TMR-контроллеры компании Triconex

Функциональная структура TMR-контроллера показана на рис. 2.

TMR-контроллер является полностью резервированным устройством, так как в нем троированы все элементы: модули ввода, шина ввода/вывода, системная шина (TriBus), центральный процессор, модули вывода.

Центральный процессор TMR-контроллера состоит из трех отдельных модулей, которые одновременно выполняют одну и ту же программу. По окончании скана программы процессоры по шине TriBus обмениваются между собой результатами выполнения программы. В случае выявления расхождений результат определяется большинством (2 из 3).

Процессор, результаты которого противоречат данным двух других процессоров, подвергается принудительной перезагрузке, затем производится его «переобучение»: работающие процессоры заново загружают в него программу, текущие данные и снова включают его в скан. Если в новом скане его данные не противоречат двум другим процессорам, то он продолжает нормальную работу, и система возвращается в троированный режим. Такой механизм обеспечивает самовосстановление системы после спонтанных сбоев, не связанных с аппаратными отказами и вызванных внешними причинами.

Кроме проверок в режиме голосования, каждый процессор имеет эффективную встроенную систему самодиагностики (экстенсивная проверка при холодном рестарте, контроль четности, сторожевой таймер и т.д.).

Каждый из трех процессоров является полнофункциональным, то есть для управления всем объектом достаточно одного исправного процессора.

Замена отказавшего процессора производится без останова системы, без отключения питания и без загрузки программы в новый процессор. Таким образом, процедура замены абсолютно «прозрачна», не требует особой квалификации сервисного персонала и занимает минимальное время (3...5 мин до момента включения нового процессора в нормальный скан с восстановлением троированного режима системы).

TMR-модули ввода/вывода имеют внутреннюю архитектуру, троированную на уровне точки. При отказе одного канала одной точки только эта точка переходит в двухканальный (дублированный) режим, в то время как все остальные точки этого модуля продолжают работать в троированном режиме. В этом состоит кардинальное отличие TMR-контроллера от квадрированного ПЛК, где в случае одиночного отказа одной точки дублированного модуля отключается весь модуль, то есть все точки.

Одиночный отказ TMR-модуля никак не влияет на нормальный ход ТП, в дублированном режиме TMR-система может работать неограниченное время. Второй отказ той же точки того же TMR-модуля маловероятен. В случае второго отказа того же модуля наиболее вероятно, что это будет отказом канала другой точки. При этом в со-ставе модуля будут уже две точки в дублированном режиме, но все остальные точки по-прежнему останутся в троированном режиме. Таким образом, TMR-архитектура обеспечивает уникальную живучесть ПЛК и устойчивость к множественным отказам модулей ввода/вывода, что особенно важно для систем, которые должны длительное время работать без ремонта и, возможно, в отсутствие обслуживающего персонала (на безлюдных производствах).

Замена отказавшего модуля ввода/вывода производится так же просто, как и замена модуля центрального процессора, благодаря тому, что все слоты модулей ввода/вывода в шасси TMR-контроллеров выполнены сдвоенными. Для замены модуля нужно просто вставить исправный модуль в резервное место этого же слота. После включения и выполнения процедуры самотестирования вновь установленный модуль безударно переключит управление объектом на себя. При этом на панели модуля включится индикатор ACTIVE, а на заменяемом модуле этот индикатор погаснет. После этого неактивный модуль можно вынуть.

В самых ответственных случаях резерв может быть постоянно установлен в шасси. В этом случае при обнаружении любого отказа модуля управление будет сразу же переключено на резервный модуль, и система останется в троированном режиме.

Для применения в системах с пониженными требованиями по надежности управления существуют упрощенные версии модулей дискретного ввода/вывода: DI одноканальные, DO дублированные и одноканальные.

Троированная шина ввода/вывода обеспечивает высокоскоростной обмен данными между центральным процессором и модулями ввода/вывода и благодаря троированию гарантирует высокую помехозащищенность.