TRICONEX 3604E Цифровой выходной модуль

TRICONEX 3604E Цифровой выходной модуль

Основные параметры:

Рабочее напряжение: 24В постоянного тока.

Диапазон напряжения: 22-45В постоянного тока.

Количество выходных сигналов: 16 каналов.

Вес: 3,65 кг.

Габариты: 49x45,3x6,8 см.

Рабочий принцип

I. Механизм обработки сигналов трехмодульной избыточной (TMR) архитектуры

Прием и склейка входных сигналов

Модуль получает цифровые управляющие сигналы (например, команды включения/выключения) от главного процессора контроллера TRICON. Сигналы сначала входят в три независимых цепных канала (каналы A, B и C) внутри модуля. Каждый канал независимо обрабатывает сигналы, образуя трехкратно избыточный путь.

Пример: Когда контроллер отправляет цифровой сигнал "Открыть вентиль", сигнал одновременно передается в три канала, чтобы избежать потери сигнала из-за единичной точки отказа.

Трехкратное голосование сигналов и вывод

После того, как каждый канал обработал входной сигнал, проводится голосование через четырехкратную выходную цепь: три группы сигналов (выходы из каналов A, B и C) голосуются по аппаратной логике (принцип большинства голосов, то есть 2/3 голосование), и в конечном итоге генерируется единый выходной сигнал.

Если один из каналов выходит из строя (например, аномальный сигнал), сигналы двух других нормальных каналов все еще могут сгенерировать правильный выход через голосование, обеспечивая надежность управляющих инструкций.

Ii. Электрическое преобразование и управление выходом цифровых сигналов

Преобразование уровня сигнала

Модуль внутренне преобразует цифровые логические сигналы контроллера (например, 5В TTL-уровень) в сигналы 24В постоянного тока, подходящие для управления полевым оборудованием, и мощность управления соответствует требованиям нагрузки, таким как электромагнитные клапаны и реле (максимальный выходной ток одного канала обычно составляет от 0,5А до 1А).

Механизм управления выходным каналом

16 выходных каналов независимо управляемы. Каждый канал электрически изолирован с помощью твердотельного реле (SSR) или транзисторного переключателя, чтобы предотвратить воздействие неисправностей на стороне нагрузки на модуль.

При управлении определенным электромагнитным клапаном модуль выводит сигнал 24В постоянного тока, который подключается к катушке электромагнитного клапана через твердотельное реле, чтобы достичь действия открытия и закрытия вентиля. В то же время электрическая изоляция обеспечивает, чтобы цепь с сильным током не мешала внутренней цепи модуля.

Iii. Диагностика обратного замыкания напряжения и мониторинг неисправностей

Механизм проверки статуса выхода

Модуль оснащен встроенной цепью обратного замыкания напряжения для реального времени мониторинга каждого выходного канала:

Когда выходной канал имеет команду "высокий уровень" (24В постоянного тока), цепь обратного замыкания проверяет, есть ли на самом деле напряжение 24В постоянного тока в точке выхода. Если обнаруженное напряжение не соответствует статусу команды (например, открытый нагрузочный контакт или сгоревший предохранитель), будет вызван "сигнал тревоги о нагрузке/предохранителе" и отображен через индикаторную лампу.

Если выходной канал имеет команду "низкий уровень", цепь обратного замыкания проверяет, находится ли точка выхода на низком уровне, чтобы предотвратить прилипание канала (например, непрерывный выход высокого уровня из-за пробоя транзистора).

Постоянная самодиагностика и изоляция неисправностей

Модуль постоянно самодиагностирует внутренние цепи (например, питание, процессор и выходные управляющие цепи). Как только обнаружена неисправность канала (например, аномальное А/Ц преобразование в определенном канале или ошибки логической цепи), он немедленно помечает канал как "неисправный" и отправляет диагностическую информацию на контроллер через шину.

Основные характеристики: Неисправность одного канала не повлияет на работу других каналов. Модуль продолжает выводить через оставшиеся нормальные каналы, достигая "устойчивости к неисправностям". Если неисправны несколько каналов (например, превышение диапазона избыточного дизайна), модуль войдет в безопасное состояние (например, блокировка выхода или установка на заранее заданное значение), чтобы предотвратить ошибочное действие.

Iv. Конструкция горячего резервирования и системной интеграции

Реализована функция горячего резервирования

Когда модуль поддерживает конфигурацию горячего резервирования, он подключается к внешней клеммной панели (ETP) через специальный кабель, и основной модуль и резервный модуль синхронно выводят статус в реальном времени. Когда основной модуль выходит из строя, резервный модуль автоматически берет на себя управление, чтобы обеспечить бесперебойную работу на-site оборудования (время переключения обычно находится в миллисекундном диапазоне).

Совместная работа с системой TRICON

Модуль общается с контроллером через шину TRICON, получая управляющие инструкции, в то же время передавая обратно реальный статус (например, выходные значения и информацию о неисправностях). Контроллер основан на трехкратно избыточной архитектуре и повторно голосует по трехкратным выходным сигналам модуля, чтобы сформировать "система-модуль" двойную избыточность, дополнительно повысив безопасность.

V. Стратегия безопасного вывода и защита от неисправностей

Конструкция Fail-Safe

Когда модуль обнаруживает неисправности, которые нельзя исправить (например, постоянная аномальная подача питания, повреждение ядровой цепи) или прерывание связи с контроллером, он может установить выход в "безопасное состояние" в соответствии с заранее заданной конфигурацией (например, все выходы находятся на низком уровне, что приводит к отключению электромагнитного клапана и закрытию), чтобы предотвратить потерю контроля над на-site оборудованием из-за неисправности модуля. Соответствует требованиям уровня SIL системы безопасности (SIS).