XP243使用手册 - 第7页

主控卡 XP243 4.5 备用模式（后备模式）在备用方式下，后备主控卡执行诊断和监视主处理器的好坏。通过周期查询运行中的主处理器数据库存储器，接受工作机发送的全部运行信息，后备处理器可随时保存最新的控制数据，包括过程点数据，控制算法中间值等，保证了工作 / 备用的无扰动切换。它们通过母板上的控制信号线联接来实现冗余信息交换，状态跟踪。主控卡的切换可分为失电强制切换、干扰随机切换和故障自动切换。工作主控制卡突然断电…

主控卡 XP243

动、冷启动、组态混乱清除组态。

4.1 启动模式 1——热启动模式

在断电时间小于 3s 且保证原卡件中组态信息是正确的情况下，则该卡件监控软件将判定为热启

动模式。这种启动模式一般是由以下情况引起：WDT 动作而引起的热复位，卡件被从槽位中拔出并

快速插入，系统瞬间断电并恢复。对于系统热启动后的控制状态（控制回路、输出等）都应保持在

复位前状态，保证控制的连续性和安全性。

4.2 启动模式 2——冷启动模式

在断电时间大于 10s 且保证原卡件中组态信息是正确的情况下，则该卡件监控软件将判定为冷

启动模式。对于断电较长时间后上电的主控制卡启动模式都为冷启动。由于主控卡具有断电保护功

能，冷启动模式下的卡件的组态信息、控制参数都能保持断电前下装的内容和数值，不会丢失。但

是，为保证现场工艺过程的安全，冷启动模式下的主控卡监控软件将对内部控制状态和 I/O 卡件输

出状态进行初始化，回复到安全的状态上，如开关量输出卡处于 OFF 状态、阀位输出处于关闭状态、

控制回路都处于手动状态等。

4.3 启动模式 3——组态混乱清除组态模式

监控软件复位启动（系统上电或 WDT 动作）后对组态信息、保护进行自检（合法性和有效性），

如发现信息混乱，不是有效的组态信息，则清除（初始化）内存中组态、控制参数、控制程序代码

等内容，并产生“组态出错”报警（诊断画面中），主控制卡的 FAIL 灯长亮。这种系统启动模式将

被判定为启动模式 3。对于新生产的卡件（从未对它下载过组态）或断电保护被中断过的（如更换

主控制卡上断电保护的电池）主控制卡的启动模式都为启动模式 3。在这种启动模式下，卡件内组

态信息、控制参数、输出状态等等缓冲区都将被初始化在一合适的数值上，控制运算、采样、输出

等监控动作都被停止，等待工程师站下装组态，这种状态也就是我们所说的主控卡“组态丢失”。在

系统控制方案调试过程中，可能会发生由于用户控制程序出错而导致主控制卡资源被破坏，或者系

统配置和算法容量超出系统规定的限制，有可能出现这种组态丢失（组态出错）的报警现象，在这

种情形下，必须改正组态或程序中问题并下装组态信息，报警现象就会消失。

由于每块主控卡内部冷热启动判断电路具有一定的离散性，所以大于 3 秒，小于 10 秒的主控制

卡的启动模式对于每一块卡件来说并不完全一样。但我们保证：主控制卡断电时间小于 3 秒必定为

热启动；而断电时间大于 10 秒必定为冷启动。

XP243 可冗余配置，也可单卡工作。冗余中的每一个主控制卡均执行同样的应用程序，当然只

有一个运行在控制方式（工作机）。另外一个必须运行在后备方式（备用机）。它们都能访问 I/O 和

过程控制网络，但工作模式下的主控制卡起着控制、输出、实时信息广播决定性的作用。

4.4 工作模式（控制模式）

在控制模式下，处理器的功能如同在非冗余的一样，直接访问 I/O 口，执行数据采集和控制功

能，此外它还监视其配对的后备卡件和过程控制网络的好坏。

主控卡 XP243

4.5 备用模式（后备模式）

在备用方式下，后备主控卡执行诊断和监视主处理器的好坏。通过周期查询运行中的主处理器

数据库存储器，接受工作机发送的全部运行信息，后备处理器可随时保存最新的控制数据，包括过

程点数据，控制算法中间值等，保证了工作/备用的无扰动切换。它们通过母板上的控制信号线联接

来实现冗余信息交换，状态跟踪。

主控卡的切换可分为失电强制切换、干扰随机切换和故障自动切换。工作主控制卡突然断电的

情况下，强制切换到备用机并承担控制任务，称失电强制切换。由于工作、备用的切换逻辑电路受

到干扰（电磁干扰）而引起的工作/备用切换，称为干扰随机切换。

故障自动切换指处理控制方式的主控卡（工作机）发生故障并将这故障通知后备处理器，自动

放弃控制权；后备处理器掌握系统控制权，并向数据高速公路广播信息。算法块的自动跟踪功能能

保证无扰动的故障切换。当下列故障发生时，主控卡将自动进行故障切换：

控制处理器故障；

网络控制器故障；

I/O 接口故障；

工作的主控制卡运行时间超时；

工作的主控制卡失电；

工作的主控制卡受到外部强干扰而复位；

控制处理器复位（包括 WDT 引起的复位或供电电压低引起的复位）；

系统资源破坏，如系统程序空间；

RAM 自检出错，如组态信息破坏。

一旦主控卡被切换到后备处理器（冗余配置的后备主控卡）上，故障的主控卡可断电维修或更

换，不影响系统的安全运行。检修好的处理器上电后再启动，会检测到其配对的处理器是否处于控

制方式，若是，便承担起后备处理器的任务；运行控制的控制器检测到有后备处理器出现后调整，

按冗余配置运行；对系统安全运行无影响。

主控卡具有自身运行状态的 LED 指示：运行（RUN）、就绪（ STDBY）、故障（ FAIL）、SCnet Ⅱ

通信（LED-A、LED-B），如图 1 所示。通过卡件上的 LED 指示可以帮助我们确定主控卡的运行状

态和一些简单的故障情况，以及时发现故障并进行维修。LED 显示如下：工作机的 RUN 将按采样

周期两倍的周期闪烁，而备用卡的 STDBY 将按采样周期两倍的周期闪烁。当主控卡的组态、下装

的用户控制程序、网络接口、网络控制器出现故障时，该主控卡的 FAIL 将以不同的方式闪烁。以下

将对主控卡的 LED 的指示作详细说明。正常运行情况下，LED 指示如下表所示。

表 4-1 LED 指示说明

正常运行

指示灯名称颜色

单卡上电

启动

备用卡上电启

动

工作卡备用卡

FAIL

故障报警

或

复位指示

红

亮Æ暗Æ

闪一下Æ

暗

亮Æ暗

暗（无故障情

况下）

暗（无故障情

况下）

RUN

运行指示绿暗Æ亮

与 STDBY 配合

交替闪

闪（频率为采

样周期的两

暗

主控卡 XP243

倍）

WORK

工作/备用

指示

绿亮暗亮暗

STDBY

准备就绪绿亮Æ暗

与 RUN 配合交

替闪

（状态拷贝）

暗

闪（频率为采

样周期的两

倍）

LED-A

0#网络

通信指示

绿暗暗闪闪

通

信

LED-B

1#网络

通信指示

绿暗暗闪闪

Slave

I/O 采样

运行状态

绿暗暗闪闪

如果有某一块主控卡处于工作状态（工作机），另一块主控卡（该卡件必须符合启动模式 2 或启

动模式 3）插入相应的冗余槽位（ADD，ADD+1，ADD 为偶数，ADD<31）作为热备用卡件（备用

机），这一块备用的主控卡启动过程中 RUN 与 STDBY 指示灯将会交替闪烁，以指示“备用机通过

通信向工作机读取组态、实时等必要的运行数据”。交替闪烁结束后（即备用机和工作机拷贝数据结

束），此卡件进入正常的运行状态（热备用），即如表格中所示的 STDBY 指示灯按控制周期两倍的

周期闪烁。

如果只有单独一块主控卡冷启动（断电时间>10s），则在进入正常运行前 FAIL 灯将会快闪一下

（红色），表明此主控卡要求向另一冗余卡件读取数据失败（因为冗余卡件根本不存在）。而另一种

情况是：在系统中已存在工作主控卡，备用主控卡上电冷启动，它首先向工作机读取运行数据，RUN

与 STDBY 指示灯交替闪烁，如果拷贝数据（交替闪烁）结束后 FAIL 灯快闪一下（红色），则表明

备用机读取工作机数据失败。通常在主控卡的硬件正常的情况下，备用机将成功地向工作机读取数

据，因此 FAIL 灯不会出现快闪现象。

在主控卡出现故障的情况下，FAIL 指示灯将以不同的频率闪烁的方式进行报警。可通过观察

RUN 灯、FAIL 灯、STDBY 灯的相对状态来确定其故障，具体说明如下：

首先需特别提醒一点：主控卡处于工作状态（WORK 灯亮）时，RUN 灯将按控制周期两倍的周

期闪烁，STDBY 灯暗；而处于备用状态（WORK 灯暗）时，STDBY 灯将按采样周期两倍的周期闪

烁，RUN 灯暗，表明备用主控卡处于准备就绪的状态。当本主控卡处于工作状态时，由于 RUN 灯

是按采样周期两倍的周期闪烁的，所以其余指示灯的闪烁情况都将与 RUN 灯进行对照，以 RUN 灯

为相对时间基准。具体的故障情况和指示灯的显示关系如下表。

表 4-2 故障指示说明

故障情况指示灯

主控卡组态丢失 FAIL 灯：长亮，并一直保持到下装组态到此主控制卡。

组态中的控制站地址与

主控卡实际所读地址不

相同

FAIL 灯：同时亮，同时灭；

RUN 灯：同时亮，同时灭；

本控制站组态设置地址与卡件物理设置不一致；

可能是组态错误，也可能是主控卡地址读取故障；

下装组态或检查地址设置开关。

通信控制器不工作

FAIL 灯：均匀闪烁，周期是 RUN 灯的一半；

RUN 灯（工作）：均匀闪烁，周期是 FAIL 灯的两倍。

两个冗余的网络通信接

口（网线或驱动口）均出

现故障

FAIL 灯：同时亮，先灭；

RUN 灯：同时亮，后灭，周期为采样周期两倍；

需要检查相关网线是否断。