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PROFIBUS故障安全通信技術探討

作者: 時間:2011-09-28 來源:網絡 收藏
六、SIL-監視器(Monitor)的機理及其作用?

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/155670.htm

  如前所述,PROFIsafe并不依托于的基本機制,而是用附加的CRC來識別全部錯誤,以達到所需求的SIL等級。上面提到的一種專利SIL-Monitor監視器(圖14)可以使SIL等級在分布式自動化方案的生命期內保持不變,且不受所用總線部件和組態的影響。

  圖14中總線原因的綜合給出一個表征傳輸系統上受干擾信息的頻率fw(一個虛構的值)。源來自硬件(HW)、EMV/EMI(電磁干擾)及其他。當受干擾報文的頻率超越規定的界限時,則F-Host使控制回路進入安全狀態。監視器時間周期 T(Monitor time period)決定于SIL等級和CRC-長度。

  數值是在時間T內最多只容許一個受干擾報文存在的情況下計算出來的。由圖14可見,的標準安全機制(1.Filter)用以識別HD=4 的每個位錯誤;只有HB≥4的位錯誤(special bit patterns)進入PROFIsafe安全機制。如果在標準 PROFIBUS ASIC中的安全機制出現故障(概率很小),則受干擾的信息以統計位模式(statistical bit patterns)進入 PROFIsafe安全機制。此種情況下可用下式求出PUS(typ):?

  

  式中:PUS=max.residual error probability(16/32-bit-CRC的最大殘留錯誤概率,其中誤碼率-bit error rate為0…0.5)

  SIL-Monitor本身不是硬件,而是可實現PROFIsafe-驅動器軟件的一部分。借助SIL-Monitor,F-系統能夠在故障率超過一定限度之前即采取有效的安全保護措施,從而避免系統中出現險情。?

  PROFIsafe的各項功能可以借助一個專用芯片(ASICS)或軟件來實現。德國的眾多企業由于各種原因首選了軟件這條路子。上述 “PROFIsafe-驅動器軟件”就是由西門子、Bürkert、Sick、E+H等11家企業共同開發的,凡參加開發的企業都有權獲得開發相應設備(F-主站、F-從站)的許可證。?

  七、F-控制系統對F-從站的支持通過FDT/DTM?

  智能化F-現場設備要求F-系統為實現以下操作提供支持:設計、調試、迅速更換設備、程控參數設置、“Teach-In”、設備診斷和項目數據保存等。

  在控制器中,通過DP-V1平臺(非循環數據交換)和通信功能元件(符合IEC61131-3)來達到相關設備的整合。設備制造廠商的參數化軟件與診斷軟件被整合到系統制造廠商的工程設計工具中,則是通過FDT/DTM-接口來實現的。所謂FDT/DTM是現場設備智能化管理軟件。FDT是 PROFIBUS標準之一,2000年底由德國PNO推出。FDT(Field Device Tool)規范描述設備特定軟件(設備類型管理器 -Device Type Manager)和自動化系統工程工具之間的接口,設備管理軟件的發展從GSD、Profile、EDDL直至今日的 FDT/DTM。FDT/DTM是將現場總線技術(PROFIBUS、FF,等等)實際應用到過程自動化的基礎。FDT/DTM、F-Slave(圖中為光柵)和F-控制器中代理功能元件(Proxy FB)之間的互動關系,說明了F-系統如何支持F-從站。?

  一個安裝在工程工具(ET)中的設備制造廠商的參數化軟件與診斷軟件包(DTM)通過ET的通信接口FDT訪問現場設備 F-Slave(本例中為光柵)①。在參數化和調試之后,參數組通過F-控制器中的Proxy FB被裝進F-控制器中②,并在那里供迅速更換設備使用。為驗證數據(i- Parameter)的可信性和完整性,DTM借助ET讀入Proxy-FB中的狀態參數,將它們同存在于F-Slave中的i-Parameter進行比較。一旦設備被更換,Proxy FB能夠自動地將i-Parameter裝入F-slave中。PROFIsafe還規定Proxy-FB能夠自動地、周期地執行現場設備的測試程序,以確定該設備的狀況是否正常。用這種方式可在適當的時刻更換有隱患的現場設備。?

  八、結束語?

  最先運用PROFIsafe故障安全的設備已于2000年由西門子公司推向市場。其中經德國T V認證的西門子自動化系統 SIMATIC S7-417F/H同ET200M的安全I/O模塊于同年成功地應用在歐洲最現代化的煉油廠——德國海德煉油廠(Raffinerie Heide)加氫裂化裝置中,使該廠不再需要煉油廠中常用的故障安全關機系統。


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