
在美国,停电变得更加频繁。一支球队指出,从2011年到2021年,美国的停电比过去十年(2000-2010)增加了64%。这种增加主要与更频繁和恶劣的天气事件有关。本文指出:引起问题的其他因素是,美国大部分电网已经建立了数十年前,并且正在衰老,使其更容易受到失败的影响,需求正在增加。不断增长的人口电气化,车辆和建筑物以及人工智能(AI)的能源需求对电网造成了更大的压力,从而增加了电流的可能性。最后,试图从大型集中电力厂转移到纱丽弹药,pinamdistripution以及通常不太可预测的能源,这引发了对网格及其支撑系统的不完整重建。目前尚不清楚如何解决。所有这些都是基于W的流程的行业的坏消息希奇停机时间可能会导致重大中断,包括生产线中的停留,物质损失,链中断和潜在的安全风险。这些可能导致经济损失,设备破坏,甚至导致员工安全的风险。减轻计划外电力对工业控制系统的影响对于保持安全性,产品质量和系统完整性至关重要。工程师可以采取哪些步骤来帮助减轻电停战的影响?卡达希有很多有助于弹性。精心设计的技术以减轻计划外停电的影响可能包括数据维护策略,自动恢复和故障转移计划,除了电力保护(例如发电机或电池)外。最有效的方法之一是实施行业自动化系统的冗余。它也可能是在硬件或电源故障期间保持系统可用性的最昂贵方法,因此采用良好的方法很重要。通过为待机控制系统提供接缝故障转移,不应丢失工人的控制或可见性。但是,它需要对可以编程的逻辑控制器(PLC)或程序自动化控制器(PAC)的冗余进行投资,at/o实现了带有冗余电源和现场模块I/O的热备用控制器。为了更好地测量,请使用两个以太网环。 [这可能超出了大多数应用程序的功能,但是对于高价值添加的产品和/或专门要求设置和重新启动要求可能是有意义的。减慢PLC的方法是什么?要创建具有大量PLC的过程系统,您不必总是要彻底复制硬件,但是硬件复制是最直接,最可靠的方法。有三种基本方法可用于在PLC系统中实现冗余,具体取决于可靠性,成本和复杂的备用待机或在SAME时间冗余)涉及删除并行运行的两个相同的PLC(均为制造,型号,固件)。一个是主数据库,另一个是热备用数据库。硬件完整扩展的主要功能是内存和I/O内存的同步,并在主服务器故障发生时自动传输。此维修通常还包括冗余电源,网络接口和I/O模块。优势:高度存在和快速故障转移以减少干扰过程中的中断:由于硬件和许可证的重复而引起的高成本2。部分冗余(共享或移动资源)(例如I/O机架或人机上的界面)是通过移动逻辑分布或连接的。例如,这可以使用双PLC的单个I/O来实现,并通过移动继电器或软件控制逻辑。优点:强调与整个复制相比的成本一些改进的允许功能:它仍然可以是单个POINT失败3。基于软件的崩溃或冗余的高级跟踪,这涉及冗余软件逻辑的实现,可以在监视系统(例如SCADA或DCS)或更高的控制系统中实现。此方法使用心跳检查和监护计时器,SCADA或PLC来启动开放的外部系统监视器。优点:灵活地利用现有的IT基础架构:不确定它取决于网络健康和SCADA性能性能性能硬件所需的时间重复几秒钟的第二个基于第二个培养基(使用IT/SCADA)的变化(较慢)的变化(较慢)的冗余水平低水平,而低中级PLC所需的冗余水平取决于关键过程的关键过程。对于高风险应用程序(例如化学厂,电源),完全过多的硬件是第一个选择。对于不太关键的系统或预算强迫的系统,轻微或冗余的软件仍然可以提供理性的TOL对故障。 PAC放慢的一些方法是什么?在设计PAC系统的冗余时,您不必总是需要彻底复制硬件。但是,像PLC一样,在关键系统,绩效要求和成本公差下,冗余的水平和方法是当选的。与PLC相比,PACS提供了更多的灵活性和集成功能,因此具有更烦人的冗余方法:1。完成硬件的冗余(控制器 + I/O),这意味着您使用两个具有重复I/O的相同的PAC,电力供应和通信接口。两个控制器操作同一程序 - 一个是主控制器,另一个是同步备份控制器;一种在关键任务系统(例如水处理,药剂师,电力)中流行的方法。该业务的示例包括Allen-Bradley Controllogix冗余和Siemens S7-400H。优点:快速故障转移(次秒)高存在:最高成本s由于完全复制2。稍微减少了稍微降低,这是一个带有冗余PAC的PAC,但具有共享或许多I/O模块。它使用带有共享I/或机架的冗余CPU和移动逻辑来选择哪个CPU处于活动状态。这在I/O复制成本太高或被迫进入太空的系统中很常见。 Advantages: Balance Definition of Cost Divides: Shared I/O can be a single point of failure 3. Network redundancy + distributed control involves this shared PAC in the redundant industrial ethernet (E.G. Ethernet/IP, Profinet) or Network Rings (E.G. It works because control is distributed; A PAC failure does not stop system-wide function. This method is built on the plethora of gateways, dual NIC, and ring topology. Advantages: Modular and可扩展的更高的失败插件缺点:复杂性不适用于对环路4的严格控制。此时虚拟冗余 / PAC虚拟化,PAC操作是通过工业P中的故障转移的冗余而虚拟化的C或管理程序。 PAC软件(例如SoftLogix,Codesys)在具有VM级故障转移的虚拟环境中运行。该方法通常应用于软件指定的PAC中的现代混合控制系统。优点:灵活和测量的简单备份和快照缺点:取决于管理程序/IT基础架构的稳定性5。在这种情况下,跟踪/SCADA级别的冗余,在SCADA或MES层上接触冗余,而不是在PAC本身内部。 PAC可能不是多余的,但是跟踪系统可能会采用超过故障的控制逻辑或重新布局。优点:基于软件的Thoselack廉价:快速控制循环的缓慢响应速度,更大的风险。冗余方法硬件复制超过成本典型用例,完整的PAC + I/O冗余是是(全)是(1秒)高关键基础设施,药物部分硬件冗余,只有CPU轻度中型工业系统具有成本限制网络/分布式网络/分布式控制否redundancy no(虚拟化)是中等软件定义的自动化SCADA/IT级别冗余NO(慢)数据的逻辑,批处理/SCADA覆盖双以太网环有助于提高稳定性?网络弹性也很重要。作为许多控制系统中的重要组成部分,以太网环中增加冗余可能是一项以成本为代价高昂的投资。要产生双以太网戒指,您需要用婚礼创建一个多余的拓扑,这是一个罪魁祸首,其中两个反向旋转的以太网环为工业或关键系统提供了弹性和快速的故障。它在工业以太网,变电站自动化和关键任务基础设施中很常见。首先了解网络的性质及其基本要求,例如低恢复时间(通常为50毫秒),高可靠性和/或确定性通信。然后选择支持双环设置的冗余协议环。流行的实验协议包括:HSR(高可用性无缝冗余):IEC 62439-3标准;将双帧发送到两个环。 PRP(平行冗余协议):IEC 62439-3标准;用于HSR或独立。带有环形章节/RSTP:基于树木的传统冗余。 MRP(Mediaredundancy协议):IEC 62439-2标准;对于环拓扑而言,比RSTP好(见图)。显示使用MRP(媒体冗余协议)-IEC 62439-2对冗余以太网环的常见调整,这是环拓扑的选择之一。您还需要一个支持以下功能的托管工业以太网开关:双环冗余快速失败(通常≤20-50毫秒)协议支持(HSR,MRP等)HIRSCHMANN供应商包括Hirschmann,Moxa,Siemens,Siemens,Cisco(IE Switch)网络网络设计。独立的戒指,连续的eternet环以及以太网的分歧和分歧。然后,将每个设备或开关连接到每个环(双NIC或双填充开关)通过两个端口连接。如果t他的设备是单个连接的,您可以使用冗余盒子(又称红箱)。 Redbox可以将单端口设备连接到双冗余戒指或单连接节点(SAN)与冗余网络。从本质上讲,Redbox充当没有两个网络连接的节点的“代理”,使其可以参与似乎具有双重连接的冗余网络。在诸如MRP之类的协议中,开关充当环形管理器,可监视拓扑变化并管理环关闭。冗余涉及每个开关上所选协议的配置。如有必要,您可能需要指定环/主管管理器并验证设置,例如检测信号,框架副本和延迟时间。最后,测试冗余!例如,您可以模仿电缆或端口中的故障,以验证环A和环B之间的自动故障转移,然后监视网络的恢复时间和延续。可以帮助实现弹性的其他一些技巧:使用纤维r以实现交换机之间的远程连接。为每个开关提供单独的电源。监视SNMP或网络管理系统(NMS)的使用。清楚地标记文档的电缆和拓扑。不要错过视网膜技术的潜在价值,尤其是在长电缆的存在下。