ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.12.2021
Просмотров: 2946
Скачиваний: 33
148
•
доставка аварийных сообщений (транзакций) в режиме
реального времени на верхний уровень в рабочую станцию;
•
формирование и хранение аварийных трендов в архиве
рабочей станции;
•
встроенная самодиагностика, фиксирующая отказ с точностью
до типового элемента замены;
•
обеспечение горячей замены модулей УСО без выключения
электропитания контроллера.
13.5 Обеспечение надежности в системе ПАЗ
Основная проблема обеспечения надежности заключается в
выборе системы резервирования ПАЗ. Основываясь на принятых
правилах (ПБ 09-170-97) и требованиях ГОСТ 24.104-85, часто
предлагается реализовать систему ПАЗ с резервированием
процессорного модуля. Недостатки резервирования процессорного
модуля состоят в следующем:
•
не все современные промышленные контроллеры имеют
возможность построения многопроцессорной архитектуры. Широко
известный вариант это контроллеры с шиной VME. Но это
достаточно дорогие контроллеры;
•
отказоустойчивая
система предполагает
своевременное
выявление, предупреждение аварийной ситуации и обеспечение
замены
неисправного элемента системы без
прерывания
технологического процесса. Это не обеспечивается резервированием
процессорного модуля;
•
при выходе из строя источника питания контроллера система
ПАЗ неработоспособна;
•
при выходе из строя арбитра (он необходим в
многопроцессорной системе) система ПАЗ не работоспособна;
•
в системах с высокоскоростными параллельными шинами
данных, адреса и управления, где возможно построение
двухпроцессорной архитектуры, часто происходят непредвиденные
отказы с невозможностью продолжения процесса. Необходим
общий сброс или переключение питания контроллера и перезагрузка
программы контроллера, а это недопустимо для системы ПАЗ;
•
при выходе из строя основного процессора резервный может
не подхватить процесс (безударное переключение), ввиду
возникновения конфликтной ситуации на шине (зависание);
•
на процессорный модуль приходится значительная доля
стоимости всего контроллера (более 50%).
149
Поэтому высокая надежность системы ПАЗ предполагает
резервирование
всех
составных
частей
контроллерного
оборудования, а именно:
•
резервирование процессора;
•
резервирование локальной шины обмена ПЦ-УСО;
•
резервирование крейта;
•
резервирование источника питания (ИП) контроллера;
•
резервирование коммуникационных интерфейсов.
А это выливается в дублирование контроллера. Такая система
ПАЗ обеспечивает 100-процентное «горячее» резервирование.
Высокая реактивность системы ПАЗ реализуется с помощью
двух
методов.
Первый
метод
основан
на
применении
высокоскоростных дискретных модулей УСО. Приложение
контроллера работает с прерываниями, при этом в памяти
контроллера формируется кольцевой буфер (FIFO), объем которой
зависит от времени сохранения архивного тренда. Недостатком
данного метода является необходимость хранения предысторий
аварийного события в памяти контроллера, которая не рассчитана на
хранение аварийных трендов.
При использовании второго метода (рис.13.3) аварийное
сообщение, сопровождаемое меткой времени (taimstamp), передается
из выполняющейся в контроллере прикладной программы на
верхний уровень в АРМ. Именно там обрабатывается предыстория
Рис.13.3 Метод обработки аварийных событий на верхнем уровне
150
события и хранится аварийный тренд (на жестком диске). Память
контроллера используется для формирования таблиц и буфера
аварийных сообщений, но при этом не требуется большого объема
памяти буфера. Транзакции происходят с высокой скоростью, на
порядок выше традиционного обмена между приложением и
системой SCADA. Данный метод не требует применения
высокоскоростных контроллеров и модулей УСО, а также
специальной области памяти для хранения временного массива
аварийного события.
Вопросы для самопроверки:
1.
Чем вызвана необходимость модернизации устаревших
АСУТП
2.
Что такое ПАЗ и их структура?
3.
Какие задачи решает система безопасности гибких
производств?
4.
Назначение системы ПАЗ в АСУТП.
5.
Какие недостатки резервирования процессорного модуля?
6.
Какие части системы ПАЗ необходимо резервировать?
7.
Какие методы обеспечения реактивности системы ПАЗ?
151
Список литературы:
1.
Общеотраслевые руководящие методические материалы по
созданию
автоматизированных
систем
управления
технологическими процессами (АСУТП). М. «Финансы и
статистика». 1982
2.
Закер К. Компьютерные сети. Модернизация и поиск
неисправностей. Санкт-Петербург. «БХВ-Петербург». 2003
3.
Олифер В.Г. Олифер Н.А. Компьютерные сети. Учебник.
Санкт-Петербург. Питер. 2001
4.
Жеретинцева Н.Н. Курс лекций по компьютерным сетям.
Владивосток 2000
5.
Панфилов И.В., Заяц А.М. Архитектура ЭВМ и систем.
Учебное пособие. ЛТА. СПб. 2003
6.
Панфилов И.В., Хабаров С.П., Заяц А.М. Информационные
сети. Учебное пособие. ЛТА. СПб. 2003
7.
Компьютерные сети. Учебный курс. Мю, Русская редакция,
1997
8.
Страшун Ю.П. Основы сетевых технологий для автоматизации
и управления. М., Издательство МГГУ 2003
9.
Домрачев С.А., Компьютерные сети. Учебное пособие. М.
1999
10.
Егоров С.В., Мирахмедов Д.А. Моделирование и оптимизация
в АСУТП. М. 1988
11.
Громов В.С., Тимофеев В.Н. Системы противоаварийной
защиты в АСУТП. Мир компьютерной автоматизации, №3,
2003
12.
Громов В.С., Покутный А.В., Вишнепольский Р.Л., Тимофеев
В.Н. особенности проектирования распределенных АСУТП.
http://www.astp.ru/?p=600406
13.
Иванов А.Н., Золотарев С.В. Построение АСУТП на базе
концепции
открытых
систем.
http;/www.osp.ru/pcworld/1998/01/40/htm
14.
Норенков И.П., Автоматизированные системы управления
технологическими
процессами.
Вестник
МГТУ.
Сер.
Приборостроение. 2002.№1
15.
Егоров А.А. Открытые технологии и промышленные АСУ.
Промышленные АСУ и контроллеры. 2003. №1
16.
Калядин А.Ю. Использование масштабируемой архитектуры в
АСУТП на промышленных предприятиях. Промышленные
АСУ и контроллеры. 2001. №2
17.
Ремизевич Т.В. Современные программируемые логические
контроллеры. Приводная техника. 1999. № 1-2
152
Содержание
Введение 3
I.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 Основные понятия и определения 4
1.2 Функции АСУТП 7
1.3 Состав АСУТП 11
1.4 Общие технические требования 12
1.5 Классификация АСУТП 13
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СЕТЕВОЙ ТЕРМИНОЛОГИИ
2.1 Основные определения и термины 18
2.2 Преимущества использования сетей 20
2.3 Архитектура сетей 22
2.4 Выбор архитектуры сетей 27
3.ПОСТРОЕНИЕ АСУТП НА БАЗЕ КОНЦЕПЦИИ ОТКРЫТЫХ
СИСТЕМ
3.1 Особенности АСУТП 29
3.2 Работа сети 29
3.3 Взаимодействие уровней модели OSI 31
3.4 Описание уровней модели OSI 32
4.Топология сети
4.1 Виды сетей 35
4.2 Топология типа «звезда» 36
4.3 Кольцевая топология 38
4.4 Шинная топология 40
4.5 Выбор топологии 42
4.6 Древовидная структура локальной сети 42
5 КОМПОНЕНТЫ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ
5.1 Состав локальной сети 44
5.2Файловый сервер 45
5.3 Рабочие станции 46
5.4Сетевые адаптеры 47
5.5 Сетевые программные средства 49
5.6 Кабели 51
6 ПРОТОКОЛЫ
6.1 Определение протоколов 57
6.2 Работа протоколов 57
6.3 Стеки протоколов 58
7 СЕТЕВЫЕ АРХИТЕКТУРЫ
7.1 ETHERNET 62
7.2 Кадр ETHERNET 64