ЖУРНАЛ «СТА» №2/2008

98 СТА 2/2008 www.cta.ru диоды (рис. 9 а ). Диоды ис пользуются для предотвра щения протекания тока из одного канала в другой. При отказе одного из источников на рис. 9 а в виде к.з. на зем лю и обрыва управление на грузкой продолжается от вто рого источника. Однако если отказом является пробой вы ходного каскада на шину пи тания, то отказавший канал блокирует выходное напря жение и оно перестаёт зави сеть от управляющего сигна ла. Несмотря на этот недо статок, соединение дискрет ных выходов по схеме, пред ставленной на рис. 9 а , мо жет быть использовано в сис темах, связанных с безопас ностью, если рассмотренный вид отказа резервированной системы не влияет на выпол нение функции безопасно сти. Например, если безо пасным состоянием выхода является наличие напряже ния (для питания двигателей насосов в системе пожароту шения), рассмотренный от каз не является опасным и не влияет на величину вероят ности отказа при наличии за проса. Таким образом, параллель ное соединение дискретных выходов с целью резервиро вания может использоваться только в системах аварийного включения нагрузки и не может использоваться в системах аварийного отключения . Вероятность отказа при включении у такой цепи эквивалента дублированной системе, а при от ключении – меньше, чем у нерезервированной. На рис. 9 б показана реализация описанного принципа резервирования, выполненная на МОП транзисторах. Для коммутации мощной нагрузки ключи 1 и 2 могут быть изго товлены в отдельном конструктиве с радиаторами и удалены от модулей дискретного вывода. Маломощные ключи кон структивно входят в состав модулей вывода. При подключе нии нагрузки к разным источникам питания E 1 и E 2 (как на рис. 9 б ) необходимо использовать развязывающие диоды, чтобы при одновременно открытых ключах исключить про текание тока из одного источника в другой. Если же исполь зован общий источник питания (как на рис. 10 а ), то диоды не нужны. Для резервирования систем аварийного отключения ис пользуется последовательное соединение двух выходных каскадов (рис. 10 б ). При отказе одного из МОП ключей в виде к.з. нагрузка отключается вторым каналом, то есть функция отключения в данной системе является дублиро ванной. При необходимости же включить нагрузку достаточ но отказа только одного ключа, то есть функция включения оказывается нерезервированной. Таким образом, рассмот ренный каскад может быть использован только в системах аварийного отключения, но не включения. Для построения системы, в которой резервируется не одна из функций (включения или отключения), но обе одновре менно, используется каскад из четырёх ключей (рис. 10 а ) [15]. В нём выход из строя любого выходного каскада или ли нии связи не приводит к нарушению ни функции включе ния, ни функции отключения. Реализация описанной цепи с помощью электромагнитных реле показана на рис. 11 а ). На схеме, представленной на рис. 10 а , каждый выходной каскад управляется сигналом X с помощью строенного ис точника сигнала ( A = B = C = X ). Для повышения надёжно сти сигнал управления X может приходить по резервирован ной промышленной сети от резервированного ПЛК, как на рис. 11 а . Голосование (например по схеме 2оо3) в случае от каза одной из сетей выполняется непосредственно в модулях вывода. При использовании «горячего» дублирования сети и кон троллеров методом замещения аналогичная структура может иметь вид, показанный на рис. 11 б . В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА E R н 1 2 3 4 X A B C E 1 2 X A B R н а б Рис. 10. Резервирование модулей вывода для повышения отказоустойчивости и живучести ( а ) и для реализации аварийного отключения ( б ) R н V н X E 1 A B R н + 1 2 E 2 + а б Рис. 9. Соединение дискретных выходов при резервировании ( а ) и один из вариантов реализации дискретных выходных каскадов ( б ) R н I 1 I 2 I н 4 20 мА 4 20 мА E пит R н 4 20 мА R 0 V 0 i н V in к.з. на землю обрыв к.з. V 1 а б Рис. 8. Резервирование ( а ) и диагностика ( б ) линии вывода аналоговых сигналов