SIS系统三重化与四重化的区别分析(从PLC角度分析)

SIS系统三重化与四重化的区别分析(从PLC角度分析)
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常用安全PLC 的结构和性能

【摘要】本文介绍了几种常见的安全PLC 的结构和性能,然后对各种安全PLC 的特性

进行了归纳和总结。

【关键词】安全PLC N 选X 系统 三重冗余 四重冗余

Abstract : The article analyses several popular safety PLC ’s architecture and

performance. Finally, summarize their features.

Key word: Safety PLC XooN TMR QMR

近几十年来,多起工业事故发生的原因可以追溯到计算机系统的失效,引起了

人员伤亡、设备损坏和环境污染。这些信息也唤醒了国家和公众对减少危险、建立安全

工业流程的意识。为此,IEC 制定了新的安全国际标准:IEC 61508/ 61511,也已经由

工业组织合作制定完成,我国的相关标准也即将颁布。

为了帮助读者了解目前安全系统(SIS )使用安全PLC 实现电气/电子/可

编程电子系统(E/E/PES)功能的情况,就常见的几种安全系统结构进行探讨,希望能

对今后的系统选择有所借鉴和参考。

1.PLC 是一个逻辑解算器

一个安全系统的逻辑解算器是一种特殊类型的PLC ,它具有独立的安全功能认

证,但也有继电器逻辑或者固态逻辑的运算能力。逻辑解算器从传感器读入信号,执行

事先编制好的程序或者事先设计好的功能,用于防止或者减轻潜在的安全隐患,然后通

过发送信号到执行器或最终元件采取行动。

逻辑解算器的设计有很多种,来满足不同的市场需求、应用和任务。我们下面

将就比较典型的安全PLC 的结构进行探讨。

2.安全 PLC 的体系结构 当你构建一个安全系统时,可以有很多方式来安排安全系统部件。 有些安排考虑

的是对成功操作有效性的最大化。(可靠性或可用性)。有些安排考虑的是防止特殊失效

的发生(失效安全,失效危险)。

部件的不同安排可以从它们的体系结构中看出来。这节内容将介绍市场上

几款常见的可编程电子系统(PES )的体系结构,了解它们的安全特性,以及在安全和

关键控制的应用。它们是已经在实践中存在的多种结构的代表, 真正现场使用的系统

就是这些结构的不同组合。

下面的内容将用N 选X (比如 2选 1) 的方式:XooN 来介绍系统。在每个类型中,

X 代表需要执行安全功能的通道数,而 N 代表整个可用的通道数。.

2.1.1oo1 单通道系统

单控制器带有单个逻辑解算器和单个I/O 代表了一个最小化的系统,见下图 (图

1)。这个系统没有提供冗余,也没有失效模式保护。电子电路可以失效安全(输出断电,

回路开路) 或者失效危险(输出粘连或给电,短路)。这种安排方式是典型的非安全-

常规PLC 系统结构。

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