Резервирование датчиков и модулей ввода дискретных сигналов

При вводе дискретных сигналов используются методы голосования и резервирования замещением, описанные в разделе "Резервирование ПЛК и устройств ввода-вывода".

Схемы подключения датчика типа "сухой контакт", которые обеспечивают диагностику обрыва, к. з. на землю и на шину питания, показаны на рис. 8.6 и рис. 8.7. При обрыве линии на входе модуля появляется сигнал, величина которого определяется делителем напряжения   (см. рис. 8.6-а). В случае короткого замыкания на шину питания напряжение на входе модуля равно напряжению питания. При к. з. на землю напряжение на входе равно нулю. При разомкнутом состоянии датчика напряжение равно  , при замкнутом -  .

а)	б)
Рис. 8.6. Схема обнаружения обрыва и к.з. в цепи датчика: с пятью различимыми состояниями (а) и с тремя (б)

Таким образом, на входе модуля дискретного ввода могут быть пять различных уровней напряжения, которые с помощью АЦП преобразуются в пять различных событий: "0", "1", "к. з. на землю", к. з. на питание", "Обрыв". Переключение на резерв происходит, если в блок выбора модуля (см. рис. 8.2) поступает информация о неисправности. Тип неисправности выдается на пульт оператора системы автоматизации и заносится в журнал ошибок.

В ряде случаев достаточно иметь упрощенную схему диагностики. Например, если на рис. 8.6-а убрать резисторы   и   (см. рис. 8.6-б), то при замкнутом датчике получим напряжение на входе модуля, равное  ; при открытом состоянии датчика, при обрыве линии и при к. з. на землю - одно и то же напряжение, равное нулю; при к. з. на шину питания -  . Таким образом, вместо пяти состояний на входе получаем только три.

Предположим, что датчик используется в системе охраны и его нормальным состоянием является открытое. Тогда обрыв линии связи и к. з. на землю останутся незамеченными, поскольку их невозможно отличить от нормального состояния датчика. Предположим теперь, что нормальным состоянием датчика является замкнутое, как показано на рис. 8.6-б. Тогда при любом из перечисленных отказов линии связи сигнализация сработает, т.е. отказа, приводящего к несрабатыванию функции безопасности, произойти не может. Поэтому такая упрощенная схема контроля может быть использована в системах безопасности только с датчиками, у которых нормальным состоянием считается замкнутое.

При выборе упрощенных схем диагностики следует учитывать, что в правильно спроектированной системе безопасности срабатывание датчика не должно быть блокировано неисправностями линии связи, а если такая блокировка возможна, то она должна быть обнаружена системой контроля.

Для обнаружения неисправностей модуля ввода может использоваться автоматическое тестирование во время кратковременного отключения источников сигнала и нагрузок путем подачи на вход тестовых комбинаций логических уровней (см. выше).