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.

Высокий уровень безопасности TRICON, обеспечиваемый применением специализированной архитектуры и средств внутренней диагностики, соответствует третьему уровню безопасного допуска SIL (Safety Integrity Level), определенному международным стандартом IEC 61508. Для уровня SIL 3 стандарта IEC 61508 определены:

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 сво