Резервирование источников питания
Соединение источников питания с целью горячего резервирования замещением выполняется через диоды, как и соединение дискретных выходов (рис.8.9,а). Поскольку падение напряжение на кремниевых диодах составляет около 1 В, напряжение источников питания следует выбирать на 1В больше, чем требуемое напряжение на нагрузке. При падении напряжения основного источника соединенный с ним диод запирается и питание нагрузки осуществляется от резервного источника. Однако такая схема не может быть использована при отказах, когда напряжение основного источника становится больше допустимого. Эта проблема решается применением внутри источника питания резервированных элементов, снижающих вероятность отказа такого типа.
Если в качестве резервного источника используется батарея, которая не должна разряжаться, пока она находится в резерве, то напряжение основного источника должно быть больше напряжения батареи на величину разброса напряжений открытых диодов.
Для уменьшения потерь энергии используют германиевые диоды или диоды Шоттки, которые имеют меньшее напряжение в открытом состоянии по сравнению с кремниевыми.
Информация об отказе источника питания индицируется на его передней панели и пересылается на пульт оператора для принятия решения о замене.
Резервирование промышленных сетей
В состав промсети входят линии связи, коммутаторы, сетевые мосты, маршрутизаторы, сетевые контролеры, преобразователи интерфейсов и источники питания. Однако чаще всего резервируются только линии связи как наименее надежные элементы.
Основной характеристикой метода резервирования промсетей является длительность перехода на резерв.
Сети Profibus, Modbus, can
Резервирование промсетей выполняется обычно одновременно с резервированием контроллеров (п.8.2.4). Для этого в каждом ПЛК используют 2 (реже - 3) сетевых порта, к одному из них подключают основную промсеть, к другому - резервную (рис.8.14). Каждый контроллер имеет средства контроля работоспособности сети и в случае ее отказа переключает свой порт на резервную сеть. В системах с голосованием резервирование выполняется проще: исходящий поток сообщений посылается во все сети одновременно, а входящие потоки из всех сетей проходят через схему голосования (п.8.2.1).
Для контроллеров, имеющих один сетевой порт и не предназначенных для работы в резервированных сетях, выпускаются специальные модули резервирования, которые имеют один разъем (М на рис.8.17) для подключения к порту оконечного устройства, например ПЛК, и 2 разъема (А и В) для подключения к основной и резервной сети (рис.8.17). Модули могут работать в многомастерных сетях как с ведущими, так и с ведомыми устройствами. Ведомых устройств, подключаемых к одному модулю резервирования, может быть несколько (У3...У5 на рис.8.17). Модуль работает как коммутируемый повторитель интерфейса, одновременно контролируя исправность сети. Отказ обнаруживается по первому символу в передаваемом сообщении и при его появлении модуль переключается на резервный порт.
Основной проблемой резервирования сетей методом замещения является обнаружение отказа. Поскольку после отказа (например, обрыва) сети на некотором участке доставка сообщений к отсоединенной части сети невозможна, обнаружение отказа должно выполняться каждым участником сети автономно. Но это возможно только в многомастерных сетях или в сетях, имеющих специальные аппаратные средства контроля.
Рис.8.17. Резервирование промышленной сети с помощью коммутации портов; У1...У5 - оконечные устройства, К1...К3 - модули резервирования сети
Протоколы резервирования промсетей являются узкоспециализированными закрытыми разработками фирм-производителей контроллеров и в общедоступной литературе не описаны.