Архитектура QUADLOG 1oo2D - RC6, SIL3 

Архитектура QUADLOG 1oo2D - RC6, SIL3

Архитектура QUADLOG 1oo2D аттестована на соответствие уровням безопасности SIL3 и RC6. Она обеспечивает высочайший уровень безопасности и отказоустойчивости.

Архитектура 1oo2D включает все основные возможности архитектуры 1oo1D. Высокий уровень безопасности и отказоустойчивости в архитектуре 1oo2D достигается за счёт дублирования всех модулей - и управляющих, и ввода-вывода. Система 1oo2D - полностью резервированная архитектура с всесторонней диагностикой и дополнительным трактом безопасного отключения системы, который управляется независимым диагностическим каналом каждого модуля. Далеко не самоочевидное обстоятельство, но в системах QUADLOG с архитектурой 1oo2D параллельно работают четыре канала - два основных и два диагностических, благодаря чему достигается наивысший для программируемых электронных систем уровень безопасности и отказоустойчивости.

Вся система разделена на две эквивалентные подсистемы, резервирующие друг друга. В том случае, когда система диагностики обнаруживает неисправность в одной из подсистем, эта подсистема отключается, и контроль и управление поддерживается другой подсистемой.

После того, как работоспособность неисправной подсистемы будет восстановлена, она включается в работу, полностью восстанавливая двойную схему резервирования архитектуры 1oo2D. Данная архитектура также отличается большой общей стабильностью и устойчивостью к внешним неблагоприятным воздействиям общего характера.

Рис. 3.20

Архитектура QUADLOG 1oo2D позволяет монтировать резервирующие друг друга подсистемы на раздельных шасси, которые могут размещаться в раздельных шкафах и в разных помещениях. Такая возможность минимизирует подверженность резервирующих друг друга подсистем общим внешним воздействиям, таким как повышение температуры или обрыв линии питания в одном из шкафов, пожар в одном из помещений и др.

Полная и всесторонняя диагностика.
Полная и всесторонняя система встроенной диагностики QUADLOG испытана и сертифицирована независимыми центрами сертификации, которые подтвердили её высокий уровень. Быстрая, исчерпывающая диагностика обеспечивает безопасность систем, высокий коэффициент готовности, а также существенно облегчает и ускоряет монтажные и пусковые работы. Система диагностики QUADLOG охватывает более 99.5% возможных нарушений в работе и отказов. Сертифицированная безопасность. Для того чтобы систему можно было использовать в приложениях, критичных с точки зрения безопасности, система диагностики должна обнаруживать любые внутренние эксплуатационные сбои, которые могут помешать перевести технологическую установку в безопасное состояние. Диагностика должна также гарантировать безопасное поведение системы, и оповещение обслуживающего персонала о произошедшем сбое. Система диагностики QUADLOG полностью соответствует этим требованиям, независимо от типа используемой архитектуры.

Высокий коэффициент готовности.
Высокая готовность системы зависит от её способности раннего обнаружения сбоев, и точной реакции на них для предотвращения возможности возникновения больших проблем.

Диагностическая информация снабжается временной меткой и сохраняется в точке обнаружения (управляющем модуле или модуле ввода-вывода). QUADLOG осуществляет диагностику не только внутренних цепей, но и внешних сигналов. Для этого с переменными ввода-вывода связывается диагностический параметр качества сигнала. Значение этого параметра характеризует достоверность данных, получаемых системой по внешним сигнальным линиям.

Диагностическая информация модуля ввода-вывода передается в модуль управления и объединяется с данными самодиагностики модуля управления. Модуль управления поддерживает базу актуальной диагностической информации и архив диагностических сообщений.

Доступ к диагностической информации QUADLOG может быть предоставлен потребителям различного типа: операторским и инженерным станциям, контроллерам, системам управления и другим устройствам. Программное обеспечение интерфейса оператора QUADLOG включает функции и утилиты опроса, сигнализации и архивирования сообщений системной диагностики.

Устройства сторонних производителей, такие, как системы управления технологическим процессом, могут беспрепятственно получать всю диагностику QUADLOG, используя последовательный интерфейс, протокол MODBUS, а также через DDE или ОРС-сервер.

Ускоренный ввод в эксплуатацию, всесторонняя диагностика QUADLOG позволяет ускорить установку, монтаж и ввод в эксплуатацию новых систем, обеспечивая автоматическую диагностическую проверку дефектов внешних электрических соединений и внутренних программных и аппаратных сбоев системы. Модули ввода-вывода проводят проверку правильности подключения полевой шины.

Надежность.
Высокий уровень надёжности и отказоустойчивости QUADLOG стал возможным благодаря мощным защитным механизмам, заложенным в основу архитектуры и конструкции QUADLOG, обеспечивающим превосходную устойчивость к жестким промышленным условиям. Защитные механизмы предусмотрены и встроены в систему QUADLOG с самого начала ее разработки.

Их надёжность и эффективность была проверена во время всесторонних интенсивных испытаний специальной группой инженеров Siemens Moore, а также во многих независимых лабораториях.

Конфигурационное программное обеспечение.
Конфигурирование QUADLOG для выполнения функций конкретного приложения осуществляется с помощью конфигурационного программного обеспечения 4-mation™.

Это программное обеспечение основано на открытом международном стандарте IEC 61131-3 и позволяет использовать любой из стандартных языков программирования (функциональные блоки, релейная логика, последовательные функциональные схемы, структурированный текст) в единой базе данных модуля управления.

Другие возможности 4-mation:

  • Конфигурирование осуществляется без этапа компиляции, что обеспечивает мгновенную проверку правильности синтаксиса, существенно сокращая количество ошибок и исправлений.
  • Механизм управления версиями и утилита сравнения конфигураций упрощают управление изменениями при разработке приложений.
  • Функции защиты приложения от несанкционированного доступа и изменения, такие как административный пароль, пароли операторов, средства управления доступом и аппаратный защитный переключатель.
  • Принудительная установка значений сигналов ввода-вывода с целью тестирования работы системы и внешнего оборудования сопровождается установкой предупредительных флагов и формированием списка таких сигналов.
  • Возможность редактирования конфигурации и базы данных в режиме on-line существенно упрощает отладку и устранение ошибок.
  • Для адресации внешних сигналов и внутренних переменных конфигурации используются имена тэгов, а не аппаратные адреса, что упрощает разработку и последующее обслуживание приложений.
  • Конфигурация приложения хранится в графическом виде в энергонезависимой памяти QUADLOG.
  • Возможность конфигурирования QUADLOG и РСУ APACS+ с помощью единого инструмента существенно сокращает время обучения персонала и разработки приложений.
  • Существует встроенный механизм оперативных диагностических сообщений и их регистрации для быстрого поиска ошибок.

Матрица безопасности QUADLOG (Safety Matrix) - это инструментальное программное средство, которое предназначено для описания и документирования стратегии безопасности в виде таблицы, связывающей события технологического процесса, и реакцию на эти события со стороны системы безопасности.

Матрица безопасности QUADLOG используется совместно с пакетом конфигурирования 4-mation и позволяет существенно упростить конфигурирование приложений в части описания основных функций безопасности. Данный пакет инструментальных средств также служит средством проверки правильности созданной логики обеспечения безопасности. В период эксплуатации системы безопасности матрица безопасности обеспечивает оперативный мониторинг состояния объекта и возможность временного отключения функций безопасности на период обслуживания и тестирования. Матрица безопасности:

  • Обеспечивает четкое и ясное документирование приложения, облегчая тем самым его разработку и анализ.
  • Упрощает отслеживание документации.
  • Облегчает разработку приложения благодаря автоматическому преобразованию стратегии из матрицы в конфигурацию приложения.
  • Формирует адекватное документирование, требуя предварительного изменения матрицы при внесении изменений конфигурации.

Эмулятор QUADLOG (Control Simulator) позволяет осуществить полностью автономную разработку, моделирование и тестирование конфигурации, а также обучение персонала, не используя оборудование QUADLOG. Эта возможность существенно ускоряет разработку и проверку приложений, и уменьшает расходы на обучение.

Интерфейс оператора.
В состав стандартного набора инструментальных средств QUADLOG входит программное обеспечение операторского интерфейса Process Suite® Vision, позволяющее создавать видеокадры технологического процесса. Интерфейс Vision представляет собой полную, безопасную и масштабируемую оболочку операторского интерфейса, и содержит мощные и разнообразные функции, существенно ускоряющие разработку приложений.

Запись последовательности событий.
QUADLOG предоставляет механизм записи последовательности изменений внешних сигналов (Sequence Of Events Recording - SOER) с высоким временным разрешением для высокоточной фиксации, последующего анализа и диагностики событий на технологической установке, приведших к её останову, а также событий, произошедших непосредственно до и после останова. При реализации данной функции QUADLOG обеспечивает довольно высокое временное разрешение - 3 мс. Это разрешение не зависит от частоты сканирования контроллера. Для просмотра событий, записанных с высоким разрешением, используется специализированная утилита интегрированного инструментального пакета Process Suite® - SOER Viewer.

Прямая интеграция с системами управления технологическим процессом. Промышленные и корпоративные стандарты содержат требования независимости функционирования систем обеспечения безопасности (системы противоава-рийной защиты, пожарообнаружения, контроль загазованности и др.) и основной системы управления технологическим процессом. В то же время хорошо интегрированная система автоматизации требует эффективной коммуникации между всеми составляющими её подсистемами.

Система QUADLOG напрямую интегрируется в распределённые системы управления технологическими процессами APACS+ производства Siemens Energy & Automation и PCS7 производства Siemens Automation & Drives (рис. 3.21).

Распределённая система управления APACS+ Система обеспечения безопасности QUADLOG

Рис. 3.21

Благодаря поддержке широкого спектра промышленных коммуникационных стандартов (ОРС, MODBUS, DDE и др.), а также доступности прикладных интерфейсов программирования, QUADLOG легко интегрируется с распределёнными системами управления и промышленными контроллерами других производителей.

Встроенная мощная и гибкая система защиты коммуникаций QUADLOG позволяет гарантировать независимость, надёжность и полную безопасность его работы с любым оборудованием, обеспечивая выполнение требований всех международных и национальных стандартов, регламентирующих использование систем автоматизации и обеспечение безопасности технологических процессов.