • 半导体设备:晶圆制造、检测设备,保障高精度生产和设备利用率

3. 远程监控与分布式系统

  • 智能工厂:多站点协同控制,实现远程监控和管理

  • SCADA 系统:数据采集与监控,确保分布式设备稳定运行

  • 交通枢纽:机场行李处理、港口集装箱系统,保障物流高效运转

工作原理与功能详解

140CHS21000 热备套件通过以下机制实现系统高可用性

1. 实时监控与数据同步

  • 主备 CPU 通过专用光纤链路建立高速数据通道 (10Mbps)

  • 热备模块 (140CHS11000) 持续监控主 CPU 状态,实时同步程序和数据

  • 实现内存镜像:备用 CPU 保存与主 CPU 完全一致的系统状态,包括程序、数据块和 I/O 映射

  • 热备软件 (140SHS94500) 负责管理同步过程,对用户程序透明,无需修改应用逻辑

2. 毫秒级故障切换

  • 当检测到主 CPU 故障 (通信中断、程序异常终止等) 时,13-48ms 内完成主备切换

  • 备用 CPU 无缝接管控制任务,不影响正在执行的程序和 I/O 操作

  • 所有与系统连接的设备 (如 HMI、远程 I/O) 自动识别新的主控制器,通信恢复无缝衔接

  • 故障排除后,系统支持手动或自动将控制权切回原主 CPU (需重新同步)

3. 系统配置灵活性

  • 支持单机 / 双机混合架构:部分关键控制站采用热备,其他采用单机配置,平衡成本与可靠性

  • 可与冗余电源双网络架构结合,构建全方位高可用性系统

  • 适用于984LL五种 IEC 编程语言(LL、FBD、SFC、IL、ST),满足不同编程习惯

与 140CHS11000 热备模块的区别

特性140CHS21000 (热备套件)140CHS11000 (热备模块)
产品形态完整套件 (含模块、线缆、软件)单一模块 (需单独采购其他组件)
包含组件2×140CHS11000 模块 + 光纤 + 软件 + 终端套件仅热备控制模块
应用方式直接用于构建双机热备系统需配合其他组件使用
价格参考约 10.9 万元人民币约 5 万元 / 个 (估算)
适用场景快速部署高可靠性热备系统定制化热备方案,灵活配置

使用方法与注意事项

系统配置步骤

  1. 硬件安装
    • 在 Quantum 机架上为主备 CPU 分配相邻插槽

    • 安装 140CHS11000 模块到主备 CPU 对应位置

    • 连接光纤电缆,建立主备间高速数据链路

    • 配置远程 I/O 系统 (可选),实现 I/O 冗余

  2. 软件配置
    • 安装热备软件 (140SHS94500) 并激活功能

    • 在编程软件 (Concept 或 Unity Pro) 中启用热备选项

    • 配置同步参数,定义切换优先级和恢复策略

    • 下载程序到主备 CPU,确保程序完全一致

关键注意事项

  • 程序一致性:主备 CPU 程序必须完全相同,否则切换可能失败或导致系统异常

  • 电源稳定性:建议使用冗余电源为热备系统供电,防止电源故障导致整体失效

  • 定期测试:每季度进行一次切换测试,确保系统在真实故障时能正常工作

  • 版本兼容性:确认 140CHS21000 套件与 Quantum 系列 CPU 和其他模块版本兼容

  • 文档管理:妥善保存热备规划与安装指南,便于系统维护和故障排查

总结

施耐德 140CHS21000 热备套件是工业自动化系统的 "安全保险",通过提供毫秒级故障切换和数据冗余,确保关键控制系统连续稳定运行。对于不允许停机的工业环境,它是提高系统可靠性、降低维护成本和生产风险的理想选择。
  • 140CHS21000    

  • 140CHS32000    

  • 140CHS41010    

  • 140CHS41020    

  • 140CPS11100    

  • 140CPS11420    

  • 140CPS12420    

  • 140CPS21100    

  • 140CPS21400    

  • 140CPS22400