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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