Сенімді TMR процессорлық жүйесі: ICS Triplex технологиясын қолданып сенімді қауіпсіздік басқаруын құру

Не Сенімді TMR процессорлық жүйесі ?

Сенімді TMR процессорлық жүйесі — бұл ICS TRIPLEX Сенімді қауіпсіздік жүйесінің негізгі өңдеу платформасы, миссиясы маңызды өнеркәсіптік қолданбалар үшін сенімді басқару, бақылау және ақауларды басқару қызметін қамтамасыз ету үшін әзірленген. Ол жүйенің орталық басқарушысы ретінде әрекет етеді және сенімді үш модульді резервті (TMR) арасындағы модульдер арасындағы байланыс шинасы арқылы аналогтық және цифрлық кіріс/шығыс модульдарымен алмасылатын кіріс пен шығыс деректерін өңдейді.

Дәстүрлі ПЛК процессорларынан айырмашылығы мынада: Сенімді TMR процессорлық жүйесі — үнемі жұмыс істеу мен жоғары қолжетімділік маңызды болатын қауіпсіздікке қатысты орталарға арналып жасалған. Мұнай мен газ, электр энергиясын өндіру, мұнай химиясы өндірісі және өндіріс салалары осы платформаға тіреледі, ол құрылғыларда ақаулар пайда болған кезде де қауіпсіз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.

Артықшылықтың қосымша аппараттық құралдарын, ақылды диагностикалық жүйелерді және IEC 61131-3 бағдарламалау қолдауын біріктіру арқылы жүйе қатаң өндірістік ортада процестің бүтіндігін қамтамасыз ете отырып, тоқтап қалу уақытын азайтады.

Құрылымы Сенімді TMR процессорлық жүйесі

Анықтаушы сипаттамаларының бірі – Сенімді TMR процессорлық жүйесі оның үш еселенген модульді резервтік архитектурасы. процессорлық модуль үш тәуелсіз процессорлық бөлімнен тұрады, олар бір уақытта блоктау режимінде синхронды жұмыс істейді.

Әрбір процессорлық аймаққа келесілер кіреді:

Motorola PowerPC процессоры

EPROM

DRAM

Flash ROM

NVRAM

Жадыға салынған кіріс/шығыс

Арнайы дауыс беруші схемалар

Ақаулықты анықтау логикасы

Бір ғана CPU барлық үш процессор бір уақытта бірдей қолданбалы бағдарламаларды орындайды. Олардың шығыстары үнемі екіден үш (2oo3) дауыс беру механизмі арқылы салыстырылады. Егер процессордың біреуі аппараттық ақау немесе уақытша кедергі салдарынан қарама-қайшы нәтижелер берсе, қалған екі процессор жүйенің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және ақаулы бөлікті автоматты түрде изоляциялайды.

Бұл дизайн жүйенің сенімділігін әлдеқайда жақсартады, себебі өтпелі, кездейсоқ және тұрақты ақаулар зауыттың жұмысын тоқтатпай анықталады.

Арасындағы байланыс процессорлық модульдер және алыстағы шасси арасында Сенімді Интерфейс Модульдері немесе Кеңейткіш Интерфейс Модульдері арқылы жүзеге асады, бұл үлкен өнеркәсіптік құрылымдар үшін масштабдалатын таратылған қауіпсіздік архитектурасын қамтамасыз етеді.

Негізгі сипаттамалары: Сенімді TMR процессорлық жүйесі

Сенімді TMR Процессор Жүйесі жоғары қолжетімділікті, диагностикалауды және жұмыс істеу қауіпсіздігін жақсартатын бірнеше технологияларды қамтиды.

Үш еселі модульді резервтеу

Үш синхрондалған процессорлар бірдей логиканы үнемі орындайды, ол 2oo3 дауыс беру арқылы автоматты түрде ақауларды жасыруға мүмкіндік береді.

Қателерге төзімділік құрылғысы

Қателерге төзімділігі іске асырылған құрылғы (HIFT) архитектурасы өте жылдам қателік табу тек қана бағдарламалық диагностикаға сүйенбей.

Автоматты қате басқару

The процессор автоматты түрде құрылғы қателерін анықтайды, оларды изоляциялайды және басқарады, сонымен қатар операторлардың назарын аударатын керек емес хабарландыруларды азайтады.

Қыздырылған модульді алмастыру

Қате процессорлық модульдерді қолданыстағы бағдарламаларды қайта жүктеусіз алмастыруға болады, бұл техникалық қызмет көрсету персоналына өндірістің тоқтатылуын азайтуға көмектеседі.

IEC 61131-3 бағдарламалауын қолдау

Инженерлер стандартты өнеркәсіптік бағдарламалау тілдерін пайдаланып басқару стратегияларын әзірлей алады, бұл қолданбаларды дамыту мен ұзақ мерзімді техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді.

ІШКІ ТІРКЕМЕ Диагностика

Алдыңғы панельдегі LED индикаторлары, оқиғалар тарихы журналдары және RS232 диагностикалық интерфейсі ақауларды анықтау мен жүйені бақылау үшін толық ақпарат береді.

Өнеркәсіптік қолданбалар

The ICS TRIPLEX Сенімді платформа өндірістік процестердің қауіпсіздігін қамтамасыз етуге болмайтын салаларда кеңінен қолданылады.

Типтік қолданулары:

Авариялық тоқтату жүйелері (АТЖ)

Отын және газдың болуын анықтау жүйелері

Турбина қорғаныс жүйелері

Жанғыш қондырғыларды басқару жүйелері

Процесс қауіпсіздігін қамтамасыз ететін құрылғылар жүйесі (SIS)

Саяси маңызды процестерді бақылау

Кәсіпорын бойынша қауіпсіздік басқаруы

Мұнай мен газдың теңіз мұнаралары

Мұнай қайта өңдеу зауыттары

Химиялық өңдеу комбинаттары

Энергия өнімдерін жасау орны

Бұл қолданбаларда тіпті қысқа мерзімді басқарушының ақауы құрылғылардың зақымдануына, өндіріс шығындарына немесе қауіпсіздікке қатер төндіретін жағдайларға әкелуі мүмкін. Бұл Сенімді TMR процессорлық жүйесі жоғары қолжетімділікті қамтамасыз етеді, сондықтан үздіксіз қорғаныс сақталады.

Сенімді TMR процессорлық жүйесі қалай жұмыс істейді

Ток берілген кезде процессор ішкі ресурстарының күйін тексеру үшін толық инициализациялық тізбекті орындайды. Жады құрылғылары, арифметикалық құрылғылар, таймерлер, коммуникациялық шиналар мен ақауларды анықтау схемалары жүйе қалыпты жұмыс істеуге кірмейінше тексеріледі.

Орындалу кезінде сенімді аралық модульдік шинадан түскен деректер арнайы дауыс беруші схемалар арқылы үздіксіз тексеріледі. Әрбір деректер алмасуы процессорлық жадыға жету алдында үштен екісінің салыстыруы арқылы дәлдігін қамтамасыз етеді.

Үшіншесі де процессорлар қолданбалы бағдарламаны идеалды синхрондаумен орындаңыз. Процесс айнымалылары, ішкі есептеулер және бағдарламалық нұсқаулар процессорлық каналдар бойынша үнемі салыстырылады, осылайша кез келген ауытқу тез анықталады.

Содан кейін шығыс деректері шығыс модульдеріне беріледі, мұнда қосымша дауыс беру схемалары сигналдар өрістік құрылғыларға берілмей тұрып, олардың тұрақтылығын тексереді.

Егер бір процессор қарама-қайшы деректер шығара бастаса, қалған процессорлар қате процессор изоляцияланған кезде және мүмкіндігінше автоматты түрде қайта синхрондалған кезде 2oo3 режимінде жұмыс істей береді. Бұл тәсіл жеке аппараттық ақауларға қарамастан жүйенің үзіліссіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Ақаулықтарды анықтау, диагностикалау және техникалық қызмет көрсету

Баспананың ең үлкен плюстарының бірі Сенімді TMR процессорлық жүйесі оның толық диагностикалық қабілеті.

Үнемі өзін-өзі тексеру

Процессор келесілерге қатысты автоматты аппараттық тестілерді периодты түрде орындайды:

Микропроцессорлар

Жады басқару құрылғылары

Сағат схемалары

Коммуникациялық шиналар

Қателерді анықтау логикасы

Бұл сынақтар қалыпты басқару функцияларын тоқтатпай, нақты уақыт режиміндегі операциялық жүйе арқылы белгіленеді.

Техникалық қызмет көрсету режимі

Техникалық қызмет көрсету режимі инженерлерге қолданбалы бағдарламалық жабдықты жаңартуға, бірақ көпшілік операциялық қабілеттерді сақтауға мүмкіндік береді. Инженерлік жұмыс орындары жаңа бағдарламаларды жүктей алады, басқару логикасын өзгерте алады және конфигурациялық өзгерістерді тиімді орындай алады.

Диагностикалық интерфейс

Интегралды RS232 диагностикалық порт 19,2 кбит/с жылдамдықпен жұмыс істейді және жүйені конфигурациялау, ақауларды талдау және техникалық қызмет көрсету іс-шаралары үшін инженерлік бағдарламалық жабдықпен тікелей байланыс орнатады. Алдыңғы панельдегі LED индикаторлары процессордың жағдайы мен жұмыс істеу статусын көрсету арқылы объектіде ақауларды анықтауды қарапайымдайды.

Ақауларды тіркеу

Әрбір анықталған ақау процессордың ақау тарихында уақыт белгісімен бірге тіркеледі. Бұл ақпарат техникалық қызмет көрсету тобына қайталанатын ақауларды анықтауға және жүйенің ұзақ мерзімді сенімділігін арттыруға көмектеседі.

Ақауларды өңдеу және жүйені қалпына келтіру

The Сенімді TMR процессорлық жүйесі оңай және ауыр аппараттық ақауларға ақылды түрде реакция беруге құрылған.

Егер екінші процессордың ақауы осы модуль ішінде қайталанса, процессор өзін қалған жүйеден автоматты түрде бөліп алады, бұл қате басқару әрекеттерін болдырмау үшін. Сыртқы интерфейстер диагностикалық ақпарат мүмкіндігінше тұрақты емес есте сақтау құрылғысында сақталған кезде алдын ала белгіленген қауіпсіз күйге қайтады.

Белсенді/резервті конфигурацияларда бір процессордың бөлігінің ақауы пайда болған кезде автоматты түрде резервті процессорға ауысу іске қосылады; бұл жүйе жағдайларына қарай үзіліссіз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.

Қоректендіру көзінің тоқтап қалуы кезінде ерте ескерту сигналдары процессордың «Қосылмаған» режимін іске қосады. Маңызды жұмыс деректері, ақаулар тарихы, пайдаланушының қолданбалары мен өндірістік орнатпалардың күйі тұрақты емес есте сақтау құрылғысында қауіпсіз түрде сақталады, сондықтан қоректендіру қалпына келген кезде жылдам қалпына келтіру мүмкін болады.

Қорытынды

The Сенімді TMR процессорлық жүйесі қазіргі заманғы өнеркәсіптік автоматтандыру үшін қолжетімді ең сенімді қауіпсіздік өңдеу платформаларының бірін көрсетеді. ICS Triplex қауіпсіздік жүйелерін енгізетін ұйымдар үшін Trusted TMR Processor System авариялық тоқтату, өрт пен газдан қорғау, турбиналарды басқару және басқа да жоғары дәрежелі қауіпсіздікті қамтамасыз ететін қолданбалар үшін дәлелденген негіз болып табылады. Толықтай қайталанатын өңдеу, стандартталған бағдарламалау және алдыңғы қатарлы жөндеу мүмкіндіктерінің үйлесімі өнеркәсіптік кәсіпорындарға қызмет көрсету қауіпсіздігін максималды деңгейге көтеруге, сонымен қатар тоқтап қалу уақыты мен жөндеу шығындарын азайтуға мүмкіндік береді.

С1: Trusted TMR Processor System дегеніміз не?

A: Trusted TMR Processor System – ICS TRIPLEX Trusted қауіпсіздік жүйесінің орталық өңдеу құрылғысы болып табылады және қауіпсіздікке қатысты өнеркәсіптік қолданбалар үшін сенімді басқару, бақылау және байланыс қамтамасыз етеді.

С2: Trusted TMR Processor System қалай ақаулыққа төзімділікті қамтамасыз етеді?

A: Ол қателерді анықтау және изоляциялау үшін үш синхрондалған процессор мен екіден үш (2oo3) дауыс беру механизмін қолданатын үштік модульдік резервтеу (TMR) әдісін қолданады, бұл үздіксіз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.

Сұрақ 3: Қандай салаларда кеңінен қолданылады? Сенімді TMR процессорлық жүйесі ?

A: Ол мұнай мен газ, электр энергиясын өндіру, химиялық өңдеу, петрохимиялық зауыттар және жоғары дәрежелі қауіпсіздік басқару жүйелерін талап ететін басқа да салаларда кеңінен қолданылады.

Сұрақ 4: Сенімді TMR процессорлық жүйесінің негізгі сипаттамалары қандай?

A: Негізгі сипаттамаларына TMR қате төзімділігі, HIFT архитектурасы, ыстық модульді алмастыру, IEC 61131-3 бағдарламалауын қолдау, ішкі диагностика және автоматты қате өңдеу кіреді.

Сұрақ 5: Сенімді TMR процессорлық жүйесі жөндеу мен ақауларды анықтауды қалай қолдайды?

A: Ол үздіксіз өзін-өзі тексеруді, уақыт белгісімен белгіленген қате журналын, алдыңғы панельдегі жағдай индикаторларын және тиімді бақылау, жөндеу және қателерді диагностикалау үшін RS232 диагностика портын қамтамасыз етеді.

Табыстар

https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/rm/icstt-rm251_-en-p.pdf

(Егер копирайт бұзылған болса, бұл мақаланы жою үшін маған хабарласыңыз.)