Análisis de redundancia y racionalidad de un sistema de control distribuido

Resumen: El análisis de redundancia y racionalidad del sistema de control distribuido es proporcionado por excelentes fabricantes de caudalímetros y sus correspondientes cotizaciones. Resumen: Este documento analiza las características del sistema de control distribuido, analizando su configuración redundante y su racionalidad desde tres puntos de vista: hardware, rendimiento y funcionalidad. Actualmente, los sistemas de control distribuido se aplican a todos los aspectos del control de procesos industriales. Muchos fabricantes de caudalímetros ofrecen modelos y precios. Le invitamos a consultar. A continuación, se detalla el análisis de redundancia y racionalidad del sistema de control distribuido. Este documento analiza la configuración redundante y su racionalidad desde tres puntos de vista: hardware, rendimiento y funcionalidad. Actualmente, el sistema de control distribuido se aplica a todos los aspectos del control de procesos industriales, y su flexibilidad, diversidad y fiabilidad han sido probadas en la práctica y reconocidas por la comunidad. Sin embargo, para diseñar y seleccionar un sistema de control distribuido exitoso, la clave reside en abordar la configuración redundante del mismo. La racionalidad de la configuración redundante afecta directamente la confiabilidad y el costo de ingeniería del control distribuido, por lo que cómo elegir la configuración redundante razonablemente es la clave para la configuración del sistema de control distribuido. La palabra redundancia proviene del inglés 'redundancy'. El significado original se refiere al significado de redundancia, redundancia, excedente, etc. Cuando se hace referencia al sistema de control distribuido, generalmente se refiere a la capacidad de reserva en caliente o la riqueza del rendimiento o función del hardware del sistema de control. Sin embargo, según el dicho común internacional, si se refiere a la redundancia del controlador principal (controlador de proceso) del sistema de control distribuido, se refiere a la reserva en caliente en línea 1:1 del controlador principal. La redundancia del sistema de control distribuido se puede dividir en tres tipos de redundancia, a saber, redundancia de hardware, redundancia de rendimiento y redundancia funcional. El análisis y la discusión se llevan a cabo por separado a continuación. Primero, la redundancia de hardware del sistema de control distribuido La redundancia de hardware incluye principalmente dos partes. Una parte es la redundancia de la configuración de hardware interna del sistema, incluyendo la redundancia de la red de comunicación, la redundancia del controlador principal o la redundancia de la tarjeta de E/S y la redundancia de las señales externas. Para sistemas de control distribuido generales, las autopistas de comunicación de datos y los controladores principales utilizan básicamente la configuración redundante estándar de reserva activa 1:1; mientras que la redundancia de las tarjetas de E/S se debe a diferencias en los fabricantes o restricciones en los costos de ingeniería. Existen diferentes métodos de procesamiento, algunos adoptan el modo de respaldo n+1, el modo de respaldo 3 de 2 o el modo de respaldo 1:1, algunos solo usan el modo de respaldo de canal o el modo de optimización de configuración para garantizar la confiabilidad de la señal principal, y otros no lo hacen en absoluto. Utilice la configuración redundante. Otra parte de la redundancia de hardware se refiere a la redundancia de la configuración de energía. Generalmente, la redundancia de la fuente de alimentación del sistema de control distribuido adopta principalmente una fuente de alimentación bidireccional, es decir, redundancia de configuración de fuente de alimentación dual. Sin embargo, debido a los diferentes fabricantes, la configuración específica es ligeramente diferente, como el uso de una fuente de alimentación de CA dual (Figura 1) o una fuente de alimentación de 220 VCA, otra de 220 VCC o 110 VCC (Figura 2), etc. La configuración redundante de la fuente de alimentación debe diseñarse en detalle de acuerdo con los diferentes objetos de control y las características del propio sistema de control distribuido, y no puede generalizarse. La fuente de alimentación externa tradicionalmente utiliza un solo SAI como fuente de alimentación de nivel superior. Si el coste del proyecto lo permite, también se puede utilizar un SAI doble al 100% como fuente de alimentación de respaldo redundante. El esquema tradicional de fuente de alimentación de un solo SAI se muestra en la Figura 3. 2. Redundancia de rendimiento del sistema de control distribuido La redundancia de rendimiento es principalmente el requisito para la afluencia de la tasa de comunicación, la capacidad de almacenamiento y otro rendimiento del sistema de control distribuido, y es para garantizar que el valor pico del procesamiento de la información, la operación y el control del sistema de control pueda satisfacer el control distribuido cuando la tarea está ocupada. Requisitos básicos para el correcto funcionamiento del sistema. En general, en el diseño de ingeniería, los requisitos de redundancia de varios indicadores de rendimiento deben controlarse estrictamente y considerarse razonablemente para garantizar las condiciones de funcionamiento máximas y la capacidad de procesamiento normal del sistema de control descentralizado; de lo contrario, el costo del proyecto aumentará, lo que afectará el costo y el rendimiento. relación precio. En general, los principales indicadores de control de la redundancia del sistema de control distribuido son los siguientes: (1) La tasa de carga de la red de comunicación del sistema de control distribuido es inferior al 40%; (2) La tasa de carga promedio del controlador principal del sistema de control distribuido es inferior al 40% y la tasa de carga máxima es ≯ 60%; (3) La tasa de ocupación promedio de la capacidad de memoria del controlador principal es inferior al 40%; (4) El margen de carga de energía del sistema de control distribuido es del 30% al 40%; (5) El número de puntos de E/S está en línea en espera activa >10%; (6) Ranura de tarjeta de E/S de repuesto > 15%. 3. Redundancia funcional del sistema de control distribuido. La redundancia funcional incluye principalmente dos aspectos. Por un lado, la configuración redundante del diseño funcional; por otro, la adopción de tecnología de tolerancia a fallos para el software de control, lo que permite el procesamiento tolerante a fallos del software del sistema y del software de aplicación, logrando redundancia en el rendimiento del sistema y mejorando la fiabilidad del sistema. Por ejemplo, en el sistema de control distribuido, las tecnologías de tolerancia a fallos y redundancia, como el software de cálculo de procesamiento tres a dos o tres a tres del interruptor de entrada y las señales analógicas, la protección contra la desconexión o la desconexión de la señal de entrada; la función de autodiagnóstico; tecnologías redundantes expertas, como el método de redundancia analítica adoptado por el sistema y el control CCS; y el procesamiento del juicio de extinción de incendios de las señales de llama del horno, etc. La configuración de la función del controlador principal del sistema de control distribuido es clave para el éxito de la aplicación del sistema de control distribuido. Por lo tanto, se debe prestar atención al uso del diseño redundante en el diseño funcional del sistema de control distribuido, que puede mejorar en gran medida la confiabilidad del sistema de control distribuido y lograr el doble de resultado con la mitad del esfuerzo.

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