ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 27
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1
Publication 1756-RM003G-EN-P - June 2003
Èñïîëüçîâàíèå
ControlLogix
â ïðèëîæåíèÿõ SIL2
Ñïðàâî÷íîå ðóêîâîäñòâî
ïî îáåñïå÷åíèþ áåçîïàñíîñòè
www.klinkmann.com
1 / 2011
Важная информация для пользователя
Эксплуатационные характеристики полупроводникового оборудования отличаются от характеристик электромеханического оборудования. В публикации SGI1.1 фирмы
AllenBradley Руководство по обеспечению безопасности при использовании, установке и обслуживании полупроводниковых устройств управления, имеющейся в вашем местном представительстве Rockwell Automation, а также в Интернете по адресу htpp://www.ab.com/manuals/gi, описываются некоторые важные различия между полупроводниковым оборудованием и электромеханическими устройствами с жесткими соединениями. В связи с этими различиями, а также большим разнообразием применений полупроводникового оборудования, все лица, ответственные за использование такого оборудования, должны удостовериться в приемлемости всякого предполагаемого применения такого оборудования Automation нив коем случае не отвечает за косвенный ущерб, связанный с использованием такого оборудования.
Примеры и схемы приводятся в данном руководстве исключительно для иллюстрации. Поскольку каждое конкретное оборудование характеризуется множеством специфических параметров и требований, Rockwell Automation, Inc. не берет на себя ответственность за фактическое использование продуктов на основе таких примеров и схем Automation, Inc. не несет патентную ответственность в связи с использованием информации, цепей, оборудования или программного обеспечения, описанных в данном руководстве.
Воспроизведение содержания данного руководства, целиком или частично, без письменного разрешения Rockwell Automation, Inc. запрещается.
В настоящем документе используются примечания, обращающие ваше внимание на вопросы безопасности. Обозначает информацию о способах действий или обстоятельствах, которые могут привести к взрыву в опасных условиях, что может повлечь травмы или смерть людей, материальный ущерб или экономические потери. Обозначает информацию, имеющую критическое значение для успешного применения и понимания продукта. Обозначает информацию о способах действий или обстоятельствах, которые могут привести к травмам или смерти людей, материальному ущербу или экономическим потерям. Такие примечания помогут вам обнаружить опасность избежать опасность понять последствия
Такие знаки могут быть нанесены снаружи или внутри устройства для предупреждения о возможном наличии опасного напряжения.
Такие знаки могут быть нанесены снаружи или внутри устройства для предупреждения о том, что поверхности могут иметь опасную температуру.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
ВАЖНО
ВНИМАНИЕ
ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ
ОПАСНОСТЬ ОЖОГА
Эксплуатационные характеристики полупроводникового оборудования отличаются от характеристик электромеханического оборудования. В публикации SGI1.1 фирмы
AllenBradley Руководство по обеспечению безопасности при использовании, установке и обслуживании полупроводниковых устройств управления, имеющейся в вашем местном представительстве Rockwell Automation, а также в Интернете по адресу htpp://www.ab.com/manuals/gi, описываются некоторые важные различия между полупроводниковым оборудованием и электромеханическими устройствами с жесткими соединениями. В связи с этими различиями, а также большим разнообразием применений полупроводникового оборудования, все лица, ответственные за использование такого оборудования, должны удостовериться в приемлемости всякого предполагаемого применения такого оборудования Automation нив коем случае не отвечает за косвенный ущерб, связанный с использованием такого оборудования.
Примеры и схемы приводятся в данном руководстве исключительно для иллюстрации. Поскольку каждое конкретное оборудование характеризуется множеством специфических параметров и требований, Rockwell Automation, Inc. не берет на себя ответственность за фактическое использование продуктов на основе таких примеров и схем Automation, Inc. не несет патентную ответственность в связи с использованием информации, цепей, оборудования или программного обеспечения, описанных в данном руководстве.
Воспроизведение содержания данного руководства, целиком или частично, без письменного разрешения Rockwell Automation, Inc. запрещается.
В настоящем документе используются примечания, обращающие ваше внимание на вопросы безопасности. Обозначает информацию о способах действий или обстоятельствах, которые могут привести к взрыву в опасных условиях, что может повлечь травмы или смерть людей, материальный ущерб или экономические потери. Обозначает информацию, имеющую критическое значение для успешного применения и понимания продукта. Обозначает информацию о способах действий или обстоятельствах, которые могут привести к травмам или смерти людей, материальному ущербу или экономическим потерям. Такие примечания помогут вам обнаружить опасность избежать опасность понять последствия
Такие знаки могут быть нанесены снаружи или внутри устройства для предупреждения о возможном наличии опасного напряжения.
Такие знаки могут быть нанесены снаружи или внутри устройства для предупреждения о том, что поверхности могут иметь опасную температуру.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
ВАЖНО
ВНИМАНИЕ
ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ
ОПАСНОСТЬ ОЖОГА
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Перечень внесенных изменений
Введение
В этой версии данного документа содержится обновленная информация. Внесенные изменения обозначаются вертикальной полосой на полях, как показано слева.
Новая и исправленная информация
Хотя вертикальные полосы на полях имеются в руководстве везде, где менялся текст (например, для исправления опечаток, допущенных в предыдущем издании, в таблице Внесенные изменения указывается наиболее значимая новая и исправленная информацию, включенная в это издание данного руководства.
Таблица Внесенные изменения – Новая и измененная информация
Эта информация
Находится
Новая или
измененная
Новые компоненты ControlLogix, сертифицированные для Таблица 1.1 на стр. 1-6
Новая
Определение вероятности отказа при запросе
(Probability of Failure on Demand) (PFD) для вновь сертифицированных компонентов
Таблица 1.3 на стр. 1-11
Новая
Определение вероятности не обнаруженного опасного отказав час (Probability of Undetected
Dangerous Failure per Hour) (PFH) для вновь сертифицированных компонентов
Таблица 1.4 на стр. 1-13
Новая
Информация о сертификатах безопасности и соответствии стандартам для вновь сертифицированных компонентов
Стр. 1-8
Новая
Описание вновь сертифицированных компонентов в главах, посвященных конкретным типам устройств (например, контроллер 1756-L55M13 описан в Главе Главы 4, 5 и 6
Новая
Определение вероятности отказа при запросе
(Probability of Failure on Demand) (PFD) для вновь сертифицированных компонентов с периодичностью контрольных испытаний 2 и 4 года
Приложение E
Новая
Описание использования ControlLogix в приложениях Приложение Новая
Введение
В этой версии данного документа содержится обновленная информация. Внесенные изменения обозначаются вертикальной полосой на полях, как показано слева.
Новая и исправленная информация
Хотя вертикальные полосы на полях имеются в руководстве везде, где менялся текст (например, для исправления опечаток, допущенных в предыдущем издании, в таблице Внесенные изменения указывается наиболее значимая новая и исправленная информацию, включенная в это издание данного руководства.
Таблица Внесенные изменения – Новая и измененная информация
Эта информация
Находится
Новая или
измененная
Новые компоненты ControlLogix, сертифицированные для Таблица 1.1 на стр. 1-6
Новая
Определение вероятности отказа при запросе
(Probability of Failure on Demand) (PFD) для вновь сертифицированных компонентов
Таблица 1.3 на стр. 1-11
Новая
Определение вероятности не обнаруженного опасного отказав час (Probability of Undetected
Dangerous Failure per Hour) (PFH) для вновь сертифицированных компонентов
Таблица 1.4 на стр. 1-13
Новая
Информация о сертификатах безопасности и соответствии стандартам для вновь сертифицированных компонентов
Стр. 1-8
Новая
Описание вновь сертифицированных компонентов в главах, посвященных конкретным типам устройств (например, контроллер 1756-L55M13 описан в Главе Главы 4, 5 и 6
Новая
Определение вероятности отказа при запросе
(Probability of Failure on Demand) (PFD) для вновь сертифицированных компонентов с периодичностью контрольных испытаний 2 и 4 года
Приложение E
Новая
Описание использования ControlLogix в приложениях Приложение Новая
Перечень внесенных изменений Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Для заметок
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004
Предисловие
Введение
Данное руководство по применению призвано описать компоненты системы управления ControlLogix (ControlLogix Control System), которые можно приобрести у Rockwell Automation для использования в приложениях Структура руководства
Цель данного руководства – разъяснить, как система управления
ControlLogix (ControlLogix Control System) может быть сертифицирована для SIL2. В Таблице Предисловие указывается, какая информация содержится в каждом разделе.
Таблица «Предисловие».1
Раздел:
Название:
Описание:
Глава Концепция Введение в концепцию SIL и связь этой концепции с системой Глава Система Краткий обзор всех компонентов, содержащихся в системе ControlLogix, сертифицированной для Глава Аппаратная часть системы Описание источников питания и шасси
ControlLogix, используемых в SIL2- сертифицированной системе Глава Контроллер Описание контроллера ControlLogix, используемого в сертифицированной системе Глава Модули связи Описание модулей связи ControlLogix, используемых в сертифицированной системе Глава Модули ввода/вывода Описание модулей ввода/вывода
ControlLogix, используемых в SIL2- сертифицированной системе Глава Ошибки в системе Описание двух часто встречающихся условий, вызывающих ошибку в системе Глава Основные требования к прикладному программному обеспечению
Принципы разработки приложений в среде
RSLogix 5000 применительно к Глава Технические требования SIL2 к прикладной программе
Описание требований по технической безопасности в сертифицированных приложениях Глава Назначение и применение человекомашинных интерфейсов (Human to
Machine Описание мер предосторожности и методик, которые должны применяться для устройств HMI, используемых в SIL2- сертифицированных приложениях Приложение Времена отклика в Дополнительная информация по компонентам, содержащимся в SIL2- сертифицированном приложении Приложение B
Самотестирование системы и программируемые пользователем отклики Описание самотестирования и откликов системы на различные результаты тестирования, возможные в системе
ControlLogix.
Предисловие
Введение
Данное руководство по применению призвано описать компоненты системы управления ControlLogix (ControlLogix Control System), которые можно приобрести у Rockwell Automation для использования в приложениях Структура руководства
Цель данного руководства – разъяснить, как система управления
ControlLogix (ControlLogix Control System) может быть сертифицирована для SIL2. В Таблице Предисловие указывается, какая информация содержится в каждом разделе.
Таблица «Предисловие».1
Раздел:
Название:
Описание:
Глава Концепция Введение в концепцию SIL и связь этой концепции с системой Глава Система Краткий обзор всех компонентов, содержащихся в системе ControlLogix, сертифицированной для Глава Аппаратная часть системы Описание источников питания и шасси
ControlLogix, используемых в SIL2- сертифицированной системе Глава Контроллер Описание контроллера ControlLogix, используемого в сертифицированной системе Глава Модули связи Описание модулей связи ControlLogix, используемых в сертифицированной системе Глава Модули ввода/вывода Описание модулей ввода/вывода
ControlLogix, используемых в SIL2- сертифицированной системе Глава Ошибки в системе Описание двух часто встречающихся условий, вызывающих ошибку в системе Глава Основные требования к прикладному программному обеспечению
Принципы разработки приложений в среде
RSLogix 5000 применительно к Глава Технические требования SIL2 к прикладной программе
Описание требований по технической безопасности в сертифицированных приложениях Глава Назначение и применение человекомашинных интерфейсов (Human to
Machine Описание мер предосторожности и методик, которые должны применяться для устройств HMI, используемых в SIL2- сертифицированных приложениях Приложение Времена отклика в Дополнительная информация по компонентам, содержащимся в SIL2- сертифицированном приложении Приложение B
Самотестирование системы и программируемые пользователем отклики Описание самотестирования и откликов системы на различные результаты тестирования, возможные в системе
ControlLogix.
Предисловие Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Таблица «Предисловие».1
Разъяснение терминологии
Следующая таблица раскрывает акронимы, используемые в данном руководстве.
Таблица «Предисловие».2
Раздел:
Название:
Описание: Приложение Дополнительная информация по обработке отказов в системе Дополнительная информация, которая может помочь пользователю справиться с отказом. Приложение Оценка ложных отказов Оценка частоты ложных отказов на основе эксплуатационных рекламаций. Приложение Пример определения вероятности отказа при запросе (Дополнительные расчеты PFD при периодичности контрольных испытаний 2 и 4 года.
Акроним:
Полный термин:
Определение:
CIP
Control and Information Управляющий и информационный протокол
Протокол передачи сообщений, используемый системами Logix5000
TM
. Это собственный протокол связи, используемый коммуникационными сетями наряду с другими протоколами Диагностическое покрытие
Отношение количества обнаруженных отказов к общему числу отказов Европейский стандарт
Официальный европейский стандарт System Получить системное значение
Выходная инструкция релейной логики, которая получает информацию о состоянии заданного контроллера и помещает ее в тег- адресат Time Between Наработка на отказ
Среднее время между возникновениями отказов Time to Среднее время до восстановления работоспособности
Среднее время, необходимое для восстановления нормальной работы после возникновения отказа and Debugging
Tool Инструмент программирования и отладки
Программное обеспечение RSLogix 5000, используемое для программирования и отладки сертифицированного приложения ControlLogix.
PC
Personal Персональный компьютер
Компьютер, используемый для взаимодействия с системой ControlLogix и управления ею посредством программного обеспечения RSLogix 5000.
PFD
Probability of Failure on Вероятность отказа при запросе
Средняя вероятность того, что система не выполнит свою функцию по запросу of Failure per Вероятность возникновения отказа за час
Вероятность возникновения в системе опасного отказав течение часа
Разъяснение терминологии
Следующая таблица раскрывает акронимы, используемые в данном руководстве.
Таблица «Предисловие».2
Раздел:
Название:
Описание: Приложение Дополнительная информация по обработке отказов в системе Дополнительная информация, которая может помочь пользователю справиться с отказом. Приложение Оценка ложных отказов Оценка частоты ложных отказов на основе эксплуатационных рекламаций. Приложение Пример определения вероятности отказа при запросе (Дополнительные расчеты PFD при периодичности контрольных испытаний 2 и 4 года.
Акроним:
Полный термин:
Определение:
CIP
Control and Information Управляющий и информационный протокол
Протокол передачи сообщений, используемый системами Logix5000
TM
. Это собственный протокол связи, используемый коммуникационными сетями наряду с другими протоколами Диагностическое покрытие
Отношение количества обнаруженных отказов к общему числу отказов Европейский стандарт
Официальный европейский стандарт System Получить системное значение
Выходная инструкция релейной логики, которая получает информацию о состоянии заданного контроллера и помещает ее в тег- адресат Time Between Наработка на отказ
Среднее время между возникновениями отказов Time to Среднее время до восстановления работоспособности
Среднее время, необходимое для восстановления нормальной работы после возникновения отказа and Debugging
Tool Инструмент программирования и отладки
Программное обеспечение RSLogix 5000, используемое для программирования и отладки сертифицированного приложения ControlLogix.
PC
Personal Персональный компьютер
Компьютер, используемый для взаимодействия с системой ControlLogix и управления ею посредством программного обеспечения RSLogix 5000.
PFD
Probability of Failure on Вероятность отказа при запросе
Средняя вероятность того, что система не выполнит свою функцию по запросу of Failure per Вероятность возникновения отказа за час
Вероятность возникновения в системе опасного отказав течение часа
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Глава Концепция Эта глава ознакомит вас с концепцией SIL и расскажет, как система
ControlLogix удовлетворяет требованиям сертификации для Введение в Конкретные каталожные номера (указанные в Таблице 1.1 на стр) системы ControlLogix являются разрешенными по типу устройства и сертифицированными для использования в приложениях SIL2 согласно IEC 61508, а также в приложениях AK4 согласно DIN V19250. Требования SIL основаны на стандартах, действующих на момент сертификации.
Эти требования включают наработку на отказ (mean time between failures MTBF), вероятность отказов, частоту отказов, диагностическое покрытие и доли безопасных отказов, отвечающие критериям SIL2. Результаты делают систему ControlLogix пригодной для применений вплоть до SIL2 включительно. Когда система
ControlLogix находится в режиме обслуживания или программирования, за поддержание ее безопасного состояния отвечает пользователь.
Для помощи в создании программ необходим инструмент программирования и отладки PADT (Programming and Debugging
Tool). Согласно IEC 611312 и этому справочному руководству по безопасности, PADT для ControlLogix – это RSLogix Для получения этой информации:
См. стр.:
Введение в Сертификация для SIL2 Контрольные испытания
1-5
Компоненты сертифицированной системы Соответствие требованиям по безопасности
1-8
Конструкция аппаратных средств и функции микропрограммного обеспечения
1-9
Разница между PFD и Отвечающие SIL распределение и доли
1-15
Ведомственные нормы
1-16
Времена отклика
1-16
Контрольное время программы в системе Контактная информация в случае возникновения отказа устройства
1- 2 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004
TUV Rheinland одобрила использование системы ControlLogix в приложениях, связанных с обеспечением безопасности, вплоть до
SIL2 включительно, в которых обесточенное состояние считается безопасным. Все представленные в данном руководстве примеры, относящиеся к вводу/выводу, основаны на достижении обесточенного состояния как безопасного состояния для типичных систем аварийного останова (Emergency Shutdown Systems ESD).
ControlLogix – это модульная и настраиваемая система с возможностью предварительного конфигурирования выходов и других откликов на состояние отказа. По существу, система может быть спроектирована так, чтобы отвечать требованию сохранения последнего состояния в случае возникновения ошибки, так что система может использоваться вплоть до го уровня SIL огонь и газа также в других приложениях, где требуется, чтобы выходные сигналы, подаваемые на исполнительные механизмы, оставались включенными. Понимая поведение системы ControlLogix для приложений аварийного останова, при проектировании системы можно предусмотреть соответствующие меры для того, чтобы она отвечала требованиям других применений. Эти меры связаны с управлением выходами и исполнительными механизмами, которые должны оставаться включенными, чтобы обеспечивалось безопасное состояние. Должны быть выполнены и другие требования SIL2, касающиеся входов сдатчиков, программного обеспечения и т.д. Меры и модификации, относящиеся к применениям в условиях газа и огня, представлены ниже Использование ручного пересиливания необходимо для того, чтобы оператор мог осуществлять необходимое управление в случае отказа контроллера. По концепции это аналогично функции внешнего реле или резервных выходов, необходимых для того, чтобы обеспечить обесточивание системы аварийного останова в случае возникновения отказа, способного воспрепятствовать этому (например, замыкания на выходе. Система знает о возникновении отказано характер отказа требует независимых мер осуществления управления и либо обесточивания, либо обеспечения альтернативного пути для непрерывной подачи питания наконечный исполнительный механизм Если приложение не допускает наличия выхода, который может отказать при замыкании (наличии питания, то должны использоваться внешние средства обесточивания в случае возникновения отказа при замыкании, например, последовательное включение реле или другого выхода. (См. Рис.
6.8 на стр. Если приложение не допускает наличия выхода, который отказывает при размыкании (отключении питания, то должны использоваться внешние средства, такие как ручная отмена или параллельное включение выхода. (За информацией поручному пересиливанию обращайтесь к Рис. 1.1 на стр. 13). Пользователь должен предусмотреть такие альтернативные средства и разработать прикладную программу для запуска альтернативных средств обесточивания или поддержания питания в случае отказа основного выхода
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004
• Такая цепь ручного переопределения показана на Рис. 1.1. Она состоит из набора контактов с фиксированными соединениями, отходящих от селектора или пусковой кнопки. Один нормально разомкнутый контакт обеспечивает обход питания от выхода контроллера непосредственно к исполнительному механизму. Другой контакт является нормально замкнутыми предназначен для удаления или изоляции выхода контроллера Должна быть создана прикладная программа для контроля диагностических модулей вывода на предмет опасных отказов, таких как замкнутые или разомкнутые выходные каналы драйверов. Диагностические модули вывода должны быть настроены на сохранение последнего состояния в случае возникновения ошибки Должен выдаваться диагностический сигнал, информирующий оператора о необходимости ручного управления Неисправный модуль должен быть заменен в течение приемлемого периода времени При каждом обнаружении ошибки пользователь должен каким
либо образом уведомлять об этом оператора (например, при помощи световой сигнализации).
Рисунок 1.1 Сигнал оператору
L1
Ручное пересиливание
Исполнительный механизм или Земля
Сбой
1- 4 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Сертификация для На рисунке 1.2 показан типичный контур SIL, включающий контур обеспечения безопасности в целом относящаяся к ControlLogix часть общего контура безопасности подключение к этому контуру других устройств (например,
HMI), работающих вне контура
Рисунок К не относящимся к обеспечению безопасности системам вне части
ControlLogix SIL2-сетрифицированного контура. За более подробной информацией обращайтесь к Главе ПО для разработки программ
Для приложений, программирующий терминал обычно не подсоединен.
HMI
Для диагностики и визуализации
(доступ только для чтения к контроллерам в контуре обеспечения безопасности).
Для получения более подробной информации см. Главу Заводская сеть коммуникации через последовательный порт
Весь контур обеспечения безопасности
Часть всего контура обеспечения безопасности, включающая сертифицированные компоненты ControlLogix
Датчик
ControlNet
К другим относящимся к обеспечению безопасности удаленным шасси ввода/вывода Исполнительный механизм
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Контрольные испытания
Согласно IEC 61508, пользователь должен выполнять различные контрольные испытания оборудования, используемого в системе. Контрольные испытания выполняются с установленной пользователем периодичностью (например, каждый год, каждые два года или в любые необходимые сроки) и включают некоторые из следующих тестов Тестирование всех процедур обработки ошибок для проверки того, что параметры процесса отслеживаются должным образом, и что система правильно реагирует на возникновение ошибки Тестирование каналов цифрового входа или выхода для проверки того, что они не залипают во включенном или отключенном состоянии Калибровка модулей аналогового входа и выхода для проверки того, что они выдают и используют точные данные.
За дополнительной информацией по контрольным испытаниям системы обращайтесь к Главе 2 Система ControlLogix». За дополнительной информацией о необходимых контрольных испытаниях модулей ввода/вывода обращайтесь к Главе 6 Модули ввода/вывода Пользователь системы отвечает за Настройку, аттестацию для SIL и подтверждение адекватности всех датчиков или исполнительных механизмов, подключенных системе управления
ControlLogix.
• Управление проектом и функциональное тестирование Программирование прикладного программного обеспечения и конфигурирование модулей в соответствии с описанием в нижеследующих главах.
Относящаяся к SIL2 часть сертифицированной системы не включает средства разработки и устройства человекомашинного интерфейса
(HMI); эти средства и устройства не являются частью выполняемого контура управления.
Периодичность проведения контрольных испытаний определяется конкретными приложениями пользователя.
Однако следует помнить, что в расчете вероятности отказа при запросе (Probability of Failure on
Demand, PFD), приведенном в Таблице 1.3 на стр, используется периодичность контрольных испытаний в один год. В случае изменения периодичности контрольных испытаний эти данные должны быть пересчитаны.
В Приложении Е приведены расчеты PFD для периодичности контрольных испытаний в 2 и 4 года.
ВАЖНО
ВАЖНО
1- 6 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Компоненты SIL2- сертифицированной системы В Таблице 1.1 представлены имеющиеся компоненты, которые могут использоваться в сертифицированной системе Таблица 1.1 Компоненты для использования в сертифицированной системе
ControlLogix удовлетворяет требованиям сертификации для Введение в Конкретные каталожные номера (указанные в Таблице 1.1 на стр) системы ControlLogix являются разрешенными по типу устройства и сертифицированными для использования в приложениях SIL2 согласно IEC 61508, а также в приложениях AK4 согласно DIN V19250. Требования SIL основаны на стандартах, действующих на момент сертификации.
Эти требования включают наработку на отказ (mean time between failures MTBF), вероятность отказов, частоту отказов, диагностическое покрытие и доли безопасных отказов, отвечающие критериям SIL2. Результаты делают систему ControlLogix пригодной для применений вплоть до SIL2 включительно. Когда система
ControlLogix находится в режиме обслуживания или программирования, за поддержание ее безопасного состояния отвечает пользователь.
Для помощи в создании программ необходим инструмент программирования и отладки PADT (Programming and Debugging
Tool). Согласно IEC 611312 и этому справочному руководству по безопасности, PADT для ControlLogix – это RSLogix Для получения этой информации:
См. стр.:
Введение в Сертификация для SIL2 Контрольные испытания
1-5
Компоненты сертифицированной системы Соответствие требованиям по безопасности
1-8
Конструкция аппаратных средств и функции микропрограммного обеспечения
1-9
Разница между PFD и Отвечающие SIL распределение и доли
1-15
Ведомственные нормы
1-16
Времена отклика
1-16
Контрольное время программы в системе Контактная информация в случае возникновения отказа устройства
1- 2 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004
TUV Rheinland одобрила использование системы ControlLogix в приложениях, связанных с обеспечением безопасности, вплоть до
SIL2 включительно, в которых обесточенное состояние считается безопасным. Все представленные в данном руководстве примеры, относящиеся к вводу/выводу, основаны на достижении обесточенного состояния как безопасного состояния для типичных систем аварийного останова (Emergency Shutdown Systems ESD).
ControlLogix – это модульная и настраиваемая система с возможностью предварительного конфигурирования выходов и других откликов на состояние отказа. По существу, система может быть спроектирована так, чтобы отвечать требованию сохранения последнего состояния в случае возникновения ошибки, так что система может использоваться вплоть до го уровня SIL огонь и газа также в других приложениях, где требуется, чтобы выходные сигналы, подаваемые на исполнительные механизмы, оставались включенными. Понимая поведение системы ControlLogix для приложений аварийного останова, при проектировании системы можно предусмотреть соответствующие меры для того, чтобы она отвечала требованиям других применений. Эти меры связаны с управлением выходами и исполнительными механизмами, которые должны оставаться включенными, чтобы обеспечивалось безопасное состояние. Должны быть выполнены и другие требования SIL2, касающиеся входов сдатчиков, программного обеспечения и т.д. Меры и модификации, относящиеся к применениям в условиях газа и огня, представлены ниже Использование ручного пересиливания необходимо для того, чтобы оператор мог осуществлять необходимое управление в случае отказа контроллера. По концепции это аналогично функции внешнего реле или резервных выходов, необходимых для того, чтобы обеспечить обесточивание системы аварийного останова в случае возникновения отказа, способного воспрепятствовать этому (например, замыкания на выходе. Система знает о возникновении отказано характер отказа требует независимых мер осуществления управления и либо обесточивания, либо обеспечения альтернативного пути для непрерывной подачи питания наконечный исполнительный механизм Если приложение не допускает наличия выхода, который может отказать при замыкании (наличии питания, то должны использоваться внешние средства обесточивания в случае возникновения отказа при замыкании, например, последовательное включение реле или другого выхода. (См. Рис.
6.8 на стр. Если приложение не допускает наличия выхода, который отказывает при размыкании (отключении питания, то должны использоваться внешние средства, такие как ручная отмена или параллельное включение выхода. (За информацией поручному пересиливанию обращайтесь к Рис. 1.1 на стр. 13). Пользователь должен предусмотреть такие альтернативные средства и разработать прикладную программу для запуска альтернативных средств обесточивания или поддержания питания в случае отказа основного выхода
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004
• Такая цепь ручного переопределения показана на Рис. 1.1. Она состоит из набора контактов с фиксированными соединениями, отходящих от селектора или пусковой кнопки. Один нормально разомкнутый контакт обеспечивает обход питания от выхода контроллера непосредственно к исполнительному механизму. Другой контакт является нормально замкнутыми предназначен для удаления или изоляции выхода контроллера Должна быть создана прикладная программа для контроля диагностических модулей вывода на предмет опасных отказов, таких как замкнутые или разомкнутые выходные каналы драйверов. Диагностические модули вывода должны быть настроены на сохранение последнего состояния в случае возникновения ошибки Должен выдаваться диагностический сигнал, информирующий оператора о необходимости ручного управления Неисправный модуль должен быть заменен в течение приемлемого периода времени При каждом обнаружении ошибки пользователь должен каким
либо образом уведомлять об этом оператора (например, при помощи световой сигнализации).
Рисунок 1.1 Сигнал оператору
L1
Ручное пересиливание
Исполнительный механизм или Земля
Сбой
1- 4 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Сертификация для На рисунке 1.2 показан типичный контур SIL, включающий контур обеспечения безопасности в целом относящаяся к ControlLogix часть общего контура безопасности подключение к этому контуру других устройств (например,
HMI), работающих вне контура
Рисунок К не относящимся к обеспечению безопасности системам вне части
ControlLogix SIL2-сетрифицированного контура. За более подробной информацией обращайтесь к Главе ПО для разработки программ
Для приложений, программирующий терминал обычно не подсоединен.
HMI
Для диагностики и визуализации
(доступ только для чтения к контроллерам в контуре обеспечения безопасности).
Для получения более подробной информации см. Главу Заводская сеть коммуникации через последовательный порт
Весь контур обеспечения безопасности
Часть всего контура обеспечения безопасности, включающая сертифицированные компоненты ControlLogix
Датчик
ControlNet
К другим относящимся к обеспечению безопасности удаленным шасси ввода/вывода Исполнительный механизм
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Контрольные испытания
Согласно IEC 61508, пользователь должен выполнять различные контрольные испытания оборудования, используемого в системе. Контрольные испытания выполняются с установленной пользователем периодичностью (например, каждый год, каждые два года или в любые необходимые сроки) и включают некоторые из следующих тестов Тестирование всех процедур обработки ошибок для проверки того, что параметры процесса отслеживаются должным образом, и что система правильно реагирует на возникновение ошибки Тестирование каналов цифрового входа или выхода для проверки того, что они не залипают во включенном или отключенном состоянии Калибровка модулей аналогового входа и выхода для проверки того, что они выдают и используют точные данные.
За дополнительной информацией по контрольным испытаниям системы обращайтесь к Главе 2 Система ControlLogix». За дополнительной информацией о необходимых контрольных испытаниях модулей ввода/вывода обращайтесь к Главе 6 Модули ввода/вывода Пользователь системы отвечает за Настройку, аттестацию для SIL и подтверждение адекватности всех датчиков или исполнительных механизмов, подключенных системе управления
ControlLogix.
• Управление проектом и функциональное тестирование Программирование прикладного программного обеспечения и конфигурирование модулей в соответствии с описанием в нижеследующих главах.
Относящаяся к SIL2 часть сертифицированной системы не включает средства разработки и устройства человекомашинного интерфейса
(HMI); эти средства и устройства не являются частью выполняемого контура управления.
Периодичность проведения контрольных испытаний определяется конкретными приложениями пользователя.
Однако следует помнить, что в расчете вероятности отказа при запросе (Probability of Failure on
Demand, PFD), приведенном в Таблице 1.3 на стр, используется периодичность контрольных испытаний в один год. В случае изменения периодичности контрольных испытаний эти данные должны быть пересчитаны.
В Приложении Е приведены расчеты PFD для периодичности контрольных испытаний в 2 и 4 года.
ВАЖНО
ВАЖНО
1- 6 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Компоненты SIL2- сертифицированной системы В Таблице 1.1 представлены имеющиеся компоненты, которые могут использоваться в сертифицированной системе Таблица 1.1 Компоненты для использования в сертифицированной системе
Тип
устройства:
Номер по
каталогу:
Описание:
Серия:
Ревизия микропрограммного
обеспече-
ния:
(5)
Документация
(6)
, содержащая дополнительную информацию поданному каталожному номеру:
Инструкции по установке:
Руководство пользователя Аппаратура, A7,
A10,A13 и Шасси ControlLogix
B
Нет
1756-IN080
Отсутствует для этих номеров по каталогу
1756-PA75
Источник питания переменного тока
A
Нет
1756-5.78 Источник питания постоянного тока
A
Нет
1756-PA75R
Резервированный источник питания переменного тока
A
Нет
1756-IN573 Резервированный источник питания постоянного тока
A
Нет
1756-PSCA
(1)
Адаптерный модуль шасси резервированного источника питания
A
Нет
1756-IN574 1756-PSCA2
Адаптерный модуль шасси резервированного источника питания
A
Нет
1756-IN590
Контроллер
1756-
L55M13
(2)
1,5 Мб контроллер
ControlLogix
A
11.32 10.27 1756-IN101 1756-UM001 1756-
L55M16
(2)
7,5 Мб контроллер
ControlLogix
A
11.32 Цифровые модули ввода/
вывода Модуль изолированного входа переменного тока 1756-IN059 1756-UM058 Модуль диагностического входа переменного тока 1756-IN055 Модуль диагностического входа постоянного тока 1756-IN069 Модуль изолированного входа постоянного тока 1756-IN010 Модуль входа постоянного тока 1756-IN027 Модуль изолированного выхода переменного тока 1756-IN009 Модуль диагностического выхода переменного тока 1756-IN057 Модуль диагностического выхода постоянного тока 1756-IN058 Модуль изолированного выхода постоянного тока 1756-IN512 Модуль выхода постоянного тока 1756-IN026 Модуль изолированного выхода постоянного тока 1756-IN012 Модуль выхода изолированного реле 1756-IN011 Модуль выхода изолированного реле 1756-IN513
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Таблица 1.1 Компоненты для использования в сертифицированной системе
(1)
Существующие системы, использующие 1756-PSCA, сертифицированы для SIL2. Однако мы рекомендуем по возможности использовать 1756-PSCA2 при внедрении новых сертифицированных систем или модернизации существующих систем.
(2)
Этот номер по каталогу предлагает две сертифицированные ревизии микропрограммного обеспечения. Мы рекомендуем использовать последнюю сертифицированную ревизию микропрограммного обеспечения (те. ревизию с самым большим номером) при внедрении новых сертифицированных систем или модернизации существующих систем. При этом системы, продолжающие использовать старые ревизии микропрограммного обеспечения, остаются SIL2-сертифицированными.
(3)
Модуль 1756-DHRIO включен в данную таблицу, так как этот модуль может использоваться для соединения системы обеспечения безопасности с сетью Data Highway Plus. Однако сеть Data Highway Plus не является SIL2-сертифицированнной и не может использоваться в составе сертифицированной системы. Она может использоваться только для подключения не относящихся к обеспечению безопасности устройств к системе обеспечения безопасности. Поскольку этот модуль не входит в систему обеспечения безопасности, он не приведен в расчетах PFD ив таблицах 1.3 и 1.4 далее в этой главе.
(4)
Модуль 1756-ENBT включен в данную таблицу, так как этот модуль может использоваться для соединения системы обеспечения безопасности с сетью EtherNet/IP. Однако сеть EtherNet/IP не является сертифицированной и не может использоваться в составе сертифицированной системы. Она может использоваться только для подключения не относящихся к обеспечению безопасности устройств к системе обеспечения безопасности. Поскольку этот модуль не входит в систему обеспечения безопасности, он не приведен в расчетах PFD ив таблицах 1.3 и 1.4 далее в этой главе.
(5)
Пользователи должны использовать указанные серии и ревизии микропрограммного обеспечения, чтобы их приложения были сертифицированы. Ревизии микропрограммного обеспечения доступны на ресурсе Данные публикации имеются на сайте Rockwell Automation по адресу http://www.theautomationbookstore.com или Тип
устройства:
Номер по
каталогу:
Описание:
Серия:
Версия микропрограммного
обеспече-
ния:
(5)
Документация
(6)
, содержащая дополнительную информацию поданному каталожному номеру:
Инструкции по установке:
Руководство пользователя Аналоговые модули ввода/
вывода Модуль несимметричного аналогового входа
А
1.5 1756-IN039 1756-UM009 Модуль изолированного аналогового входа 1756-IN034 1756- Модуль аналогового входа 1756-IN040 1756- Модуль входа термометра сопротивления 1756-IN014 1756- Модуль входа термопары 1756-IN037 1756- Усовершенствованный модуль входа термопары
А
1.11 1756-IN586 1756- Модуль изолированного аналогового выхода (ток 1756-IN036 Модуль изолированного аналогового выхода напряжение 1756-IN035 1756- Модуль аналогового выхода Модули связи
1756-CNB
(2)
Модуль связи ControlNet
D
5.38 5.27 1756-IN571
CNET-UM001 1756-UM514 1756-UM050 Резервированный модуль связи ControlNet
D
5.38 5.27 1756-
DHRIO
(3)
Data Highway Plus - модуль интерфейса связи с удаленным вводом/
выводом
C
5.03 1756-IN003 Модуль связи Ethernet
A
1.33 1756-IN019
1- 8 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Соответствие требованиям по безопасности
В таблице 1.2 перечислены продукты ControlLogix, указанные в данном руководстве, и стандарты безопасности, которым отвечают эти продукты, если они помечены крестиком.
Таблица 1.2 Сертификаты продуктов
Номер по каталогу
508
UL
1604
CSA
C22.2
№. 142
CSA
C22.2
№. 213
CSA
C22.2
№. 1010
FM 3600,
FM 3611
IEC 61131-
2
1756-Axx
X
X
X
X
X
1756-CNB
X
X
X
X
1756-CNBR
X
X
X
X
1756-DHRIO
X
X
X
X
1756-ENBT
X
X
X
X
1756-IA16I
X
X
X
X
X
1756-IA8D
X
X
X
X
X
1756-IB16D
X
X
X
X
X
1756-IB16I
X
X
X
X
X
1756-IB32
X
X
X
X
X
1756-IF16
X
X
X
X
X
1756-IF6I
X
X
X
X
X
1756-IF8
X
X
X
X
1756-IR6I
X
X
X
X
X
1756-IT6I
X
X
X
X
X
1756-IT6I2
X
X
X
X
X
1756-L55, L55Mxx
X
X
X
X
1756-OA16I
X
X
X
X
X
1756-OA8D
X
X
X
X
X
1756-OB16D
X
X
X
X
X
1756-OB16I
X
X
X
X
X
1756-OB8EI
X
X
X
X
X
1756-OF6CI
X
X
X
X
X
1756-OF6VI
X
X
X
X
X
1756-OF8
X
X
X
X
X
1756-OW16I
X
X
X
X
X
1756-OX8I
X
X
X
X
X
1756-PA75R
X
X
X
X
X
1756-PB75R
X
X
X
X
X
1756-PSCA
X
X
X
X
X
1756-PSCA2
X
X
X
X
X
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Конструкция аппаратных средств и функции микропрограммного обеспечения Конструктивные решения по аппаратным средствам диагностики и функции микропрограммного обеспечения, реализованные в платформе ControlLogix, позволяют ей достичь как минимум сертификации в конфигурации с одним контроллером. Эти диагностические возможности включены в конкретные компоненты
ControlLogix, такие как Процессор Источник питания Модули ввода/вывода
• Задняя шина и рассматриваются в последующих разделах. Конструктивные решения, возможности и характеристики платформы ControlLogix делают ее одной из наиболее интеллектуальных платформ.
Некоторые из особенностей ControlLogix включают Несколько микропроцессоров, которые проверяют сами себя и друг друга Модули ввода/вывода со встроенными микропроцессорами Архитектура ввода/вывода, включающая модули, соединенные с главным центральным процессором (CPU) через заднюю шину.
Соединения через заднюю шину, наряду с идентификацией конфигурации, позволяют достичь новый уровень диагностики модулей ввод/вывода, которого не было в более ранних платформах.
Разница между
PFD и Системы, связанные с обеспечением безопасности, можно подразделить на две категории работающие в режиме низкой частоты запросов ив режиме высокой частоты запросов непрерывно. IEC 61508 количественно определяет эту классификацию, устанавливая, что частота запросов на работу системы обеспечения безопасности не превышает одного раза в год в режиме низкой частоты запросов, и более раза в год в режиме высокой частоты запросов (непрерывной работы. Вообще говоря, один разв год увеличивается до десяти разв год. Значение SIL для систем обеспечения безопасности с низкой частотой запросов непосредственно зависит от диапазонов порядков средней вероятности того, что она не сможет удовлетворительно выполнить свои функции по обеспечению безопасности по запросу, или, проще говоря, от вероятности отказа при запросе (PFD). Значение SIL для систем обеспечения безопасности, работающих в режиме высокой частоты запросов (непрерывно) непосредственно зависит от вероятности возникновения опасного отказав час (PFH). Хотя значения PFD и PFH обычно связаны с каждым из трех элементов, составляющих систему обеспечения безопасности датчики, исполнительные механизмы, логический элемент, их можно привязать к каждому компоненту логического элемента, те. каждому модулю программируемого контроллера
1- 10 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель В Таблицах 1.3 и 1.4 представлены значения PFD и PFH для конкретных продуктов ControlLogix, оцененных Значения наработки на отказ (MTBF), приведенные в Таблицах 1.3 и
1.4, вычислены на основе полевых данных для каждого продукта. Минимальная установленная база должна существовать по крайней мере за один год до расчета этого значения. Предполагается, что продукты используются 16 часов вдень дней в неделю, 52 недели в году. Можно заметить, что эти значения обновляются разв месяц и что приведенные ниже значения были актуальны, когда готовилась эта публикация. Столбец частоты отказов (λ ) в Таблицах 1.3. и 1.4 является просто обратной величиной Для примера расчетов PFD были сделаны несколько предположений 50 % отказов каждого продукта, о которых поступила информация в Rockwell Automatio, являются опасными отказами.
• Для модулей, используемых в архитектуре 1оо1, диагностическое покрытие (DC) составляет 90%.
• Для модулей, используемых в архитектуре 1оо2, диагностическое покрытие составляет 60%.
• Доля обнаруженных отказов по общей причине (β
D
) – 1%.
• Доля не обнаруженных отказов по общей причине (β) – Поскольку Rockwell Automation не знает и не может знать каждое возможное приложение для каждого продукта, пришлось сделать эти очень консервативные предположения для выполнения расчетов. Для примера расчетов, представленных в этом руководстве, в качестве двух зависимых от приложения переменных использовались следующие значения Среднее время восстановления (MTTR) равно десяти часам Периодичность контрольных испытаний (Т) составляет 1 год
(8760 часов. Согласно IEC61508, уравнение для PFD при архитектуре 1оо1 имеет вид = (λ
DU
+ λ
DD
)t
CE
= λ
D
t
CE
= λ/2 [T
1
/2 (1 DC) + где λ
DU
часттота не обнаруженных опасных отказов (в час λ
DD
– частота обнаруженных опасных отказов (в час t
CE
– эквивалентное среднее время простоя канала λ
D
– частота опасных отказов в час λ общая частота отказов продукта (в час Расчет PFD при периодичности контрольных испытаний в 2 и 4 года приводится в Приложении Е
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Для архитектуры 1оо2 уравнение PFD значительно сложнее. См.
IEC61508, Часть 6, Приложение Значения PFD в Таблице 1.3 даны для архитектуры, которая должна использоваться для конкретных продуктов, чтобы выполнить требования Таблица 1.4 включает те же значения MTFB и частоты отказов, что и Таблица 1.3, нос добавлением расчетных значений PFH для работы в режиме высокой частоты запросов/непрерывном режиме. Согласно IEC61508, уравнение для PFH при архитектуре 1оо1 имеет вид = λ
DU
= λ/2 (1 – Это уравнение для архитектуры 1оо2 см. в IEC61508, Часть 6. Значения в Таблице 1.4 даны для архитектуры, которая должна использоваться для конкретных продуктов, чтобы выполнить требования Таблица 1.3 Расчет вероятности отказа при запросе (PFD) для продуктов Номер по
каталогу
Описание
Наработка на отказ (Расчетное значение Архитектура Архитектура Шасси ControlLogix
40,143,919 среднее ЕЕ Мост ЕЕ Резервированный мост ЕЕ Изолированный вход переменного тока ЕЕ Диагностический вход переменного тока ЕЕ Диагностический вход постоянного тока ЕЕ Изолированный вход постоянного тока ЕЕ Модуль входа постоянного тока ЕЕ Модуль несимметричного аналогового входа 7.82E-07 1.44E-05 Модуль изолированного аналогового входа ЕЕ Аналоговый вход ЕЕ Вход термометра сопротивления ЕЕ Вход термопары ЕЕ Усовершенствованный модуль входа термопары ЕЕ Контроллер ControlLogix 1,5 Мб ЕЕ Контроллер ControlLogix 7,5 Мб
2,855,348
(2)
3.50Е-07 Е
1- 12 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Таблица 1.3 Расчет вероятности отказов при запросе (PFD) для продуктов ControlLogix
(1)
MTBF в часах.
(2)
Рассчитано на основе полевых данных для компонентов
(3)
Среднее = Среднее арифметическое всех MTBF для всех пяти шасси (А, А, А, Аи А17)
(4)
Предполагается, что оба источника питания выходят из строя одновременно = частота отказов = 1/ Расчеты PFD для периодичности контрольных испытаний в 2 и 4 года приводятся в Приложении Е.
Номер по
каталогу
Описание
Наработка на отказ (Расчетное значение Архитектура Архитектура Изолированный выход переменного тока ЕЕ Диагностический выход переменного тока 2.60E-07 5.83E-05 Диагностический выход постоянного тока ЕЕ Изолированный выход постоянного тока ЕЕ Модуль выхода постоянного тока ЕЕ Выход постоянного тока с плавким предохранителем ЕЕ Модуль изолированного аналогового выхода (ток ЕЕ Модуль изолированного аналогового выхода (напряжение ЕЕ Аналоговый выход ЕЕ Контактный выход ЕЕ Модуль изолированного релейного выхода ЕЕ Источник питания переменного тока
7,301,935
(2)
1.37Е-07 Е Резервированный источник питания переменного тока, (ЕЕ Источник питания постоянного тока
7,100,760
(2)
1.41Е-07 Е Резервированный источник питания постоянного тока, (ЕЕ Модуль адаптера шасси источника питания
45,146,727
(2)
2.21Е-08 Е Модуль адаптера шасси резервированного источника питания
45,146,727
(2)
2.21Е-08 Е
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Таблица 1.4 Расчет вероятности не обнаруженных опасных отказов в час (PFH) для продуктов Номер по
каталогу
Описание
Наработка на отказ (Расчетное значение Архитектура
1оо1
Архитектура
1оо2
1756-A--
Шасси среднее ЕЕ Мост ЕЕ 1756-CNBR
Резервированый мост ЕЕ Изолированный вход переменного тока ЕЕ Диагностический вход переменного тока ЕЕ Диагностический вход постоянного тока ЕЕ Изолированный вход постоянного тока ЕЕ Модуль входа постоянного тока ЕЕ Модуль несимметричного аналогового входа 7.82E-07 6.00E-09 Модуль изолированного аналогового входа ЕЕ Аналоговый вход ЕЕ Вход термометра сопротивления ЕЕ Вход термопары
4,784,000 ЕЕ Усовершенствованный модуль входа термопары
2,320,724
(2)
4.31Е-07 Е Контроллер ControlLogix 1,5 Мб ЕЕ Процессор ControlLogix 5555 ЕЕ Изолированный выход переменного тока ЕЕ Диагностический выход переменного тока 2.60E-07 1.30E-08 Диагностический выход постоянного тока ЕЕ Изолированный выход постоянного тока ЕЕ Модуль выхода постоянного тока ЕЕ Выход постоянного тока с плавким предохранителем ЕЕ Модуль изолированного аналогового выхода (ток ЕЕ Модуль изолированного аналогового выхода (напряжение ЕЕ Аналоговый выход ЕЕ Модуль изолированного релейного выхода ЕЕ Контактный выход ЕЕ Источник питания переменного тока
7,301,935
(2)
1.37Е-07 Е Резервированный источник питания переменного тока, (ЕЕ Источник питания постоянного тока
7,100,760
(2)
1.41Е-07 Е
1- 14 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Таблица 1.4 Расчет вероятности не обнаруженных опасных отказов в час (PFH) для продуктов ControlLogix
(1)
MTBF в часах.
(2)
Рассчитано на основе полевых данных для компонентов
(3)
Среднее = Среднее арифметическое всех MTBF для всех пяти шасси (А, А, А, Аи А17)
(4)
Предполагается, что оба источника питания выходят из строя одновременно = частота отказов = 1/ В Таблице 1.5 приводится пример расчета PFD для контура обеспечения безопасности, включающего два модуля входа постоянного тока, используемых в конфигурации 1оо2, и модуль выхода постоянного тока.
Таблица Этот пример графически представлен в первом контуре, показанном на Рисунке 1.3 на стр. Номер по
каталогу
Описание
Наработка на отказ (Расчетное значение Архитектура
1оо1
Архитектура
1оо2
1756-PB75R
Резервированный источник питания постоянного тока, (ЕЕ Адаптер шасси источника питания
45,146,727
(2)
2.21Е-08 Е Модуль адаптера шасси резервированного источника питания
45,146,727
(2)
2.21Е-08 1.11Е-09
Номер по
каталогу:
Описание:
MTBF:
Расчетное значение Шасси ControlLogix
40,143,900
(среднее)
5.58Е-06 Контроллер ControlLogix 5555 2,855,348 Е Выход постоянного тока Е Диагностический выход постоянного тока 2.40Е-06
Суммарная расчетная PFD для контура обеспечения безопасности, состоящего из указанных продуктов:
1.36Е-04
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Отвечающие SIL распределение и доли
По консервативной оценке, на программируемый контроллер можно отнести 10% ответственности за надежность (см. рис. 1.3). системе могут понадобиться несколько входов для критичных датчиков и входных устройства также парные выходы, соединенные последовательно с парными исполнительными устройствами, в зависимости от оценок SIL для системы обеспечения безопасности см. рис. Рисунок 1.3 Системы ControlLogix или контур PFD
+V
Датчик
Датчик
Модуль входа
Модуль входа Источник питания
Контроллер Модуль диаг.
выхода
Исполнит. устройство PFD
40% PFD
Датчик
Датчик
Модуль входа
Модуль входа Источник питания
Контроллер
Станд. модуль выхода
Контроли- рующий модуль выхода Исполнит. устройство
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1- 16 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Ведомственные нормы
В пользовательской документации, поставляемой вместе с продуктами ControlLogix, обычно указываются ведомственные нормы, которым отвечают данные продукты. Если продукт соответствует ведомственным сертификационным нормам, это указывается на этикетке продукта. Сертификационные нормы, которым отвечает продукт, приводятся в таблице его характеристик, как показано в следующем примере.
Времена отклика
Время отклика системы определяется как время, требуемое для того, чтобы изменение входного состояния было распознано и обработано программой релейной логики контроллера, а затем на исполнительное устройство был подан соответствующий выходной сигнал. Время отклика системы – это сумма следующих величин аппаратные задержки на входе фильтрация входа настройки RPI ввода/вывода и модуля связи
• время сканирования программы контроллера задержки в прохождении на модуле выхода
Каждое из перечисленных выше времен поразному зависит от таких факторов, как тип модуля ввода/вывода и команды, используемые в программе релейной логики. Примеры этих расчетов приведены в Приложении А Времена отклика в За дополнительной информацией по существующим командами полным описанием логических операций и выполнения обращайтесь к следующим публикациям Справочное руководство по основному набору команд контроллеров Logix5000, публикация 1756RM003.
• Руководство пользователя системы ControlLogix, публикация Эти публикации можно получить у Rockwell Сертификация Промышленное оборудование управления, перечисленное в Сертифицированное по CSA оборудование управления процессами для опасных зон класса I, Раздел 2, Группы A,
B, C, Оборудование, разрешенное в соответствии с FM для использования в опасных зонах, класс I, Раздел 2, Группы
A, B, C, Директива 89/336 /EEC EMC Евросоюза, соответствующая 50081-2; Промышленные выбросы
Австралийский закон о радиосвязи, соответствующий 2064; Промышленные выбросы
Концепция SIL Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Время программного сторожевого таймера в системе Время программного сторожевого таймера – это заданное пользователем время, которое устанавливается вменю атрибутов контроллера программного обеспечения RSLogix 5000. За более подробной информацией обращайтесь к Руководству пользователя системы ControlLogix, публикация номер 1756UM001. Эту публикацию можно получить у Rockwell Время программного сторожевого таймера – это максимально возможное время, разрешенное для цикла работы (RUN) (время цикла. Если время цикла превышает время программного сторожевого таймера тов контроллере возникает основная ошибка. Пользователи должны контролировать сторожевой таймер и запрограммировать выходы системы на переход в безопасное состояние (обычно состояние ВЫКЛ) в случае возникновения в контроллере основной ошибки. За более подробной информацией по ошибкам обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе ControlLogix”. Время программного сторожевого таймера должно быть не меньше
10 мс и должно составлять менее 50% времени безопасности, требуемого для системы ControlLogix. Время безопасности – это максимальный отрезок времени, в течение которого процесс допускает неверный сигнал.
Контактная информация на случай отказа устройства
При возникновении отказа любого сертифицированного устройства ControlLogix пользователю следует обратиться в региональный офис продаж Rockwell Automation. Это позволит пользователю Вернуть устройство в Rockwell Automation для надлежащей регистрации отказа для соответствующего номера по каталогу При необходимости запросить выполнение анализа отказа для выявления его причины, если это возможно.
1- 18 Концепция Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Для заметок
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Глава Система В данной главе приведен обзор некоторых стандартных характеристик архитектуры ControlLogix, которые способствуют ее использованию в приложениях Общий обзор платформы Многие методы и приемы диагностики, используемые в платформе
ControlLogix, представляют собой улучшенные версии методов и конструктивных решений, включенных в платформы PLC компании
AllenBradley за последние три десятилетия.
Эти разработки были выполнены для обеспечения надежности и детерминированного отклика системы, которых так ждали наши заказчики после перехода от электромеханических технологий к полупроводниковым.
Процедуры самопроверки и диагностика, выполняемые системами на основе микропроцессоров (например, ControlLogix), были значительно усовершенствованы за последние годы. Программируемые контроллеры, такие как ControlLogix, могут быть запрограммированы и настроены для осуществления проверок всей системы, включая ее конфигурацию, монтаж и функционирование, атак же контроля входных датчиков и устройств вывода.
Для получения этой информации:
См. стр.:
Общий обзор платформы Обзор архитектуры Получение информации об ошибках модулей
2-3
Обработка ошибок
2-3
Проверка связи посредством эха данных
2-4
Импульсное тестирование
2-5
Программное обеспечение
2-6
Связь
2-6
Другие уникальные возможности, способствующие выполнению диагностики
2- 2 Система Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель На случай обнаружения аномалии (помимо автоматического выключения) система может быть запрограммирована для запуска заданной пользователем процедуры обработки ошибки. Модули выхода могут отключить заданные выходы в случае отказа. Новые диагностические модули ввода/вывода выполняют самотестирование, чтобы удостовериться в функционировании коммутации полевых устройств. Модули вывода используют импульсное тестирование, чтобы убедиться, что выходные переключатели не закорочены. Используя эти внутренние возможности, атак же, в случае необходимости, прикладное программное обеспечение, сегодняшние заказчики, приобретающие ControlLogix, имеют возможность получить высоконадежные системы управления.
Обзор архитектуры Новейшее поколение программируемых контроллеров Rockwell
Automation – это система ControlLogix. Ее конструкция и реализация воплощают ряд возможностей, превосходящих чтолибо предлагавшееся в предыдущих архитектурах этого продукта. Включение этих возможностей является усовершенствованиями, побуждаемыми потребительским спросом на большее время безотказной работы и более высокую надежность, а также многолетним опытом Rockwell Automation в создании подобных продуктов.
Одно из наиболее существенных изменений в архитектуре – это реализация модели обмена данными «Производитель/Потребитель»
(Producer/Consumer – P/C) между контроллером и устройствами ввода/
вывода. Эта модель заменила традиционный опрос модулей ввода/вывода и, следовательно, изменила общую схему действия этих компонентов по сравнению сих аналогами в предыдущих архитектурах. Модули ввода производят данные, контроллер и модули вывода как производят, таки потребляют данные.
Эти изменения были внесены ввиду обеспечиваемых ими улучшенных возможностей по поддержанию целостности данных и выдаче сообщений об ошибках. Модули ввода/вывода теперь передают гораздо больше, чем простое состояние ВКЛ/ВЫКЛ устройств, к которым они подсоединены. Идентификационные данные модуля, состояние связи, коды ошибок и, благодаря использованию специально разработанных модулей, полевая диагностика – все это теперь можно получить от системы ввода/вывода, так как это входит в стандартный набор возможностей модели обмена данными «Производитель/Потребитель» (см. Рис. Рис. Модель обмена данными "Производитель/Потребитель"
Совместно используемые данные
Модули вывода
Модули ввода
Контроллер Logix
Система ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Получение информации об ошибках модулей
Одним из ключевых понятий этой модели является Принадлежность
(Ownership). Каждый модуль в системе управления теперь принадлежит как минимум одному контроллеру в данной архитектуре. Принадлежность модуля ввода/вывода контроллеру означает, что такой контроллер хранит данные о конфигурации модуля, заданные пользователем эти данные диктуют поведение модуля в системе. Неотъемлемой частью в такой конфигурации и принадлежности является установление пульсации между контроллером и модулем эта пульсация также известна как запрашиваемый межпакетный интервал (Requested Packet Interval Существование RPI создает основу для получения информации об ошибках на уровне модулей в архитектуре ControlLogix. Такая возможность присуща всем модулям ввода/вывода За более подробной информацией о получении информации об ошибках модулей в контроллере ControlLogix, а именно, об инструкциях GSV, обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе Обработка ошибок определяет минимальный временной интервал, с которым контроллер и модуль ввода/вывода должны взаимодействовать друг с другом. Если по какойлибо причине связь не может быть установлена или поддержана (те. произошел отказ модуля ввода/
вывода), то система может быть запрограммирована на запуск специальной процедуры обработки ошибок. Эта процедура определяет, должна ли система продолжить работу или состояние ошибки требует закрытия приложения.
Например, система может быть запрограммирована на получение кода ошибки отказавшего модуля и принятие решения, исходя из типа ошибки, о возможности продолжения работы. Кроме того, стандартные модули вывода ControlLogix также способны сообщать контроллеру о выходе из строя предохранителя и потере питания полевых устройств.
Такая способность контроллера следить за работоспособностью модулей ввода/вывода в системе и принимать соответствующие меры исходя из серьезности ошибки дает пользователю полный контроль за поведением приложения в случае сбоя. Именно пользователь отвечает за определение хода действий, необходимого для решения конкретной задачи обеспечения безопасности.
За дополнительной информацией об обработке ошибок обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе ControlLogix».
2- 4 Система Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Проверка связи посредством эха данных
Еще одним мощным побочным продуктом модели обмена данными
«производитель/потребитель» и реализации протокола управления и данных (Control and Information Protocol, CIP) является эхо выходных данных (Output Data Echo) метод связи, используемый для обмена данными между контроллерамивладельцами и каждым модулем вывода в системе. Эхо выходных данных позволяет пользователю удостовериться в том, что выданная контроллером выходная команда ON/OFF (ВКЛ/ВЫКЛ) была действительно получена соответствующим модулем вывода, и что этот модуль попытается выполнить эту команду для подключенного к нему полевого устройства.
Когда контроллер посылает выходную команду в процессе нормальной работы, модуль вывода, которому предназначается эта команда, отразит это запрашиваемое состояние обратно в систему после получения команды. Это подтверждает, что данный модуль получил команду и будет пытаться ее выполнить. Сравнивая запрошенное с контроллера состояние с эхом данных, полученным от модуля, пользователь может удостовериться в том, что сигнал достиг нужного модуля, и что этот модуль попытается активизировать соответствующее полевое устройство. И вновь определение хода действий, позволяющего решить конкретную задачу по обеспечению безопасности, является ответственностью пользователя.
Использование эха данных со стандартными модулями вывода
ControlLogix позволяет отслеживать команды вплоть до системной части относительно модуля, ноне до полевых устройств. Однако, когда эта возможность используется в сочетании с диагностическими модулями вывода, пользователь действительно может убедиться в сохранности выходной команды от контроллера до подключенного к модулю исполнительного устройства.
Диагностические модули вывода включают специальную схему, выполняющую проверку выхода на стороне полевых устройств. В результате этой проверки пользователь получает информацию о том, что команды на стороне системы, полученные модулем, точно представлены на стороне питания переключателя. Другими словами, для каждой точки выхода эта функция подтверждает, что выход включен (ON), когда подается команда на включение, и выключен
(OFF), когда подается команда на выключение.
Возможность сравнения фактического состояния выхода на полевой стороне диагностического модуля с выдаваемыми контроллерами командами позволяет пользователю убедиться в том, что модуль выполняет именно то, что запрашивает система управления, подав выходную команду
Система ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Рис. 2.2 Поведение модуля вывода в системе Импульсное тестирование
Функция диагностического модуля вывода, которая называется Импульсным Тестированием, может проверять функционирование выходной цепи без реального изменения состояния исполнительного механизма, подключенного к выходу. Под программным управлением пользователя на определенный выход модуля подается очень короткий импульс. Выходная цепь тотчас же изменит свое текущее состояние на достаточно длительное время для того, чтобы убедиться в том, что она МОЖЕТ изменять свое состояние по запросу, ноне настолько долго (фактически импульс измеряется в миллисекундах, чтобы оказать воздействие на исполнительный механизм, подключенный к выходу. Эта мощная возможность позволяет пользователю осуществлять приоритетную диагностику вероятного будущего состояния модуля еще до его возникновения.
Стандартная информация ввода/вывода в Дополнительная информация с полевых устройств,
предоставляемая диагностическими модулями вывода
Выходные команды с контроллера
Подтверждение посредством эха данных со стороны системы
Проверка выхода на полевой стороне,
состояние импульсного тестирования и определение отсутствия нагрузки
Исполнительный механизм
2- 6 Система Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Программное обеспечение
Размещение, присваивание и конфигурирование модулей ввода/
вывода и контроллеров осуществляются при помощи программного обеспечения RSLogix 5000 (версия 10). Это программное обеспечение используется для создания, тестирования и отладки используемой в приложении логики.
При использовании RSLogix 5000 пользователи должны помнить следующее В процессе нормальной сертифицированной системы:
рекомендуется, чтобы используемый для программирования терминал был отключен.
переключатель должен быть установлен в положение RUN
(РАБОТА).
ключ контроллера должен быть вынут из переключателя Уполномоченный персонал может изменять прикладную программу, но только при помощи одного из процессов, описанных в разделе Изменение вашей прикладной программы на странице Связь лежит в основе коммуникаций ввода/вывода на задней шине ControlLogix и посети. Это проверенная на практике в промышленных условиях сеть, включающая 16битный циклический избыточный код (CRC) и стандартный сетевой протокол CIP. Для планирования сети необходимо использовать программное обеспечение RSNetWorx for ControlNet. Правильноcть сетевого расписания независимо проверяется контроллером после загрузки программы расписание должно соответствовать программе RSLogix
5000. Это программное обеспечение также обеспечивает пользовательскую обработку ошибок (например, выполняет процедуру обработки ошибки) в случае их возникновения.
В контроллере имеется последовательный порт для загрузки или только для визуализации. Он использует проверенный в промышленных условиях протокол канала связи DF1, использующий либо 8битную контрольную сумму BCC, либо 16битный CRC. Последовательный порт также использует стандартный промышленный сетевой протокол CIP, работающий на канале Также имеется соединение для загрузки, контроля и визуализации
Система ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Другие уникальные возможности, способствующие выполнению
диагностики
Здесь приводится лишь несколько примеров того, как неотъемлемые характеристики системы ввода/вывода ControlLogix предоставляют пользователю беспрецедентные возможности для диагностики и реагирования на ошибки в приложении. Существует и множество других уникальных особенностей, которые отличают ее от предыдущих итераций программируемых контроллеров, как, например Временные отметки данных ввода/вывода и диагностики Электронный ключ на основе идентификации модуля
За более подробной информацией обращайтесь к Руководству пользователя цифрового ввода/вывода, публикация номер Контрольный перечень для системы Следующий контрольный перечень необходим для проектирования, программирования и ввода в эксплуатацию сертифицированной системы ControlLogix. Он может использоваться в качестве руководства при проектировании, а также при проведении контрольных испытаний. В случае использования в качестве руководства при проектировании этот контрольный перечень можно сохранить как один из проектных документов За дополнительной информацией по конкретным вопросам из этого контрольного перечня обращайтесь к предыдущим разделам данной главы или к Главе 1 Концепция Контрольный перечень для системы ControlLogix
(1)
Компания:
Объект:
Описание контура управления:
№
Выполнено
Комментарии
Да
Нет
1
Вы используете только сертифицированные модули ControlLogix, перечисленные в Таблице 1.1 на стр. 1-6, с соответствующей версией микропрограммного обеспечения, указанной в этой таблице, для вашего приложения по обеспечению безопасности?
❏
❏
2
Вы вычислили время отклика системы?
❏
❏
3
Включает ли время отклика системы как заданное пользователем контрольное время для программы задачи (контрольное время программного обеспечения, таки время выполнения самой SIL-задачи?
❏
❏
4
Находится ли время отклика системы в правильном отношении к временному допуску процесса?
❏
❏
5
Были ли значения PFD рассчитаны в соответствии с конфигурацией системы?
❏
❏
6
Выполнили ли вы все необходимые контрольные тесты?
❏
❏
7
Определили ли вы параметры вашего процесса, отслеживаемые процедурами обработки ошибок?
❏
❏
8
Определили ли вы, каким образом ваша система будет обрабатывать ошибки?
❏
❏
9
Вы используете версию 10 RSLogix 5000 – программного обеспечения для программирования системы Учли ли вы контрольные перечни для использования входов и выходов SIL, представленные на страницах 6-25 и 6-26?
❏
❏
ControlLogix, представляют собой улучшенные версии методов и конструктивных решений, включенных в платформы PLC компании
AllenBradley за последние три десятилетия.
Эти разработки были выполнены для обеспечения надежности и детерминированного отклика системы, которых так ждали наши заказчики после перехода от электромеханических технологий к полупроводниковым.
Процедуры самопроверки и диагностика, выполняемые системами на основе микропроцессоров (например, ControlLogix), были значительно усовершенствованы за последние годы. Программируемые контроллеры, такие как ControlLogix, могут быть запрограммированы и настроены для осуществления проверок всей системы, включая ее конфигурацию, монтаж и функционирование, атак же контроля входных датчиков и устройств вывода.
Для получения этой информации:
См. стр.:
Общий обзор платформы Обзор архитектуры Получение информации об ошибках модулей
2-3
Обработка ошибок
2-3
Проверка связи посредством эха данных
2-4
Импульсное тестирование
2-5
Программное обеспечение
2-6
Связь
2-6
Другие уникальные возможности, способствующие выполнению диагностики
2- 2 Система Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель На случай обнаружения аномалии (помимо автоматического выключения) система может быть запрограммирована для запуска заданной пользователем процедуры обработки ошибки. Модули выхода могут отключить заданные выходы в случае отказа. Новые диагностические модули ввода/вывода выполняют самотестирование, чтобы удостовериться в функционировании коммутации полевых устройств. Модули вывода используют импульсное тестирование, чтобы убедиться, что выходные переключатели не закорочены. Используя эти внутренние возможности, атак же, в случае необходимости, прикладное программное обеспечение, сегодняшние заказчики, приобретающие ControlLogix, имеют возможность получить высоконадежные системы управления.
Обзор архитектуры Новейшее поколение программируемых контроллеров Rockwell
Automation – это система ControlLogix. Ее конструкция и реализация воплощают ряд возможностей, превосходящих чтолибо предлагавшееся в предыдущих архитектурах этого продукта. Включение этих возможностей является усовершенствованиями, побуждаемыми потребительским спросом на большее время безотказной работы и более высокую надежность, а также многолетним опытом Rockwell Automation в создании подобных продуктов.
Одно из наиболее существенных изменений в архитектуре – это реализация модели обмена данными «Производитель/Потребитель»
(Producer/Consumer – P/C) между контроллером и устройствами ввода/
вывода. Эта модель заменила традиционный опрос модулей ввода/вывода и, следовательно, изменила общую схему действия этих компонентов по сравнению сих аналогами в предыдущих архитектурах. Модули ввода производят данные, контроллер и модули вывода как производят, таки потребляют данные.
Эти изменения были внесены ввиду обеспечиваемых ими улучшенных возможностей по поддержанию целостности данных и выдаче сообщений об ошибках. Модули ввода/вывода теперь передают гораздо больше, чем простое состояние ВКЛ/ВЫКЛ устройств, к которым они подсоединены. Идентификационные данные модуля, состояние связи, коды ошибок и, благодаря использованию специально разработанных модулей, полевая диагностика – все это теперь можно получить от системы ввода/вывода, так как это входит в стандартный набор возможностей модели обмена данными «Производитель/Потребитель» (см. Рис. Рис. Модель обмена данными "Производитель/Потребитель"
Совместно используемые данные
Модули вывода
Модули ввода
Контроллер Logix
Система ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Получение информации об ошибках модулей
Одним из ключевых понятий этой модели является Принадлежность
(Ownership). Каждый модуль в системе управления теперь принадлежит как минимум одному контроллеру в данной архитектуре. Принадлежность модуля ввода/вывода контроллеру означает, что такой контроллер хранит данные о конфигурации модуля, заданные пользователем эти данные диктуют поведение модуля в системе. Неотъемлемой частью в такой конфигурации и принадлежности является установление пульсации между контроллером и модулем эта пульсация также известна как запрашиваемый межпакетный интервал (Requested Packet Interval Существование RPI создает основу для получения информации об ошибках на уровне модулей в архитектуре ControlLogix. Такая возможность присуща всем модулям ввода/вывода За более подробной информацией о получении информации об ошибках модулей в контроллере ControlLogix, а именно, об инструкциях GSV, обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе Обработка ошибок определяет минимальный временной интервал, с которым контроллер и модуль ввода/вывода должны взаимодействовать друг с другом. Если по какойлибо причине связь не может быть установлена или поддержана (те. произошел отказ модуля ввода/
вывода), то система может быть запрограммирована на запуск специальной процедуры обработки ошибок. Эта процедура определяет, должна ли система продолжить работу или состояние ошибки требует закрытия приложения.
Например, система может быть запрограммирована на получение кода ошибки отказавшего модуля и принятие решения, исходя из типа ошибки, о возможности продолжения работы. Кроме того, стандартные модули вывода ControlLogix также способны сообщать контроллеру о выходе из строя предохранителя и потере питания полевых устройств.
Такая способность контроллера следить за работоспособностью модулей ввода/вывода в системе и принимать соответствующие меры исходя из серьезности ошибки дает пользователю полный контроль за поведением приложения в случае сбоя. Именно пользователь отвечает за определение хода действий, необходимого для решения конкретной задачи обеспечения безопасности.
За дополнительной информацией об обработке ошибок обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе ControlLogix».
2- 4 Система Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Проверка связи посредством эха данных
Еще одним мощным побочным продуктом модели обмена данными
«производитель/потребитель» и реализации протокола управления и данных (Control and Information Protocol, CIP) является эхо выходных данных (Output Data Echo) метод связи, используемый для обмена данными между контроллерамивладельцами и каждым модулем вывода в системе. Эхо выходных данных позволяет пользователю удостовериться в том, что выданная контроллером выходная команда ON/OFF (ВКЛ/ВЫКЛ) была действительно получена соответствующим модулем вывода, и что этот модуль попытается выполнить эту команду для подключенного к нему полевого устройства.
Когда контроллер посылает выходную команду в процессе нормальной работы, модуль вывода, которому предназначается эта команда, отразит это запрашиваемое состояние обратно в систему после получения команды. Это подтверждает, что данный модуль получил команду и будет пытаться ее выполнить. Сравнивая запрошенное с контроллера состояние с эхом данных, полученным от модуля, пользователь может удостовериться в том, что сигнал достиг нужного модуля, и что этот модуль попытается активизировать соответствующее полевое устройство. И вновь определение хода действий, позволяющего решить конкретную задачу по обеспечению безопасности, является ответственностью пользователя.
Использование эха данных со стандартными модулями вывода
ControlLogix позволяет отслеживать команды вплоть до системной части относительно модуля, ноне до полевых устройств. Однако, когда эта возможность используется в сочетании с диагностическими модулями вывода, пользователь действительно может убедиться в сохранности выходной команды от контроллера до подключенного к модулю исполнительного устройства.
Диагностические модули вывода включают специальную схему, выполняющую проверку выхода на стороне полевых устройств. В результате этой проверки пользователь получает информацию о том, что команды на стороне системы, полученные модулем, точно представлены на стороне питания переключателя. Другими словами, для каждой точки выхода эта функция подтверждает, что выход включен (ON), когда подается команда на включение, и выключен
(OFF), когда подается команда на выключение.
Возможность сравнения фактического состояния выхода на полевой стороне диагностического модуля с выдаваемыми контроллерами командами позволяет пользователю убедиться в том, что модуль выполняет именно то, что запрашивает система управления, подав выходную команду
Система ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Рис. 2.2 Поведение модуля вывода в системе Импульсное тестирование
Функция диагностического модуля вывода, которая называется Импульсным Тестированием, может проверять функционирование выходной цепи без реального изменения состояния исполнительного механизма, подключенного к выходу. Под программным управлением пользователя на определенный выход модуля подается очень короткий импульс. Выходная цепь тотчас же изменит свое текущее состояние на достаточно длительное время для того, чтобы убедиться в том, что она МОЖЕТ изменять свое состояние по запросу, ноне настолько долго (фактически импульс измеряется в миллисекундах, чтобы оказать воздействие на исполнительный механизм, подключенный к выходу. Эта мощная возможность позволяет пользователю осуществлять приоритетную диагностику вероятного будущего состояния модуля еще до его возникновения.
Стандартная информация ввода/вывода в Дополнительная информация с полевых устройств,
предоставляемая диагностическими модулями вывода
Выходные команды с контроллера
Подтверждение посредством эха данных со стороны системы
Проверка выхода на полевой стороне,
состояние импульсного тестирования и определение отсутствия нагрузки
Исполнительный механизм
2- 6 Система Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Программное обеспечение
Размещение, присваивание и конфигурирование модулей ввода/
вывода и контроллеров осуществляются при помощи программного обеспечения RSLogix 5000 (версия 10). Это программное обеспечение используется для создания, тестирования и отладки используемой в приложении логики.
При использовании RSLogix 5000 пользователи должны помнить следующее В процессе нормальной сертифицированной системы:
рекомендуется, чтобы используемый для программирования терминал был отключен.
переключатель должен быть установлен в положение RUN
(РАБОТА).
ключ контроллера должен быть вынут из переключателя Уполномоченный персонал может изменять прикладную программу, но только при помощи одного из процессов, описанных в разделе Изменение вашей прикладной программы на странице Связь лежит в основе коммуникаций ввода/вывода на задней шине ControlLogix и посети. Это проверенная на практике в промышленных условиях сеть, включающая 16битный циклический избыточный код (CRC) и стандартный сетевой протокол CIP. Для планирования сети необходимо использовать программное обеспечение RSNetWorx for ControlNet. Правильноcть сетевого расписания независимо проверяется контроллером после загрузки программы расписание должно соответствовать программе RSLogix
5000. Это программное обеспечение также обеспечивает пользовательскую обработку ошибок (например, выполняет процедуру обработки ошибки) в случае их возникновения.
В контроллере имеется последовательный порт для загрузки или только для визуализации. Он использует проверенный в промышленных условиях протокол канала связи DF1, использующий либо 8битную контрольную сумму BCC, либо 16битный CRC. Последовательный порт также использует стандартный промышленный сетевой протокол CIP, работающий на канале Также имеется соединение для загрузки, контроля и визуализации
Система ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Другие уникальные возможности, способствующие выполнению
диагностики
Здесь приводится лишь несколько примеров того, как неотъемлемые характеристики системы ввода/вывода ControlLogix предоставляют пользователю беспрецедентные возможности для диагностики и реагирования на ошибки в приложении. Существует и множество других уникальных особенностей, которые отличают ее от предыдущих итераций программируемых контроллеров, как, например Временные отметки данных ввода/вывода и диагностики Электронный ключ на основе идентификации модуля
За более подробной информацией обращайтесь к Руководству пользователя цифрового ввода/вывода, публикация номер Контрольный перечень для системы Следующий контрольный перечень необходим для проектирования, программирования и ввода в эксплуатацию сертифицированной системы ControlLogix. Он может использоваться в качестве руководства при проектировании, а также при проведении контрольных испытаний. В случае использования в качестве руководства при проектировании этот контрольный перечень можно сохранить как один из проектных документов За дополнительной информацией по конкретным вопросам из этого контрольного перечня обращайтесь к предыдущим разделам данной главы или к Главе 1 Концепция Контрольный перечень для системы ControlLogix
(1)
Компания:
Объект:
Описание контура управления:
№
Выполнено
Комментарии
Да
Нет
1
Вы используете только сертифицированные модули ControlLogix, перечисленные в Таблице 1.1 на стр. 1-6, с соответствующей версией микропрограммного обеспечения, указанной в этой таблице, для вашего приложения по обеспечению безопасности?
❏
❏
2
Вы вычислили время отклика системы?
❏
❏
3
Включает ли время отклика системы как заданное пользователем контрольное время для программы задачи (контрольное время программного обеспечения, таки время выполнения самой SIL-задачи?
❏
❏
4
Находится ли время отклика системы в правильном отношении к временному допуску процесса?
❏
❏
5
Были ли значения PFD рассчитаны в соответствии с конфигурацией системы?
❏
❏
6
Выполнили ли вы все необходимые контрольные тесты?
❏
❏
7
Определили ли вы параметры вашего процесса, отслеживаемые процедурами обработки ошибок?
❏
❏
8
Определили ли вы, каким образом ваша система будет обрабатывать ошибки?
❏
❏
9
Вы используете версию 10 RSLogix 5000 – программного обеспечения для программирования системы Учли ли вы контрольные перечни для использования входов и выходов SIL, представленные на страницах 6-25 и 6-26?
❏
❏
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2- 8 Система Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Для заметок
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Глава Аппаратные средства системы
ControlLogix
В данной главе рассказывается об аппаратных средствах, необходимых в сертифицированных системах Вводная часть по аппаратным средствам
SIL2сертифицированные системы ControlLogix могут использовать следующие шасси и источники питания Шасси ControlLogix – включая следующие номера по каталогу Источники питания ControlLogix включая следующие номера по каталогу:
1756PA75
1756PB75
1756PA75R
1756PB75R
1756PSCA
1756PSCA2
кабели Для получения этой информации:
См. стр.:
Вводная часть по аппаратным средствам
3-1
Шасси Источники питания Источник питания без резервирования
3-2
Резервированный источник питания
3-3
Рекомендации по использованию системных аппаратных средств
3-3
Документация по аппаратным средствам ControlLogix
3-4
ControlLogix
В данной главе рассказывается об аппаратных средствах, необходимых в сертифицированных системах Вводная часть по аппаратным средствам
SIL2сертифицированные системы ControlLogix могут использовать следующие шасси и источники питания Шасси ControlLogix – включая следующие номера по каталогу Источники питания ControlLogix включая следующие номера по каталогу:
1756PA75
1756PB75
1756PA75R
1756PB75R
1756PSCA
1756PSCA2
кабели Для получения этой информации:
См. стр.:
Вводная часть по аппаратным средствам
3-1
Шасси Источники питания Источник питания без резервирования
3-2
Резервированный источник питания
3-3
Рекомендации по использованию системных аппаратных средств
3-3
Документация по аппаратным средствам ControlLogix
3-4
3- 2 Аппаратные средства системы Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Шасси Шасси ControlLogix 1756Axx обеспечивают физические соединения между модулями и задней шиной ControlLogix. Эти соединения позволяют осуществлять обмен данными типа «производитель/
потребитель» между контроллерами и модулями ввода/вывода. Шасси как таковое выполняет пассивную роль и его дальнейшее обсуждение не требуется, поскольку маловероятно, что в нормальных условиях окружающей среды произойдет какаялибо его физическая поломка, и что эта поломка проявится и будет обнаружена как отказ водном или нескольких активных компонентах.
Источники питания При разработке источников питания ControlLogix были предусмотрены фильтрация шумов и изоляция с целью уменьшения возможности наведенного шумового загрязнения подаваемого напряжения. Источник питания контролирует мощность на задней шине и вырабатывает управляющие сигналы (например, DC_FAIL_L) с целью индикации угрозы потери питания. Аномалии в подаваемом напряжении немедленно отключают источник питания. Источник питания отслеживает все напряжения на источниках питания через шину считывания.
Все источники питания ControlLogix разработаны с целью обнаружения аномалий обеспечения связи с контроллерами при достаточном запасе энергии для осуществления организованного и детерминированного останова системы, включая контроллер и устройства ввода/вывода.
Источник питания без резервирования
Источники питания ControlLogix без резервирования (те. один источник питания подключен к шасси, сертифицированные для использования в приложениях, включают следующие номера по каталогу 1756РА75 – источник питания переменного тока 1756РВ75 источник питания постоянного тока
Для работы источников питания ControLogix в приложениях SIL2 не требуется дополнительного конфигурирования или монтажа. ВАЖНО
Аппаратные средства системы ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Резервированный источник питания
Резервированные источники питания ControlLogix (те. два источника питания подключены к одному и тому же шасси, сертифицированные для использования в SIL2 приложениях, включает следующие номера по каталогу 1756РА75R – источник питания переменного тока 1756РВ75R источник питания постоянного тока 1756PSCA – адаптерный модуль шасси резервированного источника питания, необходимый при использовании резервированных источников питания 1756CPR кабели
Источники питания разделяют токовую нагрузку, требуемую шасси и внутреннему полупроводниковому реле, которое может известить об ошибке. При обнаружении отказав одном источнике, резервный источник питания автоматически принимает на себя полную токовую нагрузку, требуемую шасси, без нарушения работы установленных устройств.
Адаптерный модуль шасси резервированного источника питания
1756PSCA соединяет резервированный источник питания с шасси. За дополнительной информацией об источниках питания
ControlLogix обращайтесь к документации, указанной в разделе Документация по аппаратным средствам ControlLogix» на стр. Рекомендации по использованию системных аппаратных средств
При использовании сертифицированных аппаратных средств
ControlLogix пользователи должны принимать во внимание нижеследующие рекомендации:
Шасси
При установке шасси ControlLogix руководствуйтесь информацией, содержащейся в документации по продукту, указанной в разделе Документация по аппаратным средствам ControlLogix» на стр. 34.
3- 4 Аппаратные средства системы Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Источники питания
При использовании сертифицированных источников питания
ControlLogix пользователи должны принимать во внимание следующие рекомендации При установке источников питания ControlLogix руководствуйтесь информацией, содержащейся в документации по продукту, указанной в разделе Документация по аппаратным средствам ControlLogix» на стр. 34.
• Источник питания без резервирования может использоваться в том случае, если он отвечает заданному пользователем критерию PFD.
• Для приложений SIL2, требующих высокой готовности системы, рекомендуется использовать резервированный источник питания Рекомендуется подключить информирующее об ошибке полупроводниковое реле на каждом источнике питания от соответствующего источника напряжения к точке входа
ControlLogix, чтобы пользователь мог обнаруживать неисправность источника питания и выводить соответствующую информацию.
Документация по аппаратным средствам За более подробной информацией по аппаратным средствам
ControlLogix обращайтесь к публикациям Rockwell Automation, перечисленным в Таблице Таблица Эти публикации доступны наследующих ресурсах Номер по каталогу:
Описание:
Инструкции по установке, A7, A10, A13 и Шасси ControlLogix
1756-IN080 Источник питания переменного тока Источник питания постоянного тока
1756-PA75R
Резервированный источник питания переменного тока Резервированный источник питания постоянного тока
1756-PSCA
Адаптерный модуль шасси резервированного источника питания 1756-PSCA2
Адаптерный модуль шасси резервированного источника питания
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Глава Контроллер В этой главе рассказывается про контроллер ControlLogix в части его использования в сертифицированных системах.
Вводная часть по контроллеру
Контроллеры ControlLogix (номера по каталогу 1756L55M13 и 1756
L55M16), используемые в сертифицированной системе
ControlLogix – это полупроводниковые системы управления с программируемой пользователем памятью для хранения данных, обеспечивающих выполнение определенных функций, таких как Управление вводом/выводом
• Логические функции Таймеры Счетчики Генерация отчетов Связь Арифметические функции Операции с файлами данных
Контроллер состоит из центрального процессора, интерфейса ввода/
вывода и памяти.
Контроллер выполняет функциональные тесты при включении питания и вовремя работы. Эти тесты используются в сочетании с созданными пользователем прикладными программами для подтверждения правильности действий контроллера
4- 2 Контроллер Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Рекомендации по использованию контроллера
При использовании контроллера сертифицированной системы
ControlLogix пользователи должны принимать во внимание следующие рекомендации Используйте только один контроллер в контуре сертифицированной системы ControlLogix. Контроллер должен владеть информацией по конфигурации всех модулей ввода/
вывода, связанных с контуром безопасности При установке контроллера ControlLogix руководствуйтесь информацией, содержащейся в документации, которая указывается в следующем разделе Документация по контроллеру».
Документация по контроллеру
За дополнительной информацией по контроллеру ControlLogix обращайтесь к публикациям Rockwell Automation, перечисленным ниже в Таблице Таблица Эти публикации Rockwell Automation можно найти в Интернете по адресам Номер по
каталогу:
Описание:
Инструкции по
установке:
Руководство пользователя 1,5 Мб контроллер ControlLogix
1756-IN101 1756-UM001 1756-L55M16 7,5 Мб контроллер ControlLogix
Вводная часть по контроллеру
Контроллеры ControlLogix (номера по каталогу 1756L55M13 и 1756
L55M16), используемые в сертифицированной системе
ControlLogix – это полупроводниковые системы управления с программируемой пользователем памятью для хранения данных, обеспечивающих выполнение определенных функций, таких как Управление вводом/выводом
• Логические функции Таймеры Счетчики Генерация отчетов Связь Арифметические функции Операции с файлами данных
Контроллер состоит из центрального процессора, интерфейса ввода/
вывода и памяти.
Контроллер выполняет функциональные тесты при включении питания и вовремя работы. Эти тесты используются в сочетании с созданными пользователем прикладными программами для подтверждения правильности действий контроллера
4- 2 Контроллер Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Рекомендации по использованию контроллера
При использовании контроллера сертифицированной системы
ControlLogix пользователи должны принимать во внимание следующие рекомендации Используйте только один контроллер в контуре сертифицированной системы ControlLogix. Контроллер должен владеть информацией по конфигурации всех модулей ввода/
вывода, связанных с контуром безопасности При установке контроллера ControlLogix руководствуйтесь информацией, содержащейся в документации, которая указывается в следующем разделе Документация по контроллеру».
Документация по контроллеру
За дополнительной информацией по контроллеру ControlLogix обращайтесь к публикациям Rockwell Automation, перечисленным ниже в Таблице Таблица Эти публикации Rockwell Automation можно найти в Интернете по адресам Номер по
каталогу:
Описание:
Инструкции по
установке:
Руководство пользователя 1,5 Мб контроллер ControlLogix
1756-IN101 1756-UM001 1756-L55M16 7,5 Мб контроллер ControlLogix
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Глава Модули связи В этой главе идет речь о модулях связи, которые используются в системе Вводные слова о модулях связи
Модули связи в сертифицированных системах ControlLogix устанавливают коммуникационные мосты между рамами
ControlLogix и другими рамами или устройствам при помощи сетей
ControlNet или Ethernet. Доступны следующие модули связи Модули ControlNet – номера по каталогу 1756CNB & 1756
CNBR
• Модули Ethernet номер по каталогу 1756ENBT
• Дополнительный канал данных – удаленный вводвывод номер по каталогу Модули связи ControlLogix могут быть использованы в соединениях типа точкаточка между устройствами ControlLogix. Модули связи также могут использоваться для расширения вводавывода в дополнительные рамы удаленного вводавывода Для получения информации о:
См. стр.:
Вводные слова о модулях связи
5-1
Модуль моста Кабельная проводка Диагностическое покрытие модуля Модуль Ethernet
5-2
Ethernet или Документация по модулям связи
5- 2 Модули связи Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Модуль моста Модуль моста ControlNet (1756CNB & 1756CNBR) обеспечивает связь между рамами ControlLogix через сеть Кабельная проводка При удаленных стойках для ControlNet необходим одножильный коаксиальный кабель RG6. Хотя использование резервного средства при 1756CNBR не является обязательным требованием, это обеспечивает более высокую надежность системы. Резервное средство не требуется для работы Диагностическое покрытие модуля Все коммуникации через пассивные средства ControlNet осуществляются через CIP, который гарантирует доставку данных. Все модули независимо проверяют корректность передачи данных.
Модуль Модуль моста Ethernet (1756ENBT) обеспечивает связь между рамами
ControlLogix и другим устройствам через сеть Канал связи Ethernet основан на стандартном сетевом протоколе CIP, работающем поверх протоколов TCP и UDP, используя 32битный код CRC. К тому же TCP и UDP с 16битными контрольными суммами работают поверх Ethernet.
Ethernet или Хотя использование протокола Ethernet для отдельных приложений, таких как программная загрузка, вполне допустимо, для Ethernet необходим коммутатор для топологии звезда. Компания Rockwell
Automation не продает и не снабжает информацией по SIL2/SIL3
Ethernet коммутаторам. К тому же Ethernet является активным средством, в то время как ControlNet использует пассивные средства а это означает очень низкую долю ошибок
Модули связи ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Дополнительный канал данных – удаленный ввод- вывод
Модуль интерфейса связи дополнительного канала данных – удаленного вводавывода (1756DHRIO) поддерживает множество видов связи. Однако, вы можете использовать только часть DH+ функциональных возможностей в SIL2приложениях.
Рекомендации по использованию модулей связи
При использовании сертифицированных модулей связи пользователи должны учитывать рекомендации, приведенные ниже При установке модулей связи ControlLogix руководствуйтесь информацией, представленной в документации, которая перечислена в разделе Документация по модулям связи на странице 54.
• Используйте Ethernet только для связи с интерфейсами человекмашина (HMI) и программными терминалами. Для получения информации по использованию HMI см. рисунок 1.2 на стр, а также Главу 10, Использование и применение интерфейсов человекмашина».
• Используйте DH+ для связи с интерфейсами человекмашина
(HMI) и для соединения с небезопасными частями системы. Для получения информации по использованию HMI см. рисунок 1.2 на стр, а также Главу 10, Использование и применение интерфейсов человекмашина».
• Рамы удаленного вводавывода должны быть соединены исключительно при помощи ControlNet.
• Соединение типа точкаточка сведено только к ControlNet и должно возникать только если контроллер в контуре безопасности делится своей собственной информацией например, через созданные теги) с другими контроллерами вне контура Для обмена данными вводавывода используйте соединения, основанные только на ожидании Для обмена данными, не касающимися вводавывода, используйте теги производитель/потребитель.
• Обычно ни одному устройству не предоставляется прав на запись данных в контроллер, находящийся в контуре безопасности. Единственное исключение из этой рекомендации – это использование устройств HMI. Для получения дополнительной информации по использованию
HMI в контуре безопасности см. Главу Для получения подробной информации по соединению рам удаленного вводавывода и связи типа точкаточка см. рисунок 1.2 на странице 14.
5- 4 Модули связи Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Документация по модулям связи
Для получения подробной информации по модулям связи
ControlLogix см. публикации Rockwell Automation, перечисленные ниже в таблице Таблица Эти публикации можно получить у Rockwell Automation в Интернете по адресам Номер по
каталогу:
Описание:
Инструкции по установке:
Руководство
пользователя:
1756-CNB
Модуль связи ControlNet
1756-IN571
CNET-UM001 Резервный модуль связи Модуль интерфейса связи дополнительного канала данных – удаленного ввода-вывода
1756-IN003 1756-UM514 Модуль связи Ethernet
1756-IN019
ENT-UM001
6- 2 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель На Рис. 6.1 показаны сертифицированные модули ввода/вывода
ControlLogix. Каждый тип – цифровой и аналоговый – более подробно описывается в последующих разделах этой главы. Рисунок Конструктивные особенности модулей ввода/вывода ControlLogix обеспечивают выполнение требований стандарта 61508. Например, все модули имеют общий интерфейс объединительной платы ASIC, выполняют диагностику при включении питания и вовремя работы, имеют функцию электронного ключа и обеспечивают связь между изготовителем и потребителем 1756-OA16I
1756-OB16I
1756-OB32 1756-OB8EI
1756-OW16I
1756-OX8I
1756-IF16 1756-IF6I
1756-IF8 1756-IR6I
1756-IT6I
1756-IT6I2 сертифицированные модули ввода/вывода Модули аналогового вывода, включая:
Модули цифрового ввода/вывода
Модули аналогового ввода/вывода
Диагностические цифровые модули
Стандартные цифровые модули
Модули диаг. цифр. ввода, включая:
Модули диаг. цифр. вывода, включая
Стандартные модули цифр. ввода, включая:
Стандартные модули цифр. вывода, включая:
Модули аналогового ввода, включая:
Модули аналогового вывода, включая
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Для обеспечения соответствия требованиям SIL при установке модулей ввода/вывода ControlLogix следуйте указаниям, содержащимся в указанной в Таблице 6.1 документации.
В Таблице 6.1 перечисляются модули ввода/вывода ControlLogix, первоначально представленные для сертификации SIL2 и показанные на Рис. Таблица 6.1. Компоненты, которые могут использоваться в системе SIL Тип
модуля:
Каталожный
номер:
Описание:
Документация поданному модулю:
Инструкции по
установке:
Руководство
пользователя:
Цифровой
1756-IA16I
Модуль изолированного ввода переменного тока 1756-UM058 Модуль диагностического ввода переменного тока Модуль диагностического ввода постоянного тока Модуль изолированного ввода постоянного тока
1756-IN010 Модуль ввода постоянного тока Модуль изолированного вывода переменного тока Модуль диагностического ввода переменного тока Модуль диагностического вывода постоянного тока Модуль изолированного вывода постоянного тока Модуль вывода постоянного тока
1756-IN026 Модуль изолированного вывода постоянного тока Модуль изолированного релейного вывода
1756-IN513 Модуль изолированного релейного вывода
1756-IN011
Аналоговый
1756-IF16
Модуль однотактного аналогового ввода
1756-IN039 1756-UM009 Модуль изолированного аналогового ввода
1756-IN034 Модуль аналогового ввода
1756-IN040 Модуль ввода термометра сопротивления
1756-IN014 Модуль ввода термопары
1756-IN037 Усовершенствованный модуль ввода термопары
1756-IN586 Модуль изолированного аналогового вывода ток Модуль изолированного аналогового вывода напряжение Модуль аналогового вывода
6- 4 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Информирование об ошибке модуля для любого модуля ввода/вывода Пользователи должны обеспечить надлежащую работу всех модулей ввода/вывода ControlLogix в системе. Если модули не работают должным образом, то пользователь должен запустить процедуру обработки ошибки при возникновении ошибки. Это можно реализовать в релейной логике при помощи инструкции Get System
Value (GSV) (Получить системное значение) и проверки атрибута
Entry Status (Состояние ввода) объекта MODULE (Модуль) на предмет рабочего состояния.
Пример того, как это может быть реализовано, приводится на Рис.
6.2. Такой или подобный способ необходимо использовать для опроса каждого модуля ввода/вывода в системе на предмет его работоспособности.
Рисунок 6.2 Пример проверки работоспособности модуля при помощи релейной логики
За дополнительной информацией об инструкции GSV и объектах
MODULE обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе ControlLogix». За дополнительной информацией о создании процедур обработки ошибок обращайтесь к Приложению В «Самотестирование системы и программируемые пользователем отклики».
Использование модулей цифрового ввода
Модули цифрового ввода ControlLogix подразделяются на две категории Диагностические модули ввода Стандартные модули ввода
У этих модулей совпадают многие архитектурные характеристики. При этом конструктивные особенности диагностических модулей ввода позволяют диагностировать отказы полевых устройств, включая обнаружение обрыва провода (те. отсутствия соединения, а также, в случае диагностических модулей переменного тока, потерю сетевого питания.
GSV
AND
NEQ
Получение атрибута
Entry Status объекта Маскирование
12 младших битов значения
Проверка атрибута
Entry Status на предмет рабочего состояния модуля
Ошибка
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель В Таблице 6.2 указываются модули цифрового ввода, пригодные для использования в приложениях SIL2. Таблица 6.2 Модули цифрового ввода ControlLogix, которые могут использоваться в приложениях Общие положения по использованию любого модуля цифрового ввода Независимо от типа используемого модуля ввода ControlLogix, существует ряд общих положений, которых должны придерживаться пользователи при использовании таких модулей в приложениях SIL2:
• Контрольные испытания (Proof Tests) – Необходимо периодически (например, разв несколько лет) проводить проверку работоспособности системы (System Validation test). Вручную или автоматически проверьте входы, чтобы убедиться в том, что все входы работоспособны и не залипли в положении
ON или OFF. Необходимо выполнить цикл переключений входов изв или изв. За дополнительной информацией о контрольных испытаниях обращайтесь к стр.
15 и Рис. 9.1 на стр. 95.
• Всегда используйте прямые соединения с диагностическими модулями ввода, расположенными в удаленных шасси Подключайте датчики таким образом, чтобы разделить точки входа, находящиеся на двух разных модулях Оба модуля должны иметь идентичные параметры конфигурации (например, RPI (запрашиваемый межпакетный интервал, значения фильтра Оба модуля должны принадлежать одному контроллеру.
За информацией о работоспособном состоянии обращайтесь к Главе 1 Концепция Тип модуля:
Модули связи в сертифицированных системах ControlLogix устанавливают коммуникационные мосты между рамами
ControlLogix и другими рамами или устройствам при помощи сетей
ControlNet или Ethernet. Доступны следующие модули связи Модули ControlNet – номера по каталогу 1756CNB & 1756
CNBR
• Модули Ethernet номер по каталогу 1756ENBT
• Дополнительный канал данных – удаленный вводвывод номер по каталогу Модули связи ControlLogix могут быть использованы в соединениях типа точкаточка между устройствами ControlLogix. Модули связи также могут использоваться для расширения вводавывода в дополнительные рамы удаленного вводавывода Для получения информации о:
См. стр.:
Вводные слова о модулях связи
5-1
Модуль моста Кабельная проводка Диагностическое покрытие модуля Модуль Ethernet
5-2
Ethernet или Документация по модулям связи
5- 2 Модули связи Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Модуль моста Модуль моста ControlNet (1756CNB & 1756CNBR) обеспечивает связь между рамами ControlLogix через сеть Кабельная проводка При удаленных стойках для ControlNet необходим одножильный коаксиальный кабель RG6. Хотя использование резервного средства при 1756CNBR не является обязательным требованием, это обеспечивает более высокую надежность системы. Резервное средство не требуется для работы Диагностическое покрытие модуля Все коммуникации через пассивные средства ControlNet осуществляются через CIP, который гарантирует доставку данных. Все модули независимо проверяют корректность передачи данных.
Модуль Модуль моста Ethernet (1756ENBT) обеспечивает связь между рамами
ControlLogix и другим устройствам через сеть Канал связи Ethernet основан на стандартном сетевом протоколе CIP, работающем поверх протоколов TCP и UDP, используя 32битный код CRC. К тому же TCP и UDP с 16битными контрольными суммами работают поверх Ethernet.
Ethernet или Хотя использование протокола Ethernet для отдельных приложений, таких как программная загрузка, вполне допустимо, для Ethernet необходим коммутатор для топологии звезда. Компания Rockwell
Automation не продает и не снабжает информацией по SIL2/SIL3
Ethernet коммутаторам. К тому же Ethernet является активным средством, в то время как ControlNet использует пассивные средства а это означает очень низкую долю ошибок
Модули связи ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Дополнительный канал данных – удаленный ввод- вывод
Модуль интерфейса связи дополнительного канала данных – удаленного вводавывода (1756DHRIO) поддерживает множество видов связи. Однако, вы можете использовать только часть DH+ функциональных возможностей в SIL2приложениях.
Рекомендации по использованию модулей связи
При использовании сертифицированных модулей связи пользователи должны учитывать рекомендации, приведенные ниже При установке модулей связи ControlLogix руководствуйтесь информацией, представленной в документации, которая перечислена в разделе Документация по модулям связи на странице 54.
• Используйте Ethernet только для связи с интерфейсами человекмашина (HMI) и программными терминалами. Для получения информации по использованию HMI см. рисунок 1.2 на стр, а также Главу 10, Использование и применение интерфейсов человекмашина».
• Используйте DH+ для связи с интерфейсами человекмашина
(HMI) и для соединения с небезопасными частями системы. Для получения информации по использованию HMI см. рисунок 1.2 на стр, а также Главу 10, Использование и применение интерфейсов человекмашина».
• Рамы удаленного вводавывода должны быть соединены исключительно при помощи ControlNet.
• Соединение типа точкаточка сведено только к ControlNet и должно возникать только если контроллер в контуре безопасности делится своей собственной информацией например, через созданные теги) с другими контроллерами вне контура Для обмена данными вводавывода используйте соединения, основанные только на ожидании Для обмена данными, не касающимися вводавывода, используйте теги производитель/потребитель.
• Обычно ни одному устройству не предоставляется прав на запись данных в контроллер, находящийся в контуре безопасности. Единственное исключение из этой рекомендации – это использование устройств HMI. Для получения дополнительной информации по использованию
HMI в контуре безопасности см. Главу Для получения подробной информации по соединению рам удаленного вводавывода и связи типа точкаточка см. рисунок 1.2 на странице 14.
5- 4 Модули связи Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Документация по модулям связи
Для получения подробной информации по модулям связи
ControlLogix см. публикации Rockwell Automation, перечисленные ниже в таблице Таблица Эти публикации можно получить у Rockwell Automation в Интернете по адресам Номер по
каталогу:
Описание:
Инструкции по установке:
Руководство
пользователя:
1756-CNB
Модуль связи ControlNet
1756-IN571
CNET-UM001 Резервный модуль связи Модуль интерфейса связи дополнительного канала данных – удаленного ввода-вывода
1756-IN003 1756-UM514 Модуль связи Ethernet
1756-IN019
ENT-UM001
Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Глава Модули ввода/вывода В этой главе рассказывается о сертифицированных модулях ввода/вывода Обзор модулей ввода/вывода В большинстве основных описаний указывается два типа сертифицированных модулей ввода/вывода ControlLogix:
• Модули цифрового ввода/вывода
• Модули аналогового ввода/вывода
Однако внутри каждого типа имеются различия между конкретными модулями. Поскольку для каждого типа модуля такие отличия охватывают различные уровни, наилучшим образом можно представить многочисленные сертифицированные модули ввода/вывода ControlLogix в графическом виде.
За этой информацией:
См. стр.:
Обзор модулей ввода/вывода Информирование об ошибке модуля для любого модуля ввода/вывода Использование модулей цифрового ввода
6-4
Подключение модулей цифрового ввода Использование модулей цифрового вывода
6-7
Подключение модулей цифрового вывода Использование модулей аналогового ввода
6-13
Подключение модулей аналогового ввода Контрольный перечень для входов Контрольный перечень для выходов SIL
6-26
• Модули цифрового ввода/вывода
• Модули аналогового ввода/вывода
Однако внутри каждого типа имеются различия между конкретными модулями. Поскольку для каждого типа модуля такие отличия охватывают различные уровни, наилучшим образом можно представить многочисленные сертифицированные модули ввода/вывода ControlLogix в графическом виде.
За этой информацией:
См. стр.:
Обзор модулей ввода/вывода Информирование об ошибке модуля для любого модуля ввода/вывода Использование модулей цифрового ввода
6-4
Подключение модулей цифрового ввода Использование модулей цифрового вывода
6-7
Подключение модулей цифрового вывода Использование модулей аналогового ввода
6-13
Подключение модулей аналогового ввода Контрольный перечень для входов Контрольный перечень для выходов SIL
6-26
6- 2 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель На Рис. 6.1 показаны сертифицированные модули ввода/вывода
ControlLogix. Каждый тип – цифровой и аналоговый – более подробно описывается в последующих разделах этой главы. Рисунок Конструктивные особенности модулей ввода/вывода ControlLogix обеспечивают выполнение требований стандарта 61508. Например, все модули имеют общий интерфейс объединительной платы ASIC, выполняют диагностику при включении питания и вовремя работы, имеют функцию электронного ключа и обеспечивают связь между изготовителем и потребителем 1756-OA16I
1756-OB16I
1756-OB32 1756-OB8EI
1756-OW16I
1756-OX8I
1756-IF16 1756-IF6I
1756-IF8 1756-IR6I
1756-IT6I
1756-IT6I2 сертифицированные модули ввода/вывода Модули аналогового вывода, включая:
Модули цифрового ввода/вывода
Модули аналогового ввода/вывода
Диагностические цифровые модули
Стандартные цифровые модули
Модули диаг. цифр. ввода, включая:
Модули диаг. цифр. вывода, включая
Стандартные модули цифр. ввода, включая:
Стандартные модули цифр. вывода, включая:
Модули аналогового ввода, включая:
Модули аналогового вывода, включая
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Для обеспечения соответствия требованиям SIL при установке модулей ввода/вывода ControlLogix следуйте указаниям, содержащимся в указанной в Таблице 6.1 документации.
В Таблице 6.1 перечисляются модули ввода/вывода ControlLogix, первоначально представленные для сертификации SIL2 и показанные на Рис. Таблица 6.1. Компоненты, которые могут использоваться в системе SIL Тип
модуля:
Каталожный
номер:
Описание:
Документация поданному модулю:
Инструкции по
установке:
Руководство
пользователя:
Цифровой
1756-IA16I
Модуль изолированного ввода переменного тока 1756-UM058 Модуль диагностического ввода переменного тока Модуль диагностического ввода постоянного тока Модуль изолированного ввода постоянного тока
1756-IN010 Модуль ввода постоянного тока Модуль изолированного вывода переменного тока Модуль диагностического ввода переменного тока Модуль диагностического вывода постоянного тока Модуль изолированного вывода постоянного тока Модуль вывода постоянного тока
1756-IN026 Модуль изолированного вывода постоянного тока Модуль изолированного релейного вывода
1756-IN513 Модуль изолированного релейного вывода
1756-IN011
Аналоговый
1756-IF16
Модуль однотактного аналогового ввода
1756-IN039 1756-UM009 Модуль изолированного аналогового ввода
1756-IN034 Модуль аналогового ввода
1756-IN040 Модуль ввода термометра сопротивления
1756-IN014 Модуль ввода термопары
1756-IN037 Усовершенствованный модуль ввода термопары
1756-IN586 Модуль изолированного аналогового вывода ток Модуль изолированного аналогового вывода напряжение Модуль аналогового вывода
6- 4 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Информирование об ошибке модуля для любого модуля ввода/вывода Пользователи должны обеспечить надлежащую работу всех модулей ввода/вывода ControlLogix в системе. Если модули не работают должным образом, то пользователь должен запустить процедуру обработки ошибки при возникновении ошибки. Это можно реализовать в релейной логике при помощи инструкции Get System
Value (GSV) (Получить системное значение) и проверки атрибута
Entry Status (Состояние ввода) объекта MODULE (Модуль) на предмет рабочего состояния.
Пример того, как это может быть реализовано, приводится на Рис.
6.2. Такой или подобный способ необходимо использовать для опроса каждого модуля ввода/вывода в системе на предмет его работоспособности.
Рисунок 6.2 Пример проверки работоспособности модуля при помощи релейной логики
За дополнительной информацией об инструкции GSV и объектах
MODULE обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе ControlLogix». За дополнительной информацией о создании процедур обработки ошибок обращайтесь к Приложению В «Самотестирование системы и программируемые пользователем отклики».
Использование модулей цифрового ввода
Модули цифрового ввода ControlLogix подразделяются на две категории Диагностические модули ввода Стандартные модули ввода
У этих модулей совпадают многие архитектурные характеристики. При этом конструктивные особенности диагностических модулей ввода позволяют диагностировать отказы полевых устройств, включая обнаружение обрыва провода (те. отсутствия соединения, а также, в случае диагностических модулей переменного тока, потерю сетевого питания.
GSV
AND
NEQ
Получение атрибута
Entry Status объекта Маскирование
12 младших битов значения
Проверка атрибута
Entry Status на предмет рабочего состояния модуля
Ошибка
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель В Таблице 6.2 указываются модули цифрового ввода, пригодные для использования в приложениях SIL2. Таблица 6.2 Модули цифрового ввода ControlLogix, которые могут использоваться в приложениях Общие положения по использованию любого модуля цифрового ввода Независимо от типа используемого модуля ввода ControlLogix, существует ряд общих положений, которых должны придерживаться пользователи при использовании таких модулей в приложениях SIL2:
• Контрольные испытания (Proof Tests) – Необходимо периодически (например, разв несколько лет) проводить проверку работоспособности системы (System Validation test). Вручную или автоматически проверьте входы, чтобы убедиться в том, что все входы работоспособны и не залипли в положении
ON или OFF. Необходимо выполнить цикл переключений входов изв или изв. За дополнительной информацией о контрольных испытаниях обращайтесь к стр.
15 и Рис. 9.1 на стр. 95.
• Всегда используйте прямые соединения с диагностическими модулями ввода, расположенными в удаленных шасси Подключайте датчики таким образом, чтобы разделить точки входа, находящиеся на двух разных модулях Оба модуля должны иметь идентичные параметры конфигурации (например, RPI (запрашиваемый межпакетный интервал, значения фильтра Оба модуля должны принадлежать одному контроллеру.
За информацией о работоспособном состоянии обращайтесь к Главе 1 Концепция Тип модуля:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Каталожный номер:
Описание:
Диагностические модули ввода Модуль диагностического ввода постоянного тока
1756-IA8D
Модуль диагностического вода переменного тока
Стандартные модули ввода
1756-IB16I
Модуль изолированного ввода постоянного тока
1756-IA16I
Модуль изолированного ввода переменного тока
6- 6 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Подключение модулей цифрового ввода Схема монтажа на Рис. 6.3 показывает два способа подключения модуля цифрового ввода. В любом случае пользователь должен решить, сколько датчиков – 1 или 2 – необходимо для выполнения требований SIL2. Рисунок 6.3 Подключение модуля цифрового ввода Логика приложения может сравнивать входные значения или состояния на предмет их совпадения. Рисунок Также программа пользователя должна включать цепочки, обеспечивающие извещение об ошибке в случае постоянного несовпадения двух точек. Рисунок Функции управления, диагностики и сигнализации должны выполняться последовательно. За дополнительной информацией об ошибках обращайтесь к Главе 7, Ошибки в системе Пример монтажа с одним датчиком
Вход А1
Вход Вход А2
Пример монтажа с двумя датчиками
Вход B2
Датчик
Датчик
Датчик
+ сети
Необязательный релейный контакт для подключения сетевого напряжения с целью периодического выполнения автоматического тестирования.
Вход А
Вход B
Исполнит.
устройство
Вход А
Вход Вход А
Вход B
Таймер
У ставка таймера в миллисекундах, обеспечивающая компенсацию времени фильтрации и различий в задержках срабатывания аппаратных средств.
Таймер выполнен
Ошибка
Ошибка
Сигнал оператору
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Использование модулей цифрового вывода
Модули цифрового вывода ControlLogix подразделяются на две категории Диагностические модули вывода Стандартные модули вывода
У этих модулей совпадают многие архитектурные характеристики. При этом конструктивные особенности диагностических модулей вывода позволяют диагностировать отказы полевых устройств, включая сообщение об отсутствии нагрузки и перегорание предохранителя на уровне точки. Кроме того, диагностические модули способны проверять состояние выхода при помощи функции
Output Verify (Проверка выхода) и импульсного тестирования выхода
(Output Pulse В Таблице 6.3 указываются модули цифрового вывода, пригодные для использования в приложениях Таблица 6.3 Модули цифрового вывода ControlLogix, которые могут использоваться в приложениях Тип модуля:
Каталожный номер:
Описание:
Диагностические модули вывода
1756-OB16D
Модуль диагностического ввода постоянного тока
1756-OA8D
Модуль диагностического вода переменного тока
Стандартные модули вывода
1756-OB16I
Модуль изолированного ввода постоянного тока
1756-OA16I
Модуль изолированного ввода переменного тока
1756-OB8EI
Модуль изолированного вывода постоянного тока
1756-OX8I
Модуль изолированного релейного вывода
6- 8 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Общие положения по использованию любого модуля цифрового вывода Подключение двух типов модулей цифрового вывода осуществляется поразному в зависимости от требований вашего приложения способы монтажа подробно описываются в последующих разделах. Однако, независимо от типа используемого модуля вывода
ControlLogix, существует ряд общих положений, которых вы должны придерживаться при использовании таких модулей в приложениях
SIL2:
• Контрольные испытания (Proof Tests) – Необходимо периодически (например, разв несколько лет) выполнять проверку работоспособности системы (System Validation test). Вручную или автоматически проверьте выходы, чтобы убедиться в том, что все выходы работоспособны и не залипли в положении ON или OFF. Необходимо выполнить цикл переключений выходов изв или изв. За дополнительной информацией о контрольных испытаниях обращайтесь к стр. 15 и Рис. 9.1 на стр. 95.
• Проверка эхосигнала выходных данных с помощью логики приложения Логика приложения должна проверять значение эха данных (Data Echo) для каждой точки выхода, чтобы убедиться в том, что запрошенная команда On/Off
(Включить/Выключить) была получена данным модулем от контроллера.
В приведенных ниже цепочках значение таймера начинает увеличиваться при всяком несовпадении между фактическим выходным битом и соответствующим битом эха данных.
Уставка таймера должна учитывать задержку получения эха данных от модуля по отношению к установке выходного бита в памяти контроллера. Если несовпадение имеется дольше этого времени, то выдается сообщение об ошибке.
Рисунок Логика приложения
Исполнит устройство
Выходной бит Эхо данных
Выходной бит Эхо данных
Таймер
Таймер выполнен
Ошибка
Ошибка
Сигнал оператору
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Функции управления, диагностики и сигнализации должны выполняться последовательно. За дополнительной информацией об ошибках обращайтесь к Главе 7, Ошибки в системе ControlLogix».
• Использование внешних реле для отключения питания модуля, если обесточивание выхода имеет критическое значение Чтобы гарантированно обеспечить обесточивание выходов, пользователи должны подключить внешнее реле, способное отключить питание модуля вывода при обнаружении замыкания или иной ошибки. Один из возможных способов подключения внешнего реле показан на Рис. 6.7, стр. 610.
• Тестирование выходов с заданной периодичностью для проверки их надлежащего функционирования Способ и частота тестирования зависят от типа модуля (диагностический или стандартный. За дополнительной информацией о тестировании выходов диагностического модуля обращайтесь к стр. 610. За дополнительной информацией о тестировании выходов стандартного модуля обращайтесь к стр. 611.
• Для типичных приложений аварийного останова
(emergency shutdown ESD) выходы должны быть настроены на обесточивание При конфигурировании любого модуля вывода ControlLogix каждый выход должен быть настроен на обесточивание в случае ошибки, а также в случае перехода контроллера в программный режим. Исключения из типичных приложений ESD приводятся в Главе 1 Концепция
SIL».
• При последовательном включении двух модулей цифрового вывода, таким образом, чтобы один из них мог отсечь напряжение источника (как показано на Рис. 6.10, стр. 612) , обеспечьте следующее:
Идентичность конфигурации обоих модулей.
Принадлежность обоих модулей одному и тому же контроллеру
6- 10 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Подключение модулей цифрового вывода Диагностические модули цифрового вывода
Диагностические модули вывода имеют усовершенствованную схему, которая отсутствует в стандартных модулях вывода. Благодаря усовершенствованной конструкции пользователям необязательно использовать модуль ввода для контроля состояния выходов, как это требуется для стандартных модулей вывода.
Диагностические модули вывода могут использоваться в приложениях SIL2 в существующем виде (те. не требуется учитывать никаких специальных требований по подключению за исключением подключения внешнего реле для снятия с модуля сетевого питания в случае ошибки, чтобы гарантировать обесточивание выходов при коротком замыкании. Наряду с соблюдением общих положений по использованию любого модуля цифрового вывода ControlLogix, приведенных на стр. 68, пользователь должен периодически выполнять импульсное тестирование (Pulse Test) каждого выхода для проверки того, что выход способен изменять свое состояние. Автоматическое диагностическое тестирование модулей вывода должно выполняться с периодичностью, на порядок меньшей частоты запросов. Например, импульсное тестирование должно быть запланировано как минимум ежемесячно для системы с низкой частотой запросов, и как минимум ежечасно для системы с высокой частотой запросов.
За дополнительной информацией о проведении импульсного тестирования обращайтесь к публикации 1756UM058 Руководство пользователя по цифровым модулям ввода/вывода Пользователи также обязательно должны использовать прямое соединение с диагностическими модулями вывода, размещенными на удаленных шасси.
Рисунок 6.7 Схема подключения диагностического модуля вывода ControlLogix
V-/L2
V+/L1
V+/L2
Исполнит.
устройство
Это реле управляется остальной частью системы
ControlLogix. Если в модуле произойдет короткое замыкание или ошибка, то это реле сможет отключить питание модуля.
Также это реле может быть включено в схему для отключения питания нескольких модулей. Выход
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Стандартные модули цифрового вывода
При использовании стандартных модулей вывода (также называемых не диагностическими) пользователь должен подключить выход к исполнительному устройству, а затем обратно ко входу, чтобы контролировать работу выхода.Пользователь может написать соответствующую логику для проверки способности выхода включаться и выключаться при включении питания, или же, с периодичностью контрольного тестирования (см. стр. 15), пользователь может принудительно переводить выход в состояние
ON (ВКЛ) и OFF (ВЫКЛ) и использовать вольтметр для проверки работы выхода.
Автоматическое тестирование модулей вывода (те. включение и выключение выходов пользователем с целью проверки их работоспособности) должно выполняться с периодичностью, на порядок меньшей частоты запросов. Например, тестирование выходов должно быть запланировано как минимум ежемесячно для системы с низкой частотой отказов, и как минимум ежечасно для системы с высокой частотой отказов.
Наряду с соблюдением общих положений по использованию любого модуля цифрового вывода ControlLogix, приведенных на стр. 68, пользователь должен подключить каждый стандартный выход к соответствующему входу для проверки того, что выход переходит в заданное состояние.
Рисунок 6.8 Схема подключения стандартного модуля вывода ControlLogix
V-/ L2
V-/ L2
V+/ L1
V+/ Стандартный модуль изолированного вывода
Стандартный модуль изолированного ввода
Подключите точку выхода к точке входа для проверки правильности состояния выхода
Исполнит.
устр-во
Вход
Выход
Это реле управляется другим выходом системы ControlLogix. При возникновении короткого замыкания или ошибки в модулях вывода это реле может отключить питание таких модулей. Также это реле можно подключить для отключения питания сразу нескольких модулей.
6- 12 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Необходимо написать логику приложения для выдачи ошибки при несовпадении запрошенного состояния выхода (эха) и фактического состояния выхода, контролируемого входным каналом. Рисунок Функции управления, диагностики и сигнализации должны выполняться последовательно. За дополнительной информацией об ошибках обращайтесь к Главе 7, Ошибки в системе Пользователь также может последовательно подключить два стандартных изолированных выхода к особо важным исполнительным устройствам. В случае обнаружения отказа выход обоих модулей вывода должен быть установлен на OFF (ВЫКЛ), чтобы гарантировать обесточивание выходных нагрузок. На Рис. 6.10 показано последователльное подключение двух стандартных изолированных выходов к особо важным исполнительным устройствам.
Рисунок 6.10 Схема подключения двух стандартных модулей вывода Логика приложения Ошибка выхода
Исполнит.
устройство
Эхо данных Контролирующий вход
Таймер
Значение таймера должно быть задано в миллисекундах с учетом времени передачи эхо- сигнала и времени фильтрации входа. Эхо данных Контролирующий вход
Таймер выполнен
Ошибка
Ошибка
Сигнал оператору
V-/L2
V+/L1
V+/L1
V-/L2
V+/L1
Стандартный модуль изолированного вывода # Стандартный модуль изолированного вывода # Стандартный модуль изолированного ввода
Подключите точку выхода к точке входа для проверки правильности состояния выхода
Исполнит.
устройство
Выход
Выход
Вход
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Использование модулей аналогового ввода
Для использования в приложениях SIL2 сертифицированы три модуля аналогового ввода ControlLogix. Эти модули указываются в Таблице Таблица 6.4 Модули аналогового ввода ControlLogix, которые могут использоваться в приложениях Общие положения по использованию любого модуля аналогового ввода ControlLogix
Cуществует ряд общих положений, которых вы должны придерживаться при использовании таких модулей в приложениях
SIL2:
• Контрольные испытания (Proof Tests) – Необходимо периодически (например, разв несколько лет) выполнять проверку работоспособности системы (System Validation test). Вручную или автоматически проверьте выходы, чтобы убедиться в том, что все выходы работоспособны. Уровни сигналов с полевых устройств при этом должны варьироваться во всем рабочем диапазоне, чтобы убедиться в соответствующем изменении данных в канале. За дополнительной информацией о контрольных испытаниях обращайтесь к стр. 15 и Рис. 9.1 на стр. 95.
• Периодическая калибровка входов при необходимости Модули ввода/вывода ControlLogix поставляются изготовителем сочень точной калибровкой. Однако, поскольку каждое применение имеет свои особенности, пользователи отвечают за надлежающую калибровку своих модулей ввода/вывода
ControlLogix для их конкретного применения.
Пользователи могут использовать тесты, включенные в логику прикладной программы, для определения необходимости повторной калибровки модуля. Например, чтобы понять, требуется ли повторная калибровка модуля ввода, пользователь может задать диапазон допуска на точность для конкретного приложения. Затем пользователь может измерить входные значения по нескольким каналами сравнить эти значения с приемлемыми значениями, находящимися в пределах допуска. Исходя из их разницы пользователь может определить необходимость в повторной калибровке.
Калибровка (и последующая повторная калибровка) не является вопросом обеспечения безопасности. Однако мы рекомендуем выполнять калибровку каждого аналогового входа не реже каждых трех лет, чтобы обеспечить точность входного сигнала и избежать неправомерных остановов приложения.
Каталожный номер:
Описание:
1756-IF8
Модуль несимметричного аналогового ввода
1756-IR6I
Модуль изолированного аналогового ввода термометра сопротивления
1756-IT6I
Модуль аналогового ввода термопары/мВ
6- 14 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004
• Выбор формата данных с плавающей точкой при
конфигурировании модуля Модули аналогового ввода
ControlLogix выполняют множество операций по обработке внутриплатных предупредительных сигналов для проверки того, что входной сигнал находится в приемлемом для данного приложения диапазоне. Однако такая возможность имеется только в режиме плавающей точки (Floating Point).
• Проверка соответствующих битов ошибки модуля, ошибки канала и состояния канала для запуска процедур обработки ошибок В процессе нормальной работы каждый модуль передает контроллеру данные о рабочем состоянии каждого канала. Логика приложения должна проверять соответствующие биты, чтобы обеспечить запуск процедуры обработки ошибок для данного приложения. За дополнительной информацией об ошибках обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе ControlLogix».
• Сравнение аналоговых входных данных и извещение о несовпадении Когда датчики подключены к двум входным каналам, значения, полученные по этим каналам, должны сравниваться между собой на совпадение в приемлемых для данного приложения пределах до того, как будет активизирован выход. При всяком несовпадении между двумя входными значениями, выходящем за заданный диапазон, должно выдаваться сообщение об ошибке.
В показанной на Рис. 6.11 логике заданный пользователем процент приемлемого отклонения (Допуск) применяется сконфигурированному входному диапазону аналоговых входных данных (Диапазон) и сохраняется полученная дельта
(Дельа). Полученное значение дельты затем прибавляется кили вычитается из значения одного из входных каналов (Вход 1), при этом получается приемлемый верхний (Верхний предел) и нижний (Нижний предел) пределы отклонения. Значение второго входного канала (Вход 2) затем сравнивается с этими предельными значениями с целью определения правильности работы входа.
Бит ОК входа является условием запуска таймера, уставка которого учитывает приемлемое время отклика на ошибку и все задержки передачи данных в системе, связанные с фильтрацией. Если несовпадение входов продолжается дольше этой уставки, регистрируется ошибка и выдается соответствующий сигнал
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Рисунок Функции управления, диагностики и сигнализации должны выполняться последовательно. За дополнительной информацией об ошибках обращайтесь к Главе 7 Ошибки в системе ControlLogix».
• Оба модуля должны иметь идентичные параметры конфигурации (например, RPI (запрашиваемый межпакетный интервал, значения фильтра Оба модуля должны принадлежать одному контроллеру.
Входы ОК
Таймер
MULT
Диапазон
Допуск %
Дельта
ADD
Дельта
Вход Верхний предел
SUB
Дельта
Вход Нижний предел
LIM
Ниж. предел
Вход Верхний предел
Входы ОК
Таймер выполнен
Ошибка входов
Ошибка входов
Сигнал оператору
6- 16 Модули ввода/вывода Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Подключение модулей аналогового ввода В общем случае, практика проектирования говорит о том, что каждый преобразователь должен быть подключен к своему входному зажиму на отдельном модуле,чтобы можно было проверить правильность полученных по каналу данных, сравнив два значения и удостоверившись, что их разница находится в приемлемом диапазоне. При использовании этого подхода необходимо учитывать конкретные особенности каждого типа используемого модуля. Эти особенности показаны на нижеследующих схемах подключения.
Подключение модуля несимметричного ввода в режиме
напряжения
Помимо следования общим положениям по использованию любого модуля аналогового ввода ControlLogix, приведенным на стр. 613, проследите затем, чтобы при подключении модуля использовалась надлежащая документация, указанная в Таблице 6.1 на стр. При работе в режиме несимметричного напряжения все минусовые выводы преобразователей должны быть объединены. На Рис. 6.12 показано, как должен быть подключен модуль 1756IF8 для использования в режиме напряжения.
Рисунок 6.12 Подключение модуля аналогового ввода ControlLogix в режиме напряжения
(+)
(–)
(+)
(–)
Шасси0+
Шасси0-
Шасси0+
Шасси0-
Преобразователь напряжения А
Преобразователь напряжения Б
Модули ввода/вывода ControlLogix Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель Подключение модуля несимметричного ввода в токовом режиме
Помимо следования общим положениям по использованию любого модуля аналогового ввода ControlLogix, приведенным на стр. 613, перед подключением такого модуля ознакомьтесь со следующими указаниями Включение других устройств в токовую петлю вы можете поместить другие устройства в любое место токовой петли входного канала при условии, что источник тока сможет дать достаточное напряжение для обеспечения всех падений напряжения (сопротивление каждого входа модуля – 250 Ом)
На Рис. 6.13 показано, как должен быть подключен модуль 1756IF8 для использования в токовом режиме. Рисунок 6.13 Подключение модуля аналогового ввода ControlLogix в токовом режиме
Шасси0+
Шасси0-
Шасси0-
Шасси0+
Источник тока А
Источник тока Б
1 2 3 4 5 6 7 8 9