工作原理
三重模塊冗余(TMR)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1-2)保證了設(shè)備的容錯(cuò)能力,并且能在元部件出現(xiàn)硬件故障或者來(lái)自?xún)?nèi)部或外部來(lái)源的瞬態(tài)故障的情況下提供完好的不間斷的控制。
每一個(gè)I/O 模塊內(nèi)都包容有三個(gè)獨(dú)立的分電路。輸入模塊上的每一分電路讀取過(guò)程數(shù)據(jù)并將這些信息傳送給它相應(yīng)的主處理器。三個(gè)主處理器通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用的被稱(chēng)作TriBus的高速總線(xiàn)系統(tǒng)通訊。
圖1-2 Tricon控制器的三重化結(jié)構(gòu)圖中:
①輸入終端②自動(dòng)備件③輸入支路④主處理器⑤輸出支路⑥表決器⑦輸出終端
每掃描一次,主處理器都通過(guò)TriBus與其相鄰的主處理器進(jìn)行通訊,達(dá)到同步。TriBus 表決數(shù)字輸入數(shù)據(jù)、比較輸出數(shù)據(jù)、并將模擬輸入數(shù)據(jù)拷貝到各個(gè)主處理器。主處理器執(zhí)行控制程序并把由控制程序所產(chǎn)生的輸出送給輸出模塊。除對(duì)輸入數(shù)據(jù)作表決之外,Tricon在離現(xiàn)場(chǎng)最近的輸出模塊上完成輸出數(shù)據(jù)的表決,使其盡可能地與現(xiàn)場(chǎng)靠近,以便檢測(cè)出任何錯(cuò)誤并予以修復(fù)。
對(duì)于每個(gè)I/O 模塊,系統(tǒng)可以支持一個(gè)可選的熱備模塊。如果裝有備件,在運(yùn)行中,如主模塊發(fā)生故障時(shí),備件投入控制。熱備位置也被用于系統(tǒng)的在線(xiàn)修理。
DCS和PLC的設(shè)計(jì)原理區(qū)別較大,PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的,70年代的PLC只有開(kāi)關(guān)量邏輯控制,首先應(yīng)用的是汽車(chē)制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令;并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作,來(lái)控制各類(lèi)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶(hù)編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求,并事先存入PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行,以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器,在程序運(yùn)行過(guò)程中,每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,程序從起始步(步序號(hào)為零)起依次執(zhí)行到最終步(通常為END指令),然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。程序計(jì)數(shù)器這樣的循環(huán)操作,這是DCS所沒(méi)有的。
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