北京航天试验技术研究所，北京 100074

一、引言

液体火箭试验用于考核全箭或子级方案正确性、各系统工作协调性和可靠性的综合性试验，并且为火箭靶场发射的测发流程的制定提供重要的技术依据，具有规模大、周期长、系统复杂、状态切换频繁、试验环境恶劣的特点。控制系统作为地面试验系统中的关键部分，其可靠性直接影响试验能否顺利进行，且对发射场的控制系统设计具有指导作用。

出于高可靠性需求，目前试验场、发测站所用的控制系统大多采用西门子PLC设备[1]。本文就进一步提高系统整体可靠性，组织构建基于S7-417H CPU的冗余控制系统，并在设计思路中，采用冗余互联模块、外围电路保护、软件防干扰计算模块等，进一步保障试验控制系统的可靠性。

二、冗余的硬件设计

PLC控制系统的硬件冗余，包括CPU 冗余、通讯模块冗余、输入输出模块冗余、电源冗余、现场阀门仪表冗余。

1、冗余CPU的架构

控制系统采用主/从控制结构，采用西门子最新冗余CPU 417-5H作为主站，ET200M与PLC300其他分系统CPU作为从站。这种主/从结构实现了信号的数字化传输，减少了电缆的使用数量，控制、采集功能均由一套系统处理完成，提高了系统的集成度[2]。

2个冗余组S7-417H CPU采用双机运行，同时参与运算，同时进行控制。冗余的ET200M负责现场I/O信号的冗余输入与输出。S7-417H主站与S7-300从站（其他分系统）通过Y-LINK进行通讯，采集分系统关键参数。

2、冗余通讯模块

全系统采用PROFIBUS-DP协议，主站具有对总线的控制权。系统通讯拓扑如图1所示。……