Резервированный комплекс контроллеров МФК компании ТЕКОН с ISaGRAF PRO в металлургии

Группой компаний "ТЕКОН" (www.tecon.ru) разработан и серийно выпускается резервированный комплекс контроллеров МФК, предназначенный для использования в составе АСУ ТП как устройство управления технологическими объектами, повышающее надежность работы системы автоматизации в целом.

Комплекс поставлен в адрес Магнитогорского металлургического комбината, предназначен для применения в составе АСУ ТП поточно-транспортной системы Огнеупорного завода и выполнен в полном соответствии с техническим заданием системного интегратора – НПО Автоматика (г.Магнитогорск).

Разработка, загрузка, отладка прикладного программного обеспечения контроллеров РК МФК (прикладного проекта) производится с использованием среды разработки ISaGRAF PRO Workbench. Оперативный обмен информацией между РК МФК и системой верхнего уровня (СВУ) выполняется с помощью ОРС – сервера TeconOPC.

Применение резервированных комплексов управляющих контроллеров обусловлено необходимостью обеспечения безаварийной работы объектов, для которых предъявляются повышенные требования к надежности функционирования. Использование таких комплексов позволяет существенно минимизировать простои производства, связанные с потерями материальных и денежных средств. Архитектура и программное обеспечение РК МФК позволяют на практике реализовать полное резервирование ресурсов контроллера в составе ПТК АСУ ТП.

РК МФК представляет собой шкаф комплектной автоматики, в котором размещаются два взаимосвязанных определенным образом контроллера МФК с одинаковой комплектацией и размещением собственного оборудования, а также с одинаковым базовым программным обеспечением. В состав базового программного обеспечения входят:

системное программное обеспечение TeNIX® v.3.x.x;
целевая задача ISaGRAF PRO;
программный модуль диагностики;
ПО резервирования.

В контроллерах РК МФК используется СПО TeNIX v.3.x.x, основными компонентами которого являются:

ядро ОС Linux v.2.4 с драйверами и файловой системой;
сервер ввода-вывода, взаимодействующий с ПО модулей УСО.

Диагностика неисправностей контроллеров выполняется при любом режиме работы РК МФК.

Применительно к каждому из контроллеров РК МФК программный модуль диагностики неисправностей за время, не превышающее 35 мс, идентифицирует:

отказ модуля УСО контроллера;
отказ платы энергонезависимой памяти SRAM;
отказ (обрыв) канала связи контроллера с СВУ (канала связи порта Ethernet0 с концентратором или коммутатором локальной сети Ethernet);
отказ (обрыв) канала связи между контроллерами (канала связи между портами Ethernet1 контроллеров);
отказ (сбой, «зависание») компонентов СПО контроллера;
отказ (сбой, «зависание») компонентов ПО резервирования;
отказ (сбой, «зависание») компонентов целевой задачи ISaGRAF PRO;
низкий уровень зарядки батареи CMOS;
программируемый отказ или программируемую ошибку (признаки неисправности, сформированные алгоритмической диагностикой).

Неисправность считается обнаруженной, если подтверждено ее присутствие в течение времени цикла программного модуля диагностики (не более 100 мс).

ПО резервирования выполняет следующие функции:

анализ текущего состояния контроллеров и принятие решения об его изменении/сохранении;
сравнение значений входных сигналов контроллеров и формирование признаков неисправности при их рассогласовании;
обмен информацией между контроллерами.

Целевая задача ISaGRAF PRO (Target ISaGRAF v.4.x) предназначена для исполнения прикладного технологического проекта, разработанного в среде ISaGRAF PRO Workbench. Исходными данными для исполнения прикладного проекта служат входные переменные сервера ввода/вывода и внутренние переменные (в терминах системы ISaGRAF PRO), значения которых формируются алгоритмами прикладного проекта или приложениями СВУ. Результатом исполнения такой программы является формирование новых значений выходных переменных сервера ввода/вывода и внутренних переменных прикладного проекта, доступных для приложений СВУ.

Процедуры конфигурирования и тестирования каждого из контроллеров РК МФК проводятся при использовании специализированной программы настройки и тестирования контроллеров МФК – TUNER. Программа TUNER также реализует:

функцию удаления файлов прикладного проекта и области хранимых переменных из дискового пространства контроллера РК МФК с формированием «экранных» сообщений с предупреждением и подтверждением произведенной операции;
функцию копирования файла диагностики контроллера (файла сообщений) из дискового пространства контроллера РК МФК в дисковое пространство рабочей станции, где выполняется программа TUNER. Указанная функция выполняется, если контроллер находится в любом состоянии, характерном для работающего контроллера. Реализация этой функции позволяет использовать программу визуализации сообщений, формируемых и хранимых в контроллерах комплекса (программу ViewMSG).

В процессе работы каждому из контроллеров ПО РК МФК присваивает один из двух взаимоисключающих статусов:

- MASTER – контроллер выполняет прикладной проект и осуществляет управление объектом автоматизации;
- SLAVE – контроллер выполняет прикладной проект, но не производит управление объектом.

Присвоение, сохранение или изменение того или иного статуса каждого из контроллеров РК МФК производится по результатам анализа:

- факта включения/выключения (наличия/отсутствия питания) контроллеров;
- положения переключателя «Режим» каждого из контроллеров;
- состояния распределенного триггера резервирования;
- состояния программы диагностики каждого из контроллеров (обнаружение или отсутствие отказов контроллеров);
- состояния алгоритмов прикладной программы пользователя, позволяющих изменить статусы контроллеров.

При изменении статусов контроллеров (например, в случае отказа контроллера со статусом MASTER и переключении управления на контроллер со статусом SLAVE) комплекс безударно продолжает:

- управление технологическим объектом;
- обмен данными с СВУ (SCADA-система, HMI-пакет).