TRICONEX 3007 módulo de CPU

El TRICONEX 3007 es un módulo de CPU basado en la tecnología de Redundancia Modular Triple (TMR). Es un componente central del sistema de control de seguridad Triconex, responsable de ejecutar la lógica de control, procesar datos y coordinar el trabajo de los diversos módulos del sistema. Su principio de funcionamiento gira en torno a dos núcleos: "tolerancia a fallos redundante" y "control en tiempo real". A través del dise?o colaborativo de hardware y software, garantiza alta confiabilidad y seguridad en escenarios de alta demanda, como los Sistemas Instrumentados de Seguridad Industriales (SIS) y los Sistemas de Parada de Emergencia (ESD).

• Ejecutar programas de control escritos por el usuario (como operaciones lógicas, control de interbloqueo, lógica de seguridad, etc.);

• Recibir las se?ales de campo recolectadas por los módulos de entrada (como el 2402), procesarlas y analizarlas;

• Enviar instrucciones de control a los módulos de salida según la lógica del programa para accionar los actuadores de campo;

• Realizar la gestión de redundancia del sistema, el autodiagnóstico y la tolerancia a fallos;

• Comunicarse con dispositivos externos (como HMI, estaciones de ingeniería, otros sistemas de control).

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• Procesamiento paralelo triple:

• Los tres canales reciben la misma se?al de entrada al mismo tiempo y ejecutan independientemente el mismo programa de control;

• Cada canal contiene microprocesadores, memorias, fuentes de alimentación e interfaces de comunicación independientes, que están completamente aislados físicamente para evitar el impacto de un punto único de fallo en todo el sistema.

• Mecanismo de votación mayoritaria:

• Los resultados de operación de los tres canales se envían al "votador" para su comparación en tiempo real;

• Si los tres resultados son consistentes, se envían directamente; si el resultado de uno de los canales es anormal (por ejemplo, fallo de hardware, error de operación), el sistema adopta el principio de "2 de 3" (basado en los dos resultados consistentes) e ignora la salida del canal con fallo para garantizar la correcta ejecución de la lógica de control.

• Aislamiento y conmutación de fallos:

• El circuito de detección de fallos incorporado en el módulo monitorea en tiempo real el estado de los tres canales (por ejemplo, fallo del procesador, error de memoria, interrupción de la comunicación, etc.);

• Una vez detectado un fallo en un determinado canal, el sistema lo aislará automáticamente (sin afectar a los otros dos canales) y reportará la información del fallo a través de la luz indicadora o la interfaz de comunicación;

• Los dos canales restantes pueden seguir funcionando normalmente (cumpliendo con la lógica de votación de "2 de 2"), garantizando la operación ininterrumpida del sistema hasta que se repare el canal con fallo.

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• Almacenamiento y carga del programa:
  El programa de control escrito por el usuario (por ejemplo, escrito con el software TriStation de Triconex) se descarga a la memoria del módulo de CPU 3007 a través de la estación de ingeniería. Las memorias de los tres canales almacenarán el mismo programa de forma sincrónica para garantizar la coherencia.

• Operación en tiempo real:
  Los microprocesadores de los tres canales leen simultáneamente las se?ales digitales/analógicas transmitidas por el módulo de entrada (después del aislamiento y conversión), y realizan operaciones en tiempo real (como AND/OR lógico, temporizador, contador, juicio de condiciones de interbloqueo, etc.) según la lógica del programa (por ejemplo, diagrama de escalera, diagrama de bloques de función).
  Durante la operación, cada canal mantiene independientemente sus propias variables intermedias y datos de estado para garantizar la independencia del proceso de procesamiento.

• Proceso de interacción de se?ales:

• Etapa de entrada: Después de ser procesadas por el módulo de entrada, la se?al de campo se envía a los tres canales del CPU 3007 a través del bus del sistema (por ejemplo, TriBus) al mismo tiempo;

• Etapa de procesamiento: Los tres canales calculan las se?ales respectivamente para generar instrucciones de salida;

• Etapa de salida: Las instrucciones de salida de los tres canales son votadas por el votador y luego enviadas al módulo de salida a través del bus para accionar los actuadores (por ejemplo, válvulas, motores, etc.).

• Mecanismo de sincronización de datos:
  Los tres canales mantienen el mismo ritmo de operación a través de se?ales de sincronización internas (por ejemplo, sincronización de reloj) para evitar desviaciones de resultados causadas por diferencias en la velocidad de procesamiento.

• Autocomprobación en tiempo real:
  El módulo tiene funciones de diagnóstico de hardware y software incorporadas para detectar continuamente su propio estado:

• Nivel de hardware: Detectar si el microprocesador, la memoria, la fuente de alimentación, la interfaz de comunicación, etc. son normales;

• Nivel de software: Detectar la integridad del programa (por ejemplo, suma de comprobación), errores de lógica de operación, coherencia de datos, etc.

• Informe y registro de fallos:
  Si se detecta un fallo (por ejemplo, fallo de canal, error de memoria, interrupción de la comunicación), se mostrará a través de una luz indicadora (por ejemplo, una luz de fallo roja), y la información del fallo (tipo, hora, ubicación) se almacenará en el registro interno;
  Al mismo tiempo, la información del fallo se envía a la estación de ingeniería o al HMI a través de la interfaz de comunicación para recordar al personal de mantenimiento que lo maneje.