Надежность является одним из важнейших требований к системам АСУ ТП и АСУП. TRACE MODE® 6 спроектирована с целью обеспечения максимальной надежности АСУ ТП. Она обладает системой защиты от ошибок проектирования и встроенной системой горячего резервирования всех уровней АСУ ТП - от отдельного датчика до сервера архива масштаба предприятия.

Резервирование большинства компонентов АСУ ТП полностью автоматизировано и пользователю не требуется писать никаких специальных алгоритмов.

В инструментальной системе TRACE MODE узлы с горячим резервированием создаются крайне просто - в один щелчок мыши. Причем, впервые, контроллеры и ПК с двойным и с тройным резервированием создавать и поддерживать одинаково легко.

Рассмотрим средства обеспечения надежности АСУ ТП на базе TRACE MODE более подробно.

Диагностика и резервирование УСО

Система обеспечения надежности TRACE MODE позволяет диагностировать достоверность (качество) сигналов, поступающих с датчиков и резервировать их. В случае обрыва связи с датчиками, обладающими цифровыми интерфейсами, для всех поступающих с них сигналов, будет зафиксирована аппаратная недостоверность. Признаки аппаратной и программной достоверности передаются в каналах TRACE MODE® вместе с измеренным значением как один из атрибутов канала и могут быть использованы в алгоритмах. Благодаря этому пользователь получает возможность гибко настроить алгоритмы резервирования датчиков, используя для этого всю мощь языков программирования стандарта IEC 61131-3.

Резервирование отдельных сигналов или их групп (платы УСО, например) осуществляется в TRACE MODE® без каких-либо ограничений. Таким образом, в TRACE MODE® можно создавать системы, позволяющие диагностировать первичные приборы в процессе эксплуатации и осуществлять резервирование, повышающее надежность АСУ ТП.

Данный учебный фильм демонстрирует как разработать систему, резервирующую контроллеры, подключенные по последовательному интерфейсу.

Резервирование и надежность контроллеров при использовании Micro TRACE MODE

TRACE MODE® 6 обеспечивает горячее резервирование контроллеров, запрограммированных в Микро TRACE MODE. Этот тип резервирования применяется, как правило, для обеспечения надежности АСУ ТП на опасных производствах. Алгоритмы резервирования контроллеров могут гибко настраиваться пользователем и корректироваться в соответствии с требованиями и конфигурацией конкретной АСУ ТП. По умолчанию в TRACE MODE® реализованы следующие виды горячего резервирования:

автопостроение базы каналов резервного SOFTLOGIC контроллера;
резервирование контроллеров в АСУ ТП: переключение потоков данных на резервный SOFTLOGIC контроллер в реальном времени в случае отказа основного;
синхронизация данных реального времени между основным и резервным SOFTLOGIC контроллером.

Повышение надежности АСУ ТП методом дублирования и троирования контроллеров не исключает резервирования датчиков, при этом вопрос резервирования датчиков решается индивидуально по каждому сигналу. Пользователь сам может определить, будет ли каждый из резервированных контроллеров получать данные по данному технологическому параметру со своего датчика, либо один датчик будет служить источником информации для обоих контроллеров.

Система обеспечения надежности TRACE MODE® 6 включает также поддержку аппаратного Watch Dog таймера, который позволяет автоматически перезагрузить контроллер или промышленный ПК.

Работа всех контроллеров в АСУ ТП осуществляется независимо. I-NET - стандартный сетевой протокол TRACE MODE обеспечивает надежность и отказоустойчивость АСУ ТП, поэтому выход из строя одного узла - контроллера или компьютера - не приводит к перегрузке сети из-за постоянных запросов к неисправному устройству.

Если вместо Микро TRACE MODE® используется другая система программирования контроллеров (PLC), то надежность АСУ ТП обеспечивается следующим образом: признак аппаратный достоверности сигнала формируется непосредственно в SCADA-системе TRACE MODE® 6 как индикатор наличия связи с PLC. Если сам PLC или OPC-сервер поддерживает контроль качества сигналов, то этот флаг качества может быть введен в систему отдельным каналом TRACE MODE®, на основе которого может быть сформирована программная недостоверность основного канала. Это позволяет реализовывать однотипные алгоритмы резервирования отдельных сигналов и их групп как в контроллерах, так и в отказоустойчивых серверах SCADA системы TRACE MODE® 6.

Резервирование серверов SCADA

Надежность операторских станций на основе SCADA-системы TRACE MODE® обеспечивается поддержкой нескольких сетевых адаптеров и резервированием линий передачи данных из контроллеров. Резервирование подразумевает автоматическое переключение сервера на резервный сетевой адаптер в реальном времени в случае отказа основного.

Надежность и отказоустойчивость распределенных АСУ ПТ обеспечивается методом горячего резервирования серверов - мониторов реального времени и серверов архива. В SCADA системе TRACE MODE® 6 реализованы функции автоматического дублирования и троирования серверов:

процедура автопостроения для автоматического создания базы каналов резервных узлов в инструментальной системе TRACE MODE® 6;
автоматическая синхронизация данных реального времени между основным и резервным серверами;
автоматическое переключение потоков данных на резервный сервер TRACE MODE® 6 в случае отказа основного;
автоматическое определение статуса сервера "основной" или "резервный" при старте системы и автоматическое разрешение конфликтов статуса при восстановлении основного сервера после сбоя;
протоколирование всех сбоев и переключений на резервные серверы.

Данный учебный фильм демонстрирует как разработать систему с горячим резервированием в TRACE MODE.

Надежность и резервирование клиентов

Общеизвестно, что слабым местом клиент-серверной архитектуры является зависимость работоспособности всей АСУ ТП от состояния сервера (так как в случае отказа сервера все связанные с ним клиенты перестают получать данные).

SCADA TRACE MODE 6 легко решает эту проблему, предоставляя современную технологию повышения надежности клиент-серверных АСУ ТП путем резервирования серверов с автоматическим переключением клиентских ПК на резервный сервер, в случае отказа основного. Поддерживается переключение как на дублированные, так и на троированные серверы. В случае отказа сервера, клиент SCADA TRACE MODE сам диагностирует неисправность и автоматически переходит на резервный источник данных, а в случае отказа и этого сервера - на его следующий резерв.

Поэтому проблема надежности клиент-серверных АСУ ТП на основе TRACE MODE не существует - технологический процесс в всегда под контролем.

Безусловно, построение надежной отказоустойчивой АСУ ТП с функциями горячего резервирования серверов, контроллеров и датчиков является сложной задачей, но на помощь разработчику всегда приходит технология автопостроения и мощные средства отладки TRACE MODE 6.

Надежность с резервированием и без

В TRACE MODE® 6 существуют способы повышения надежности АСУ ТП без использования горячего резервирования. Прежде всего, это два новых механизма корректного восстановления после сбоя обмена данными между серверами и контроллерами под управлением TRACE MODE: "досылка от" и "чтение с".

Опция "досылка от" обеспечивает посылку всех управляющих значений в восстановленный узел, независимо от того, когда они последний раз изменялись. "Чтение с" инициирует внеочередной прием всех входных каналов из восстановленного узла. Таким образом, обеспечивается актуальность текущих данных на всех узлах АСУ ТП сразу после восстановления связи между ними. Обе этих функции могут применяться как для повышения надежности обмена между двумя серверами, так и для надежности обмена сервера с контроллером, и даже для обеспечения надежности обмена двух SOFTLOGIC контроллеров между собой.

Еще одно средство повышения надежности АСУ ТП - технология дампа системы - файла сохранения текущих значений всех каналов данного узла. В этот файл с заданным периодом сохраняются все данные реального времени, которые могут быть подчитаны сервером при перезагрузке в качестве начальных значений каналов. Таким образом, перегрузка основного сервера практически не снизит надежность работы медленных контуров управления и регулирования.

Интегрированная SOFTLOGIC-SCADA/HMI-MES-EAM-HRM система TRACE MODE® 6 обладает развитыми средствами обеспечения надежности и отказоустойчивости всех элементов АСУ ТП. Функции горячего резервирования TRACE MODE высоко автоматизированы и легки в применении.