ПЛК REGUL R500S предназначен для использования в системах противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).

Контроллер REGUL R500S:

  • специализированное изделие для построения систем ПАЗ на опасных производственных объектах;
  • соответствует уровню полноты функциональной безопасности УПБ3 (SIL3) по ГОСТ Р МЭК 61508 (IEC 61508);
  • отечественная разработка.

На опасных производственных объектах крайне важно обеспечить надежную защиту персонала, технологического оборудования и окружающей среды в случае возникновения нештатной ситуации, развитие которой может привести к аварии. Для этого, должна быть построена независимая от основной системы управления система противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).

К системам ПАЗ и к контроллерам, на базе которых они построены, российскими и международными стандартами предъявляются очень высокие требования, в том числе и в отношении программного обеспечения, что не позволяет использовать для таких систем обычные ПЛК.

Новый контроллер REGUL R500S базируется на платформе существующего серийно выпускаемого контроллера, но представляет собой совершенно новую разработку, выполненную по стандарту ГОСТ Р МЭК 61508 (IEC 61508).

Соответствие аппаратной части контроллера REGUL R500S уровню полноты безопасности SIL3 обеспечивается следующими решениями:

  • Аппаратное резервирование компонентов каждого канала внутри модулей ввода / вывода.
  • Поддержка резервирования всех модулей контроллера (дублирование, троирование).
  • Глубокая самодиагностика, позволяющая обнаружить внутренний отказ и гарантированно перевести всю систему управления процессом в предопределенное безопасное состояние.
  • В каждый модуль ввода-вывода встроен сертифицированный микропроцессор, обеспечивающий первичную обработку сигналов или конечную логику состояния выходов, в зависимости от типа модуля и независимый аппаратный сторожевой таймер.
  • Две внутренние шины электропитания ПЛК и возможность подключения двух внешних шин к модулям ввода / вывода для питания внешних цепей. Осуществляется постоянная диагностика напряжения питания и, в случае возникновения эксплуатационному персоналу. При этом контроллер продолжает функционировать и выполнять функцию контроля и управления без перехода в безопасное состояние, давая возможность эксплуатационному персоналу устранить неисправность.
  • Дублированная шина передачи данных между модулями центрального процессора (ЦП) и модулями ввода / вывода при дублировании ЦП.

Для повышения уровня покрытия диагностикой в контроллере REGUL R500S для разработчика системы доступен широкий набор средств контроля за параметрами цепей измерения и управления:

  • контроль питания канала датчика с защитой от короткого замыкания и перегрузки;
  • контроль внешней цепи аналогового сигнала на обрыв и короткое замыкание, в зависимости от типа модуля, и функция диагностики по диапазону сигнала;
  • контроль внешней цепи дискретного входного сигнала на обрыв и короткое замыкание (дискретные входные модули по спецификации NAMUR);
  • дискретные выходные модули с контролем тока в цепи.

Такая глубокая упреждающая диагностика позволяет обеспечивать своевременное выявление и корректное определение отказа, что в свою очередь дает эксплуатации время на устранения неисправности.

Для обеспечения беспрерывности работы технологического оборудования, в контролере REGUL R500S предусмотрена возможность использования резервных модулей ввода-вывода (резервных сборок), состоящих из двух или трех модулей одного типа. Полученная  избыточность позволяет уменьшить количество безопасных отказов, т. е. отказов, вызванных не аварийной ситуацией на технологическом объекте, а неисправностью системы ПАЗ, в том числе полевого и контроллерного оборудования. Это дает возможность оперативной замены дублированных компонентов системы без остановки технологического процесса. Создание резервированных сборок поддержано на уровне среды разработки. Для сборки из двух модулей дискретного ввода / вывода возможно объединение логическими функциями «И» и «ИЛИ», для сборки из трех модулей появляется еще возможность мажоритарного выбора – «2 из 3‑х». Для модулей аналогового ввода возможен выбор значения при объединении сигналов минимальное, максимальное или медианное значение (для трех модулей).

Логика обработки сигналов в резервированных сборках учитывает результаты диагностики отдельных модулей. 

Наличие в контроллере двух независимых шин данных и поддержки дублирования модулей ЦП позволяет реализовывать на базе контроллера системы уровня SIL3 High Availability. Такие системы, собранные по схеме 1оо2, любой единичный отказ в которых не приведет к выдаче команды на перевод системы в безопасное состояние, применяются на объектах повышенной опасности с непрерывным технологическим циклом.

Программное обеспечение контроллера REGUL R500S:

  • работа ПЛК осуществляется под управлением специализированной операционной системы, сертифицированной на применение в оборудовании с уровнем функциональной безопасности до SIL3;
  • встроенное системное программное обеспечение, включая протокол передачи данных между ЦПУ и модулями ввода/вывода, разработано компанией «Прософт‑Системы» в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 61508; 
  • среда разработки также является продуктом компании «Прософт‑Системы», созданным на базе Epsilon LD. Имеется собственный встроенный Safety-редактор и компилятор, выполненный в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 61508.

Все разрабатываемое программное обеспечение проверяется специальными сертифицированными средствами статического анализа на соответствие стандарту MISRA C:2012.

МОДУЛИ КОНТРОЛЛЕРА REGUL R500S

Модули центрального процессора

В каждом модуле центрального процессора REGUL R500S присутствует основной процессор, выполняющий пользовательский алгоритм и co-процессор, обеспечивающий сервисные функции, в том числе обмен по внешним интерфейсам со SCADA-системой и с системой РСУ. Основной процессор в модуле сертифицирован на применение в системах функциональной безопасности уровня SIL3.

Модуль Описание
R500S CU 00 821 Процессорный модуль, RS-232, RS-485, 2x Ethernet RJ-45
R500S CU 00 831 Процессорный модуль, RS-232, RS-485, 2 x Ethernet SFP
R500S CU 00 861 Процессорный модуль, RS-232, RS-485, 2 x Ethernet RJ-45, 2x Ethernet SFP, 2xUSB

Модули аналогового ввода

Все модули аналогового ввода поддерживают измерение унифицированных токовых сигналов и сигналов напряжения.

Для обеспечения уровня полноты функциональной безопасности SIL3 во всех модулях аналогового ввода предусмотрена установка двух независимых АЦП. Измерение сигнала происходит сразу двумя АЦП с последующим сравнением полученных
значений в микропроцессоре модуля.

Модуль
Описание
R500S AI 04 841 Модуль аналогового ввода ток 0…20 / 4–20 мА, 4 канала, поканальная  гальваническая изоляция. Два АЦП на каждый канал. С функцией гальванически изолированного питания датчиков от модуля.
R500S AI 08 851 Модуль аналогового ввода напряжение 0…+5 В, – 5В…+5В, 0…+10В, – 10…+10 В, поканальная гальваническая изоляция. Два АЦП на все каналы. С функцией питания датчиков от модуля.
R500S AI 04 861 Модуль аналогового ввода напряжение 0…+5 В, – 5В…+5В, 0…+10В, – 10…+10 В, 4 канала, поканальная гальваническая изоляция.Два АЦП на каждый канал. С функцией гальванически изолированного питания датчиков от модуля.
R500S AI 08 881 Модуль аналогового ввода ток 0…20 / 4–20 мА, 8 каналов, Hart-модем, поканальная гальваническая изоляция.
Два АЦП на все каналы. С функцией питания датчиков от модуля.

Модули дискретного ввода

Для обеспечения уровня полноты функциональной безопасности SIL3 во всех модулях дискретного ввода предусмотрено двойное считывание сигнала. Кроме того, модули стандарта Namur, осуществляют контроль внешней линии связи на обрыв и короткое замыкание.

Модуль
Описание
R500S DI 28 811 Модуль дискретного ввода, 24В DC, 28 каналов (4 группы по 7 каналов,
отдельный выход питания каналов для каждой группы)
R500S DI 16 831 Модуль дискретного ввода NAMUR, 24В DC, 16 каналов

Модули дискретного вывода

Модуль дискретного вывода с номинальным напряжением канала 24В постоянного тока обладает функцией питания каналов управления. При этом осуществляется контроль и защита канала от короткого замыкания и перегрузки.

Кроме того, в номенклатуру контроллера REGUL R500S, входит модуль с дискретным выходом типа «сухой контакт», позволяющий непосредственно управлять исполнительным механизмом сигналом с номинальным напряжением 220В и силой тока 6А. При этом осуществляется измерение тока в каждом канале, что позволяет контролировать процесс управления и диагностировать такие отказы, как перегрузка, короткое замыкание, обрыв цепи управления.

Модуль
Описание
R500S DO 16 811 Модуль дискретного вывода, 24В DC, 2 А, 16 каналов. С функцией питания канала управления. С функцией выдачи отдельных команд на «+» и «-» канала и с контролем выдачи
этих команд. Поканальная защита от короткого замыкания и перегрузки.
R500S DO 08 821 Модуль дискретного вывода, 220В DC, 6 А, 8 каналов.Релейный выход с двумя реле на канал, включенными последовательно.С функцией контроля тока в канале. Поканальная гальваноизоляция.

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ НА БАЗЕ КОНТРОЛЛЕРА REGUL R500S

Каждый модуль контроллера в отдельности соответствует уровню полноты безопасности SIL3.

Поэтому для построения системы ПАЗ с подобным уровнем достаточно применить одноканальный
контроллер без резервирования модулей.
Единственным дублированным модулем, в данном случае, является модуль источника питания. При этом каждый такой модуль конфигурируется для подключения к одной из двух шин внутреннего питания.

Для защиты от безопасных отказов в контроллере предусмотрена возможность создавать резервированные сборки модулей ввода / вывода. Для удобства использования резервированных сборок могут применяться терминальные панели, выполняющие функции размножения / объединения сигналов, а также функции взрывозащиты посредством устанавливаемых искробарьеров или преобразования типов / уровней сигналов. Терминальные панели позволяют дублировать входной сигнал от одного датчика на несколько модулей ввода или наоборот – несколько сигналов от модулей вывода собирать в один сигнал управления.

В случае применения резервированной сборки модулей ввода, на уровне прикладной программы разработчику доступны как индивидуальные данные от каждого модуля из резервированной сборки, так и итоговое значение  технологического параметра, полученного на основе выборки и сравнения показаний от каждого модуля. Настройка алгоритма самой выборки также доступна пользователю и включает в себя такие параметры как схема принятия  решений (1оо3, 2оо3), границы достоверности, критерии безопасности сигнала (какой сигнал считать более безопасным: большее или меньше, «0» или»1») и пр.

Для резервированных сборок модулей дискретного вывода может быть реализована функция диагностирования отказа внешнего коммутационного оборудования путем попеременного отключения параллельных контактов цепей управления исполнительных механизмов. В таких схемах поочередное коммутирование с большим циклом (часы) позволяет вовремя обнаружить залипания контактов аппаратуры и снизить процент недиагностируемых опасных отказов.

Применение в контроллере REGUL R500S безопасного канала передачи данных для обмена данными между модулями в составе ПЛК позволяет использовать стандартные средства коммуникации, при этом разделив данные участвующие и не участвующие в функциях безопасности. В целом для контроллера REGUL R500S справедливы те же самые правила построения крейтов и соединения крейтов между собой, как и для контроллера REGUL R500.
А использование оконечных модулей с SFP-разъемами позволяет устанавливать крейты расширения на практически любом удалении от крейта центрального процессора, приближая модули измерения и управления непосредственно к технологическому объекту, тем самым уменьшая длину сигнальных линий и увеличивая надежность системы в целом.
В составе контроллера REGUL R500S можно использовать все модули ввода / вывода и коммутационные модули из номенклатуры контроллера REGUL R500. Информация с этих модулей может использоваться для получения дополнительной диагностической информации или для передачи данных от и в контроллер РСУ или на уровень SCADA-системы. Но архитектура контроллера REGUL R500S устроена таким образом, что данные от модулей контроллера REGUL R500, работающие в его составе, гарантированно не будут использованы в алгоритме безопасности.

Для непрерывных производств и технологических процессов, останов в которых ведет к значительным временным и финансовым потерям, архитектура котроллера REGUL R500S позволяет разрабатывать дублированные системы управления, работающие по схеме 1оо2.
При этом, в отличие от классического резервирования, здесь оба центральных процессора являются ведущими и квалифицированное решение о том, что технологический объект необходимо перевести в безопасное состояние принимает любой из центральных процессоров.
Но при этом любой безопасный отказ контроллера не приведет к останову технологического цикла – произойдет лишь деградация контроллера из схемы 1оо2 в одноканальный контроллер ПАЗ. Это дает время эксплуатационному персоналу произвести все необходимые манипуляции для ремонта и замены отказавшего оборудования.
При этом, опять же благодаря платформе контроллера REGUL R500, разработчику доступны все те многочисленные схемы построения дублированной системы, что и у стандартного контроллера РСУ. Здесь и стопроцентное дублирование, дублирование только модулей центрального процессора и размещения модулей центральных процессоров в одном или, для повышения надежности, в разных крейтах.

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

Свидетельство ОС.С.34.158.А № 76260

Свидетельство об утверждении типа средств измерений. Свидетельство удостоверяет, что регистраторы электрических событий цифровые REGUL R500S зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений и допущен к применению в РФ

Заказ продукции

+7 (343) 356-51-11 (1457)

Форма заказа