Системы повышенной надежности Siemens H-системы.
Резервированная система Siemens S7-400H развивает концепции построения систем управления повышенной надежности, основы которых были реализованы в контроллерах семейства SIMATIC S5.
Надежность системы поддерживается операционной системой и аппаратными средствами центрального процессора CPU 414-4H или CPU 417-4H.
Основным принципом построения программируемого контроллера Siemens S7-400H является принцип горячего резервирования с поддержкой безударного автоматического переключение на резервный базовый блок в случае отказа ведущего базового блока. В соответствии с этим принципом при отсутствии отказов оба базовых блока находятся в активном состоянии и синхронно выполняют одну и ту же программу.
Оба блока синхронно формируют управляющие воздействия, но эти воздействия выдаются через модули вывода только из ведущего блока. В случае возникновения отказа все функции управления принимает на себя исправный блок контроллера.
Для гарантированного безударного включения резерва между базовыми блоками контроллера необходима надежная скоростная связь. Эта связь поддерживается по оптоволоконным кабелям, соединяющим два центральных процессора. Функции синхронизации по этим кабелям выполняются автоматически операционной системой контроллера и не требуют программирования со стороны пользователя.
Программируемый контроллер Siemens S7-400H предназначен для автоматизации:
Процессов с высокими затратами на перезапуск системы в результате отказа контроллера.
Процессов с высокой стоимостью простоя.
Процессов, в которых используются дорогостоящие материалы.
Необслуживаемых процессов.
Процессов с ограниченным количеством обслуживающего персонала.
Применение контроллера S7-400H позволяет получить целый ряд преимуществ:
Прозрачное программирование. Программы могут быть написаны на всех доступных для S7-400 языках. Программа, написанная для обычного центрального процессора, может выполняться и центральным процессором резервированного контроллера и наоборот. При написании программы
учитываются только технологические особенности объекта управления. Вопросы повышения надежности функционирования системы решаются операционной системой и аппаратной частью контроллера. Дополнительное программное обеспечение необходимо только для конфигурирования резервированной системы.
Стандартная обработка данных. С точки зрения пользователя в контроллере S7-400Н есть только один центральный процессор и одна программа.
Быстрое безударное переключение с ведущего на ведомый процессор с типовым временем переключения 30 мс. На период переключения операционная система исключает возможность потери данных или сигналов прерываний.
Автоматическая синхронизация центральных процессоров после замены одного из них. После замены одного из центральных процессоров предусмотрено выполнение автоматической безударной синхронизации с передачей в память включенного в работу процессора всех текущих данных (программы, блоков данных, динамических данных и т.д.).
Системы повышенной безопасности Siemens F-системы
Программируемые контроллеры повышенной безопасности Siemens F-системы предназначены для построения систем безопасного управления, в которых возникновение отказов не влечет за собой появление опасности для жизни обслуживающего персонала и не приводит к загрязнению окружающей природной среды.
Контроллеры выпускаются в трех модификациях:
Siemens S7-400F: система безопасного управления, в которой возникновение отказов приводит к переводу технологического оборудования в безопасные состояния и остановке производственного процесса.
Siemens S7-400FH: резервированная система безопасного управления, выполняющая функции системы S7-400F и обеспечивающая повышенную надежность функционирования автоматики безопасности.
Siemens S7-300F: система безопасного управления, в которой возникновение отказов приводит к переводу технологического оборудования в безопасные состояния и остановке производственного процесса.
На основе программируемых контроллеров S7-400®F/FH и S7-300®F могут создаваться системы безопасного управления, отвечающие требованиям:
Классов AK1 … AK6 по DIN V 19250/ DIN V VDE 0801 (Подтверждено сертификатом TUV).
Классов SIL 1 … SIL 3 по IEC 61508 (Подтверждено сертификатом TUV).
Категорий 1 … 4 по EN 954-1 (Подтверждено сертификатом TUV).
В системах, построенных на основе программируемых контроллеров S7-400®F/FH и S7-300®F, допускается комбинированное применение компонентов систем безопасного управления с компонентами стандартного исполнения. Это позволяет создавать системы автоматического управления, выполняющие функции стандартного управления по отношению к одной и функции безопасного управления по отношению к другой части технологического оборудования. Для проектирования и обслуживания таких систем используется единый набор промышленного программного обеспечения.
Реализация функций безопасного управления в контроллерах S7-400®F/FH и S7-300®F поддерживается программами безопасного управления (F-программами) центральных процессоров, а также специальными сигнальными модулями (F-модулями), позволяющими создавать различные конфигурации систем ввода-вывода.
F-модули Siemens поддерживают расширенный набор диагностических функций и позволяют на аппаратном уровне выявлять расхождения в считываемых значениях для каждого канала ввода или выводимых значениях для каждого канала вывода F-системы.
Функционирование центральных процессоров в S7-400®F/FH и S7-300®F организовано так же, как и в программируемом контроллере S7-400H. Оно сопровождается выполнением расширенного набора диагностических функций, контролем хода и времени выполнения программы, а также работоспособности станций распределенного ввода-вывода. Выявление ошибок автоматически сопровождается переводом технологического оборудования в безопасные состояния. Стандартные функции связи и функции F-связи между программируемым контроллером и станциями распределенного ввода-вывода ET 200M реализуются через сеть PROFIBUS-DP. Для передачи данных F-систем в сети PROFIBUS используется специальный профиль PROFISafe.
Этот профиль позволяет использовать для передачи данных F-систем стандартные фреймы сообщений PROFIBUS-DP. Дополнительные аппаратные компоненты, подобные специальной шине безопасного управления, для этой цели не нужны. Необходимое программное обеспечение либо интегрировано в операционную систему аппаратных компонентов, либо загружается в центральный процессор в виде сертифицированных программных блоков.
О компании и продукции Siemens
