CS210459B1 - Zapojení pro zálohování výstupních dvouhodnotových signálů řídícího systému signály zabezpečovacího systému - Google Patents

Description

V zásadě lze dosud známá zapojení pro zálohování řídících systémů se samočinnými počítači charakterizovat na jedné Straně použitím záložního počítačového systému, který, má prostřednictvím kanálu meziprocesorového spojení přístup k datům řídícího systému, což dovoluje rychlou a přesnou indikaci požadavku přepnutí na záložní systém. Záložní systém má schopnost vysokého pokrytí funkcí řídícího systému, často až 100 %. Nevýhodou této koncepce jsou vysoké pořizovací náklady celého systému, složité programové vybavení zmenšující kapacitu uživatelské části operační paměti a snižující rychlost odezvy řídící2 ho systému,· složité připojení na řízený technologický proces vyžadující zmnožení vstupních a přepínání výstupních signálů. Výše uvedená složitost s sebou přináší i větší náchylnost k poruchám.

Na druhé straně jsou používány tzv. zabezpečovací systémy, které na základě měření většinou samostatnými měřícími kanály, na technologickém procesu provádějí indikaci požadavku přepnutí na záložní, zde zabezpečovací systém. Zabezpečovací systémy obvykle vykazují nízký stupeň pokrytí funkcí řídícího systému a jsou obvykle řešeny jako jednoúčelové, na rozdíl od předchozích záložních systémů, kde počítač je zpravidla využit kromě řešení úlohy zálohování pro plnění dalších úloh, např. řízení jiného technologického procesu. Výhodou jsou nízké pořizovací náklady, jednoduchost řídících algoritmů, jež zpravidla řeší zabránění vzniku havárie technologického procesu, odpadají problémy s programovým vybavením a rovněž řešení přepínacích obvodů pro výstupní signály je jednodušší. V důsledku jednoduchosti lze s výhodou aplikovat známé metody pro zvýšení vlastní spolehlivosti zabezpečovacího systému. Nevýhodou je pozdní indikace přepnutí v případě, že porucha na technologickém procesu je způsobena selháním řídícího systému a neopti210459 mální řízení prováděné zabezpečovacím systémem, které zpravidla vede k odstavení technologického procesu, což má za následek ekonomické a energetické ztráty.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pro zálohování výstupních dvouhodnotových signálů řídícího systému signály ze zabezpečovacího systému, jehož podstatou je, že výstupy technologického procesu jsou přivedeny na vstup řídícího systému a na vstup zabezpečovacího systému, a že výstup řídícího systému je veden přes hradlo na vstup součtového členu pro provádění logického součtu a že jeden výstup zabezpečovacího systému je připojen na další vstup součtového členu a že výstup součtového členu je výstupem zapojení a že druhý výstup zabezpečovacího systému je veden na vstup testéru, který je dále dvousměrným kanálem spojen s řídícím systémem a jehož výstup je veden na ovládací vstup hradla. Jeden výstup ze zabezpečovacího systému je veden paralelně na vstup součtového členu a na vstup testéru.

Použitím způsobu zálohování podle vynálezu se vyznačuje výhodami, uvedenými výše u zabezpečovacích systémů a navíc se zde docílí zvýšení spolehlivosti vlastního zálohování. Testér sledováním správnosti funkce řídícího systému zamezí nesprávnému řízení v důsledku selhání řídícího systému, které vede k ekonomickým a jiným ztrátám, jejichž rozsah je dán charakterem řízeného procesu. Logický součet výstupního signálu řídícího systému a výstupního signálu zabezpečovacího systému řeší v součinnosti s testerem a hradlem jednoduchým způsobem problematiku přepínacích obvodů, neboť realizace logického součtu je triviální, a lze ji navrhnout vysoce spolehlivou, a testér a hradlo lze navrhnout společné pro vybranou skupinu, respektive všechny výstupní signály řídícího systému.

Na přiloženém výkresu je uveden příklad zapojení, jenž realizuje zálohování výstupního dvouhodnotového signálu řídícího systému výstupním signálem zabezpečovacího systému podle vynálezu.

Systém v příkladném provedení sestává z řídícího systému 2, zabezpečovacího systému 3, testéru 4, hradla 5, součtového členu 6 pro provádění logického součtu a technologického procesu 1. Data z měření na technologickém procesu 1 vstupují do řídícího systému 2 a zabezpečovacího systému 3. Z řídícího systému 2 vystupuje výstupní signál 8, který je veden přes hradlo 5 do součtového členu 6. Do součtového členu 6 dále vstupuje výstupní signál 9 zabezpečovacího systému 3. Výstupem součtového členu 6 je výsledný výstupní signál 7. Do testéru 4 vstupuje signál ze zabezpečovacího systému 3 a existuje dvousměrné spojení mezi testerem 4 a řídícím systémem 2. Výstupní signál testéru 4 ovládá hradlo 5.

U systému v příkladném provedení jsou výstupní signály 8 a 9 po řadě řídícího systému 2 a zabezpečovacího systému 3 generovány těmito systémy na základě dat z měření na technologickém procesu 1 prostřednictvím řídících algoritmů. Koncepce řídícího algoritmu řídícího systému 2 vychází z požadavku optimálního řízení technologického procesu 1. Koncepce řídícího algoritmu zabezpečovacího systému 3 vychází z požadavku zamezení havárie nebo mimolimitního stavu technologického procesu 1.

V případě, že zabezpečovací systém 3 indikuje nebezpečí havárie nebo mimolimitního stavu technologického procesu 1 dává o tom informaci testéru 4, který na základě této informace ruší prostřednictvím hradla 5 účinnost výstupního signálu 8 řídícího systému 2 a výsledný výstupní signál 7 součtového členu 6 je pak totožný s výstupním signálem 9 zabezpečovacího systému 3.

Nebezpečí vzniku havárie nebo mimolimitního stavu může nastat kromě jiného v důsledku nesprávného řízení technologického procesu 1 výstupním signálem 8 řídícího systému 2. Aby se zabránilo vzniku této situace, jejíž příčinou je porucha řídícího, systému 2, je testérem 4 kontrolována správnost funkce řídícího systému 2. Testér 4 periodicky vysílá signál na řídící systém žádající provedení vnitřní diagnostiky řídícího systému 2. Informace o výsledku provedené diagnostiky je vysílána zpět z řídícího systému 2 na testér 4. V případě zjištěné nesprávné funkce řídícího systému 2 testér 4 prostřednictvím hradla 5 rúší účinnost výstupního signálu 8 řídícího systému

2. Výsledný výstupní signál 7 součtového členu 6 je pak opět totožný s výstupním signálem 9 zabezpečovacího systému 3.

V případě, Že testér 4 neindikuje ani nebezpečí havárie nebo mimolimitního stavu technologického procesu 1 a ani nesprávnou funkci řídícího systému 2, je výsledný výstupní signál dán logickým součtem výstupních signálů 8 a 9 po řadě řídícího systému 2 a zabezpečovacího systému 3. Řídící algoritmus zabezpečovacího systému 3 je navržen tak, že v tomto případě je jeho výstupní signál 9 roven logické nule, takže výsledný výstupní signál 7 je totožný s výstupním signálem 8 řídícího systému 2.

Systém v příkladném provedení je nutno chápat jako hypotetický, navržený za účelem ilustrace podstaty vynálezu. Reálný systém vlastnící celý soubor výstupních dvouhodnotových signálů obsahuje součtový člen pro každou vzájemně sl odpovídající dvojici výstupních signálů řídícího a zabezpečovacího systému. Testér a hradlo lze však navrhnout společně pro vybranou skupinu, respektive celý soubor výstupních signálů. Hradlo je zpravidla řešeno jako spínač napájecího napětí pro skupinu kontaktů relé, jež realizují výstupní dvouhodnotové signály a jejichž ovládací obvody jsou spravovány řídícím systémem.

Signál ze zabezpečovacího systému do testéru lze u některých aplikací nahradit výstupním signálem zabezpečovacího systému, který se zdvojí a zavede do testeru.

Vynález lze použít i pro impulsní výstupní signály řídícího a zabezpečovacího systému, zařadí-li se za součtový člen paměťový prvek.

Testér u systému v příkladném provedení realizuje kromě jiného disjunkci výroku „funkce řídícího systému je nesprávná“ a' výroku „nebezpečí havárie nebo mimolimitního stavu technologického procesu“. Ekvivalentně lze disjunkci realizovat sériovým spojením dvou hradel hradících účinek výstupního signálu řídícího systému. Jedno hradlo je ovládáno z testéru, který pak komunikuje pouze s řídícím systémem a druhé hradlo je ovládáno signálem ze zabezpečovacího systému.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT

   1. Zapojení pro zálohování výstupních dvouhodnotových signálů řídícího systému signály zabezpečovacího systému vyznačené tím, že výstupy technologického procesu (1) jsou přivedeny na vstup řídícího systému (2J a na vstup zabezpečovacího systému (3) a že výstup řídícího systému (2) je veden přes hradlo (5) na vstup součtového členu (6j pro provádění logického součtu a že jeden výstup zabezpečovacího systému (3) je připojen na další vstup součtového vynalezu členu (6J a že výstup součtového členu (6J je výstupem zapojení a že druhý výstup zabezpečovacího systému (3J je veden na , vstup testéru (4), který je dále dvousměrným kanálem spojen s řídícím systémem (2} a jehož výstup je veden na ovládací vstup hradla (5).
2. 2. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že jeden výstup ze zabezpečovacího systému (3) je veden paralelně na vstup součtového členu (6) a na vstup testéru (4j.

   1 list výkresů