Cистема Автоматизированного Управления процесса стерилизации биореактора
Приложение 3
Отказоустойчивое
управления (системы ПАЗ) – TRICON (TRICONEX)
Отказоустойчивая
система управления выявляет и компенсирует неисправные элементы и позволяет
ремонтировать систему во время выполнения заданной задачи без прерывания
процесса.
Системы
управления высокой надежности, такие как TRICON, используются в технологических
процессах с критическими условиями, которые предъявляют жесткие требования к
безопасности и готовности.
TRICON - это
современная отказоустойчивая система управления, основанная на архитектуре с
тройным модульным резервированием (TMR). TMR использует три изолированные
параллельные системы управления и диагностику, объединенные в единую систему.
Система, использующая принцип мажоритарной выборки "два – из – трех",
обеспечивает высокую надежность, безошибочность и безостановочное
функционирование, и не имеет ни одного слабого звена.
Сигналы
сенсоров во входном модуле разделяются и направляются по трем независимым и
изолированным каналам к одному из трех главных процессоров.
Межпроцессорная шина TRIBUS выполняет
мажоритарную выборку данных и корректирует любые расхождения входных сигналов.
В результате этого гарантируется, что каждый главный процессор использует одни
и те же
выбранные данные для выполнения прикладной
программы.
Выходные
параметры затем направляются по трем различным каналам к выходным модулям, где
вновь проводится мажоритарная выборка для обеспечения надежности. Цифровая
мажоритарная выборка выходного сигнала осуществляется с помощью запатентованной
схемы учетверенной выборки, выборка аналогового сигнала осуществляется с
помощью аналогового выходного селектора. Схема с обратными связями
обеспечивает конечную оценку состояния выходного сигнала и диагностику скрытых
ошибок.
Установка и
запуск системы TRICON облегчается тем, что тройная система резервирования TMR с
точки зрения пользователя, действует как одна система управления. Пользователь
устанавливает и подсоединяет датчики и исполнительные механизмы к единой
терминальной точке цепи и программирует TRICON с помощью одной прикладной
программы.
Диагностика
каждого независимого канала, каждого модульного компонента и каждой
функциональной цепи позволяет обнаруживать ошибки
функционирования и сообщать о них. Все
данные диагностики хранятся в качестве системных переменных, сообщения
выводятся на соответствующие светодиодные индикаторы (LED) или на контакты
тревожной сигнализации. Эта информация может быть использована в прикладной
программе для изменения действий по управлению процессом или при техническом
обслуживании. Все неисправные компоненты могут быть заменены в оперативном
режиме без прерывания процесса! Эти особенности TRICON обеспечивают высочайшую
надежность данной системы.
Основные
особенности системы TRICON:
отсутствие слабых звеньев в системе;
1)
возможность функционирования с тремя, двумя или
одним главными процессорами перед отключением;
2)
тройная система резервирования;
3)
всеобъемлющая система диагностики модулей;
4)
простой ремонт модулей в процессе работы.
Системы TRICON
применяются в системах противоаварийной защиты (ESD) опасных производств на
нефтехимических и химических заводах; в системах противопожарной безопасности
плавучих платформ, котлов во многих обрабатывающих и перерабатывающих
процессах; в управлении газовыми и паровыми турбинами.
1)
вероятность возникновения
ошибки - от 1.000 до 10.000 лет;
2)
готовность - 99.90 - 99.99%.
Также система
TRICON сертифицирована Ассоциацией Технического Надзора (Германия) (TUV) для использования в производствах требующих “German Safety
Requirement Class 5 and 6”.
Приложение
4
Полевая шина - Fieldbus
Современная
микроэлектроника предлагает разработчикам технических информационных систем
возможность добиться высоких характеристик при относительно низкой цене,
позволяет реализовать функции автоматики вне блока центрального процессора,
например, в станках, агрегатах, датчиках и исполнительных механизмах [19].
Такое смещение
функциональности в сторону периферийного технологического оборудования
(децентрализация) выявило потребность в новых видах коммуникаций. Прежде
передача и обработка сигналов осуществлялась за счет простого включения в
автоматизируемый процесс некоторого вычислителя, однако сегодня
интеллектуальные компоненты автоматизируемого процесса требуют специально
разработанных видов связей, действующих в рамках их собственной
функциональности. Появление цифрового интерфейса сделало переход к локальной
сети почти неминуемым. Этот вид сети, функционирующей на нижнем уровне системы
автоматизации непосредственно рядом с технологическим процессом, получил
название fieldbus (полевая шина, или промышленная сеть).
К наиболее известным
и применяемым в мире открытым промышленным сетям относятся: CAN, LON, PROFIBUS,
Interbus-S, FIP, FF, DeviceNET, SDS, ASI, HART и некоторые другие. Каждая из
перечисленных систем имеет свои особенности и области применения. Большие
усилия направлены сегодня на разработку аппаратно-программных шлюзов (мостов)
из одного протокола в другой. И эти решения составляют отдельный сегмент
продуктов в области fieldbus-систем.