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二、举例
下面试通过施耐德电气公司的一款安全 PLC,来更具体地说明安全PLC与常规PLC的区别。
2.1 安全PLC与常规PLC的CPU的差别
常规PLC内部CPU 的数量有一个或多个,它或它们的作用是:执行用户的程序、进行I/O的扫描和系统的诊断。但用户的程序通常就进行一次处理,多个CPU的功能是把程序中的 逻辑运算、算数运算、通信功能等分担实现,也就是协作处理。
而安全PLC的CPU至少有两个或多个,两个CPU的功能是:分别对同一个用户 程序各自执行一次,然后再把两个结果放在一起进行比较,如果比较的结果是一致的,就输出这个结果,如果是不一致的,选择安全的结果输出。由此看出,这才是 安全PLC与常规PLCzui大的不同:冗余+比较。
2.2 安全PLC内部CPU的结构
安全PLC包含2个处理器,每个处理器 在自己的存储器区中,执行它们自己的安全逻辑,然后在每个周期的结尾和对方的结果进行比较,每个处理器有它自己独立的停机通道,如果检测到结果的不同或有 失效成分,它能够实现系统停机,切到安全状态。这种双处理结构被称为内部的二选一结构。
安全PLC通常都有两个处理器,同时进行解码和执行。这种差异性提供了失效检测的下列优点:
?两个可执行码*自生成,编译的差异性使得在代码生成时,*检测系统失效。
?两个生成码由不同的处理器执行,因此,CPU能够在代码执 行时,检测出系统失效和PLC的随机失效。
?两个独立的存储器区用于两个处理器,因此,CPU能够检测出RAM的随机失效,而这在每个扫描 周期的全部RAM检查时测不出来。
这里我们接着引出安全PLC与常规PLC*二个zui大的不同:随时+步步进行诊断和检测。这种检测有的是通 过自身信息进行的,称为自检;还有的通过对方的信息进行检测,称为互检。后面我们还会提到更多的检测。
2. 3 安全PLC CPU中的检测
时钟测量:在处理器电路中,有两个不同的振荡器交叉检查它们的行为,每个处理器使用一个时钟检查另外一个是否运行。如果在一 个确定的周期里,检测到对方没有运行,CPU就会进入安全状态。固件每秒钟会检查两个振荡器的精度。
监视时钟:一个硬件和一个固件的监视时 钟检查PLC的活动和执行用户逻辑的执行时间。这和常规的PLC系统是相同的。
序列检查:序列检查监视CPU操作系统不同部分的执行。
存储器检查:所有静态存储器区,包括Flash存储器和RAM,使用循环冗余码(CRC)进行检测,并且双码执行。动态存储器区由双码执行保护,周期性 进行检测。在冷启动时,这些检测重新进行初始化。
从上面的分析可以看出,安全PLC的诊断和检测比常规的PLC的检测要多很多,所以相对来 说,硬件和软件的设计更复杂。当然,检测和诊断的范围也更广范,更细致。
2.4 安全PLC I/O诊断概述
上面我们对安全 PLC的CPU的情况进行了一个简单的分析,下面我们再来看看安全输入/输出模块的情况。
所有安全I/O模块都要执行以下两个诊断功能:
?更多的系统层面的诊断,包括了:RAM测试、ROM测试、以及
?根据模块的类型不同,现场层面的诊断,
下面的表格列出了 安全I/O模块的现场诊断情况:
还有,安全PLC要对安全CPU和安全I/O之间的通信进行诊断,比如使用CRC校验。因此,不仅 要检查接收的数据是否等于发送的数据,而且要检查数据变化。为了解决扰动问题,比如EMC的影响,它可能瞬间破坏你的数据,所以你需要对每个模块,配置一 个很大的连续CRC错误诊断。
上电时诊断:在上电时,I/O模块执行扩展的自检程序,如果测试出现错误,模块被认为不健康,输入输出全部置 为0。
运行时的诊断:在系统运行时,I/O模块执行自检程序,输入模块检验是否能够从传感器读取整个范围的数据,输出模块对它们的开关执行 脉冲测试,周期小于1ms,在数字量输入和数字量输出模块,上电自检失效和模块没有接到外部的24V电源时,模块不工作。
过压诊断:因为电 子元件,从理论上说,电源电压**过了zui大值时,它们不应该工作,所以I/O模块必须对来自背板的电源电压进行监视。
下表描述了对电源电压的 监视:
When the lawyer went to the company to negotiate mediation, Dai Cheng still reluctant to let go of the red rock. He bluntly, at the beginning he was really moved by the red rock of the father, but also the need for such a red rock. Although the 'agreement' is indeed a bit 'indenture' flavor, but Huang Hongyan living allowance, dining expenses, accommodation expenses add up, his salary in Zhengzhou city has been regarded as the high class. Faced with this dilemma, the lawyer Dai Zhicheng had to pull it to a back, l the unspeakable secrets of Huang yan. Dai Cheng listen, this just learned that Huang Hongyan bear the psychological pressure. A good man, but suffered such a strange experience, Dai can not help but sigh. Wearing a pat0n the shoulder of a lawyer, he never spoke again. He hid himself in the corner of the company, dialed the phone, and whispered, 'you should have told me that. You are like this, what can I say?. I agree to abolish the previous work agreement. However, I have a small request, you have to do the design0n the handle, and must pass the acceptance, OK?' Red rock promise, just feel a warm current in my heart.