Посоветуйте оборудование для создания АСУТП с циклом 1 мС

[Михайло]

Хорошо. Вам нужны отказобезопасные системы (fail-safe). В отказобезопасных системах используется только дублирование (вроде бы). Как только обнаружено отклонение одного канала от второго система безопасности надежно отключает потенциально опасные процессы. При этом Вас должно интересовать оборудование уровня SIL4 из-за угрозы жизни группы лиц.

Уровень SIL4 является самым высоким, наиболее труднодостижимым. Для его обеспечения требуется чрезвычайно высокая квалификация и работа «на грани искусства». Поэтому следует избегать необходимости его применения.
Уровень SIL3 ниже, чем SIL4, но также требует высокой квалификации и высокого уровня организации процесса проектирования. Немногие исполнители способны обеспечить этот уровень безопасности.
Уровень SIL2 требует управления работами в соответствии со стандартом ISO 9001. Достижение этого уровня требует большего числа испытаний, чем SIL1, что приводит к увеличению стоимости проекта.
Уровень SIL1 является самым низким, для его выполнения достаточно наличия хорошего опыта разработок.

Еще вопрос: какой набор сигналов формирует общий признак аварийной ситуации? Меня интересуют диапазоны напряжений. Например, 0-10 В или дискретный сигнал?

[Ryzhij]

Безупречная логика

Сейчас начальство хочет модернизировать систему и довести цикл до 1 мС.
Полагая, что если более 20 лет назад на доморощенной элементной базе люди сделали цикл 5 мС, то сейчас, при современном высочайшем уровне элементной базы, сделать цикл 1 мС - это, что называется, "раз плюнуть"

С таким же успехом можно ожидать регулярных круизных рейсов на Луну, тем более, что с момента первой высадки (20 июля 1969) времени прошло в два с лишним раза больше!

Если за прошедшие годы никому не были нужны системы с таким быстродействием, то и сегодня это будет уникальный проект, хотя и на новой элементной базе.

[SP_control]

Хорошо. Вам нужны отказобезопасные системы (fail-safe). В отказобезопасных системах используется только дублирование (вроде бы). Как только обнаружено отклонение одного канала от второго система безопасности надежно отключает потенциально опасные процессы.

Нет. Не так.
Ложный останов из-за отказа АСУТП не допустим. Ибо это означает большие экономические потери.
И если выяснится (а у нас каждый раз происходит "разбор полетов" на тему "чем был вызван останов"), что останов был выполнен не из-за реально возникшей опасной ситуации, а из-за внутреннего сбоя АСУТП, то отдел, ведущий АСУТП, по головке не погладят.

Поэтому используется мажоритарное голосование.
А для этого нужно минимум три канала.
Тогда если показания какого-то из трех каналов отличается от показаний двух других, то за истину принимается показания тех каналов, значения в которых равны. А значение 3-го канала игнорируется. И останов при этом ДО ЗАВЕРШЕНИЯ технологической операции делать не надо.
Он делается уже после завершения всего тех. процесса.

Поэтому нам нужна мало того, что очень шустрая АСУТП так и ещё с тройным резервированием.

[SP_control]

Еще вопрос: какой набор сигналов формирует общий признак аварийной ситуации? Меня интересуют диапазоны напряжений. Например, 0-10 В или дискретный сигнал?

Там критерий опасной ситуации определяется весьма сложно, по т.н. "адаптивному алгоритму".
При этом нужно, чтобы за цикл длительностью в миллисекунду АСУТП успевала опросить датчики (их целый зоопарк: около 180 разного типа), обработать ВСЕ полученные от датчиков данные, и выдать в случае необходимости соответствующие команды.И проконтролировать успешность и своевременность их выполнения.

Причем датчики там есть как цифровые (типа концевиков), так и аналоговые (температура, давление и т.п.) и обработка их сигналов достаточно интеллектуальная и затратная по ресурсам.
Т.е. там не просто нужно сравнить "больше/меньше", а нужно произвести достаточно сложные вычисления и сопоставить показания разных датчиков между собой и с базой данных истории течения процесса.

Что значит "по адаптивному алгоритму".
А то, что критерий опасной ситуации заранее вычислить нельзя.
Он зависит от предыстории прохождения фаз процесса и определяется каждый раз заново в процессе работы.
Т.е. в одном случае некоторый набор/комбинация значений параметров будет признан аварийным, а в другом случае этот же набор значений - нет.

А диапазоны напряжений? Вы правы 0..10 В.
Сигналы разных датчиков усиливаются и нормализуются и приводятся к уровню 0..10 В.
После чего они оцифровываются АЦП.

[Михайло]

Если применен сложный адаптивный алгоритм, то на чем была реализована система ранее в 90-х? Ну и сложность алгоритма никак у меня не вяжется с безопасностью и гранью искусства... По всей видимости нужно вводить обособленный уровень SIL5. :)

[Jackson]

Мне кажется что нет ничего быстрее и надёжнее чем НЗ-контакт с прямым проводом на останов. Может и не нужно целую систему на мощных контроллерах городить? Датчик, сухой контакт. провод, клапан. Это не решение, но подумать в эту сторону, по-моему, есть смысл.

[Ryzhij]

Если применен сложный адаптивный алгоритм, то на чем была реализована система ранее в 90-х?

На ПЗУ-шках РЕ3 и РТ5 и не такое "городили"...

[Ryzhij]

Мне кажется что нет ничего быстрее и надёжнее чем НЗ-контакт с прямым проводом на останов. Может и не нужно целую систему на мощных контроллерах городить? Датчик, сухой контакт. провод, клапан. Это не решение, но подумать в эту сторону, по-моему, есть смысл.

Какое быстродействие у "сухого" контакта? Точнее - у э/механического реле, а? ;)
У герконовых - 1 мс типовое значение.

[rwg]

Система с циклом 5 мс у нас сейчас и стоит. И сделана она ещё "при царе косаре" - в начале 90-х. Сейчас начальство хочет модернизировать систему и довести цикл до 1 мс.
Полагая, что если более 20 лет назад на доморощенной элементной базе люди сделали цикл 5 мс, то сейчас, при современном высочайшем уровне элементной базы, сделать цикл 1 мс - это, что называется, "раз плюнуть"

За последние 20 лет скорости выросли несильно. Как Windows грузилась по полминуте и больше, так и грузится. Как дорога на дачу занимала 1 час 15 минут, так и занимает. Единственно, интернет стал шустрее. Раньше страничка грузилась секунду, а теперь, несмотря на то, размер стал в десятки раз больше, полсекунды. И комфорта стало больше, Запорожца заменил Логан. :). А если сравнить каталоги средств автоматизации, например Прософта, теперешние и 20-летней давности, можно найти много общего.

[Jackson]

Мне кажется что нет ничего быстрее и надёжнее чем НЗ-контакт с прямым проводом на останов. Может и не нужно целую систему на мощных контроллерах городить? Датчик, сухой контакт. провод, клапан. Это не решение, но подумать в эту сторону, по-моему, есть смысл.

Какое быстродействие у "сухого" контакта? Точнее - у э/механического реле, а? ;)
У герконовых - 1 мс типовое значение.

Значит герконовый и применить. Мысль не в том что "давайте всё сделаем на реле", а в том что "давайте не будем тащить в контроллер то что в него можно не тащить, а послать прямо на исп.механизмы".

[VaBo]

Какое быстродействие у "сухого" контакта? Точнее - у э/механического реле, а? ;)
У герконовых - 1 мс типовое значение.

Я промерял дребезг специально (пишущим скопом), включение порядка 1 мс - выключение порядка 5 мс. У нажимных кнопок значения на порядок хуже.
И да, это не быстродействие, это переходные процессы после того как, т.е. непосредственное время срабатывания можно приплюсовать.

[SP_control]

Может и не нужно целую систему на мощных контроллерах городить?

А каким образом будет происходить выявление критической ситуации?
Почитайте внимательно что я написал выше про адаптивный алгоритм.
P.S. Можно и не на контроллерах. Я последнее время всё больше смотрю в сторону ПЛИС.
Думаю с ними можно более шуструю систему сделать.
Тем более что National Instruments для "скорострельных" АСУТП их как раз и использует

[Михайло]

Как-то больше не хочется ничего уже советовать... Считаю, что от моих советов вероятность бадабума все выше и выше.
SP_control, Вы специалист в какой области?

[Alexander]

Я сильно подозреваю, что система у товарища SP_control была "успешно" реализована на некоем монстре типа телемеханики ТМ-131. Именно там при одном, единственном! канале связи с периферией три процессора дружно голосовали, а сколько будет 2+2? И если два процессора приходили к консенсусу, и полагали, что 2+2=5, то именно это и считалось за истину. Для тех лет - неудивительно, все-таки 80-е прошлого века. Но про какие "ложные остановы" и "внутренние сбои АСУТП" речь идет сейчас - хоть застрелись, никак не возьму в толк. Если система разработана и сделана правильно, то о чем речь идет? Она просто априори работает годами, причем без ложных остановов и внутренних сбоев.

[Barsik]

P.S. Можно и не на контроллерах. Я последнее время всё больше смотрю в сторону ПЛИС.
Думаю с ними можно более шуструю систему сделать.

На PLD можно создать очень быструю систему, но это будет настоящий хенд-мейд. Подобные решения применяются как правило там, где PLC использовать нецелесообразно. Но нужно помнить, что разработка такой системы будет скорее всего дороже стандартного железа на пару порядков.

Тем более что National Instruments для "скорострельных" АСУТП их как раз и использует

Этим товарищам до АСУТП как до луны. Они делают что - то лабораторное, с задачами типа собрал - быстро померял - разобрал, выбросил. К промышленности их продукция имеет весьма сомнительное отношение. Не верите - поинтересуйтесь их опытом внедрения в системах ПАЗ.

[leon78]

Я в начале темы писал об оборудовании вибромониторинга на базе National Instruments.
Нашел ссылку:
http://vibronplus.ru/apparatura-vibrokontrolya-svka-5
Эта система анализирует быстропротекающие процессы, снимая информацию с датчиков вибрации, и принимает решение об отключении оборудования в случае аварии.

[Jackson]

P.S. Можно и не на контроллерах. Я последнее время всё больше смотрю в сторону ПЛИС.
Думаю с ними можно более шуструю систему сделать.

На PLD можно создать очень быструю систему, но это будет настоящий хенд-мейд. Подобные решения применяются как правило там, где PLC использовать нецелесообразно. Но нужно помнить, что разработка такой системы будет скорее всего дороже стандартного железа на пару порядков.

Думаю, автора это нисколько не пугает. Объект не пойми какой секретный, может даже военный - там такое запросто (огромные сроки и деньги).

[Barsik]

Я в начале темы писал об оборудовании вибромониторинга на базе National Instruments.
Нашел ссылку:
http://vibronplus.ru/apparatura-vibrokontrolya-svka-5
Эта система анализирует быстропротекающие процессы, снимая информацию с датчиков вибрации, и принимает решение об отключении оборудования в случае аварии.

Глянул сейчас Вашу ссылку, нифига не понял если честно. Системы вибромониторинга - это стандартные изделия. Каждая турбина от нескольких мегаватт должна быть оснащена такой системой. Они достаточно просты, так как обычно увязаны между собой только каналы координат датчиков виброскорости. Никаких сложных алгоритмов там нет, две уставки на вычисляемые параметры канала, каналы независимы. Во времена моей работы в котлотурбинном институте (ЦКТИ) там такие системы отлично разрабатывали без всяких National.

И еще одна завсада от этой уважаемой компании, так как сталкивался с ихними дивайсами. Купили как то ихнюю новую железку, и с удивлением выяснили, что старый софт с ней не работает. А новый имеет другую среду программирования, не совместимую со старой. А старую железку купить нельзя, так как снята с производства. Вот такое "промышленное оборудование", однако.

[SP_control]

Но про какие "ложные остановы" и "внутренние сбои АСУТП" речь идет сейчас - хоть застрелись, никак не возьму в толк. Если система разработана и сделана правильно, то о чем речь идет? Она просто априори работает годами, причем без ложных остановов и внутренних сбоев.

1) "Ложный останов" это кода процесс был аварийно остановлен, а никакой аварийной ситуации по факту не было
2) Что такое "Внутренний сбой АСУТП" - это сбой какого либо из компонентов АСУТП. Самый простейший пример: датчик сбоит и выдает неверные показания. В результате ложный останов и экономический ущерб на миллионы евро
3) Насчет "годами работает". Абсолютно надёжных систем не бывает. Всегда есть ненулевая вероятность сбоя. Тем более если система работает уже более 20 лет.
И одно дело если сбой в системе просто вызовет временное неудобство. И совсем другое - если сбой приведёт к тому, что 12 000 человек сгорят в адских муках.
P.S.Судя по Вашим вопросам Вам видимо не приходилось проектировать системы с экстремально высокими требованиями к надежности

[rwg]

Почитал инет и форумы. И выяснил, что в качестве систем управления в АСУТП используются PLC.
Но проблема в том, что в них цикл десятки милисекунд (а то и сотни). А мне требуется чтобы цикл опроса датчиков (их около 180) был и обработки их данных и выдача соответствующих команд был 1 мС и менее. Есть ли фирмы, специализирующиеся на производстве и поставке систем автоматизации для управления быстропротекающими технологическими процессами?

С учётом Ваших требований по надёжности не исключено, что Вами могли бы заинтересоваться какой-нибудь НИИРоскосмос или аналогичная организация и заключить с Вами контракт на НИР годика на 3, долларов миллиардов на несколько. До ОКРа может не дойти. Сертификат скорей всего получите. Альтернативный вариант - несколько или даже один электронщик от бога, полгода работы, тысяч 500 рублей и никаких гарантий и сертификатов. Но такой вариант у Вас уже есть.

[Jackson]

P.S.Судя по Вашим вопросам Вам видимо не приходилось проектировать системы с экстремально высокими требованиями к надежности

Судя по многолетнему опыту, на нашем форуме кажется вообще нет ни одного такого человека. Счёт на десятки тысяч трупов тут ещё не шёл ни разу. Некогда таким спецам на форумах сидеть, ни на нашем ни на каком-то ещё, поверьте. Поэтому читаю я ваши диалоги, и думаю что это разговор слепого с глухим с самого начала.

И невозможно Вам что-либо ответить, не зная задачи, а Вы ничего не раскрываете, какой-то мегасекретый бункер с десятками тысяч работников и открытым взрывоопасным производством - бункер корпорации Амбрелла чтоли, или заводик по розливу гептила?

Короче, давайте так: либо толковые исходные данные в студию, либо это всё разговор в пользу бедных и можно сворачиваться. Пока что Вы только возбуждаете людей подумать о том о чём они и не подозревают, а сами Вы задачу не раскрываете. Нехорошо так поступать с людьми - они сюда пришли оторвавшись от своей работы и прочих дел и думают о Вашей проблеме совершенно безвозмездно. Нужно иметь элементарную совесть и уважать время этих людей.

[Михайло]

Скорее всего (опять же догадка), техпроцесс еще с 80-х годов построен неправильно (небезопасно) и сделан костыль в виде АСУ безопасности. Ибо существование таких систем, где все держится на АСУ - это безграмотность. Нужно пересматривать не только АСУ, но и весь техпроцесс! Я Вам говорю: обратитесь в контору типа PILZ, они на этом собак съели.
Вспомните Фукусиму и падение японской экономики.

[Alexander]

SP_control, спасибо, канешна, за разъяснения, что такой сбой и останов. А то я не знал. Значицаа, ваша система проработала более 20 лет на монстре типа ТМ-131, и вы каждый год кидали в топку по 12000 человек? Или как? Или у вас система была с этими самыми экстремально высокими требованиями к надежности на чем-то типа ТМ-131? Тогда не смешите мои тапки уже....
P.S. Кстати, у нас сбои тоже регулярно происходят. Это когда кто нибудь сдуру ломиком сбивает датчик.

[Jackson]

К остальным моё в/у замечание тоже относится. Не надо впустую толочь воду и наезжать на автора. Не хочет ставить задачу - его личное дело, он сам себя этим лишает шансов получить ответы, это его выбор.

[hell_boy]

На самом деле - контроллеры с 1 мс циклом есть в перечне продукции каждой уважающей себя американской, европейской или японской фирмы. Эта продукция не рекламируется в странах третьего мира, т.к. американские и европейские фирмы дают пресловутое обязательство перед своими правительствами не работать на территории третьих стран в областях military, atomic, aerospace, marine. Японцы более свободны в этом, хотя тоже контролируются министерством внешней торговли. К тому же, искать по тэгу "PLC", как правило, бесполезно. Эти контроллеры называются "eXtended", "Hi-Perfomance" и т.п. Список что я видел подобного:
1. ABB AC 800PEC. Есть сведения, что в РФ не поставляются.
2. Bosch Rexroth IndraLogic L или XLC Как всегда у немцев, очень все заморочено. Под специализированные применения.
3. Fuji Electric SPH3000MM E-SX bus Щупал лет 5 назад, Очень приятные впечатления. До 8 CPU работают в параллель, в том числе в режиме N+1