DE9312739U1 - Redundant automation system - Google Patents
Redundant automation systemInfo
- Publication number
- DE9312739U1 DE9312739U1 DE9312739U DE9312739U DE9312739U1 DE 9312739 U1 DE9312739 U1 DE 9312739U1 DE 9312739 U DE9312739 U DE 9312739U DE 9312739 U DE9312739 U DE 9312739U DE 9312739 U1 DE9312739 U1 DE 9312739U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- systems
- automation
- sub
- automation system
- automation systems
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/1675—Temporal synchronisation or re-synchronisation of redundant processing components
- G06F11/1687—Temporal synchronisation or re-synchronisation of redundant processing components at event level, e.g. by interrupt or result of polling
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
- G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/1675—Temporal synchronisation or re-synchronisation of redundant processing components
- G06F11/1691—Temporal synchronisation or re-synchronisation of redundant processing components using a quantum
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/1629—Error detection by comparing the output of redundant processing systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
- G06F11/2097—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements maintaining the standby controller/processing unit updated
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
Description
93 G 3 &Iacgr; 5 3 DE93 G 3 &Iacgr; 5 3 DE
Siemens AktiengesellschaftSiemens AG
Redundantes Automatisierungssystem
5Redundant automation system
5
Die vorliegende Erfindung betrifft ein redundantes Automatisierungssystem. The present invention relates to a redundant automation system.
Redundante Automatisierungssysteme sind vielen Formen bekannt.
Es gibt beispielsweise fehlersichere oder 2-aus-2-Systeme. Bei diesen Systemen ist nachteilig, daß sie nicht
hochverfügbar sind. Umgekehrt sind hochverfügbare oder 1-aus-2-Systeme
zwar hochverfügbar, aber nicht fehlersicher
oder bestenfalls fehlersicher von "geringer" Anforderungsklasse. Hochverfügbare fehlersichere Automatisierungssysteme sind daher meist als 2-aus-3-Systeme ausgebildet.
Diese Systeme sind sowohl hochverfügbar als auch fehlersicher. Allerdings ist bei diesen Systemen die Kopplung und
Synchronisierung der Systeme untereinander relativ aufwendig. Redundant automation systems are known in many forms. For example, there are fail-safe or 2-out-of-2 systems. The disadvantage of these systems is that they are not highly available. Conversely, highly available or 1-out-of-2 systems are highly available but not fail-safe.
or at best fail-safe with a "low" requirement class. Highly available fail-safe automation systems are therefore usually designed as 2-out-of-3 systems.
These systems are both highly available and fail-safe. However, coupling and synchronizing the systems with each other is relatively complex.
Ebenfalls bekannt sind Rechnersysteme, die zwei Prozessorboards mit je zwei separaten Logiken aufweisen. Bei diesen
Systemen werden alle Eingaben allen vier Logiken zugeführt und die entsprechende Ergebnisse ermittelt. Die Ergebnisse
der je zwei Logiken eines Boards werden miteinander verglichen. Ergeben sich bei einem Board Ungleichheiten, wird
die Ausgabe dieses Boards gesperrt, und das andere Board
übernimmt allein die weitere Verarbeitung der Eingaben.Computer systems that have two processor boards, each with two separate logics, are also known. In these systems, all inputs are fed to all four logics and the corresponding results are determined. The results of the two logics of a board are compared with each other. If there are inequalities on one board, the output of this board is blocked and the other board
is solely responsible for further processing of the inputs.
Diese Art der Fehlersicherheit ist insofern nicht optimal, als hierbei taktsynchron arbeitende Prozessorboards und
Logiken benötigt werden.This type of fault tolerance is not optimal in that it requires clock-synchronized processor boards and
Logics are needed.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich
darin, ein fehlersicheres und gleichzeitig hochverfügbares Automatisierungssystem zu schaffen, bei dem der Aufwand zur
Kopplung möglichst gering gehalten wird.The object of the present invention is therefore
to create a fail-safe and at the same time highly available automation system in which the coupling effort is kept as low as possible.
G 3 &Iacgr; 5 3 DEG 3 &Iacgr; 5 3 DE
Die Aufgabe wird durch ein redundantes Automatisierungssystem gelöst, das aus mindestens zwei, über eine Hauptkommunikationseinrichtung lose miteinander gekoppelten Teilautomatisierungssystemen besteht, die beide zur Führung und Steuerung einer technischen Anlage mit der technischen Anlage verbindbar sind, wobei jedes Teilautomatisierungssystem aus mindestens zwei gleichwirkenden, über eine Unterkommunikationseinrichtung miteinander gekoppelten Unterautomatisierungssystemen besteht.The task is solved by a redundant automation system that consists of at least two partial automation systems that are loosely coupled to one another via a main communication device, both of which can be connected to the technical system for the purpose of managing and controlling a technical system, with each partial automation system consisting of at least two sub-automation systems that function in the same way and are coupled to one another via a sub-communication device.
Dadurch ist es möglich, daß die beiden Doppelsysteme sich nur noch von Zeit zu Zeit, z.B. einmal pro Zyklus, synchronisieren. Der Kopplungsaufwand wird dadurch praktisch auf Null reduziert. Die Synchronisierung kann sogar völlig entfallen, wenn die Prozeßantwortzeit des gesteuerten Prozesses größer als die Zykluszeit der Teilautomatisierungssysteme ist. This makes it possible for the two dual systems to synchronize only from time to time, e.g. once per cycle. The coupling effort is thus reduced to practically zero. Synchronization can even be eliminated completely if the process response time of the controlled process is greater than the cycle time of the partial automation systems.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der 0 nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt:Further advantages and details emerge from the following description of an embodiment. It shows:
FIG 1 ein Blockschaltbild eines Automatisierungssystems.FIG 1 is a block diagram of an automation system.
5 Gemäß FIG 1 besteht das redundante Automatisierungssystem aus vier Unterautomatisierungssystemen 1 bis 4, die zur Steuerung und Führung einer technischen Anlage 5 mit der technischen Anlage 5 verbindbar sind. Jedes Unterautomatisierungssystem 1 bis 4 besteht aus einem Prozessor 6, der die von der Anlage 5 gelieferten Eingangssignale gemäß dem im Speicher 7 hinterlegten Programm auswertet und dadurch Ausgangssignale für die technische Anlage 5 ermittelt.5 According to FIG 1, the redundant automation system consists of four sub-automation systems 1 to 4, which can be connected to the technical system 5 to control and manage a technical system 5. Each sub-automation system 1 to 4 consists of a processor 6, which evaluates the input signals supplied by the system 5 according to the program stored in the memory 7 and thereby determines output signals for the technical system 5.
Die beiden linken Unterautomatisierungssysteme 1 und 2 sind 5 über die Unterkommunikationseinrichtung, die aus der Kommunikationsleitung 8 und den Kommunikationseinheiten 9 besteht, miteinander verbunden. Sie sind so in der Lage, ge-The two left sub-automation systems 1 and 2 are connected to each other via the sub-communication device, which consists of the communication line 8 and the communication units 9. They are thus able to
G 3 4 5 3DEG 3 4 5 3DE
meinsam, d.h. als 2-aus-2-System, die technische Anlage 5 sicher zu führen. Die Unterautomatisierungssysteme 1 und 2 bilden das Teilautomatisierungssystem 10.together, i.e. as a 2-out-of-2 system, to safely manage the technical system 5. The sub-automation systems 1 and 2 form the partial automation system 10.
In analoger Weise sind die beiden rechten Unterautomatisierungssysteme 3 und 4 über die Unterkommunikationseinrichtung, die aus der Kommunikationsleitung 11 und nicht dargestellten Kommunikationseinheiten besteht, miteinander verbunden. Die beiden Unterautomatisierungssysteme 3, 4 bilden ebenfalls ein 2-aus-2-System, nämlich das Teilautomatisierungssystem 12. Sie sind also ebenfalls in der Lage, die technische Anlage sicher zu führen.In an analogous manner, the two right sub-automation systems 3 and 4 are connected to one another via the sub-communication device, which consists of the communication line 11 and communication units not shown. The two sub-automation systems 3, 4 also form a 2-out-of-2 system, namely the partial automation system 12. They are therefore also able to operate the technical system safely.
Die Teilsysteme 10, 12 steuern beide die Anlage 5. Um sich gegenseitig einen Ausfall eines der Teilautomatisierungssysteme 10, 12 melden zu können, sind die beiden Teilsysteme 10, 12 über die Hauptkommunikationseinrichtung, die aus der Kommunikationsleitung 13 und den Kommunikationseinheiten 14 besteht, miteinander lose gekoppelt. Lose gekoppelt heißt, daß die beiden Teilsysteme 10, 12 zwar miteinander Informationen austauschen können, dies aber im Regelfall nicht tun. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, daß die beiden Teilautomatisierungssysteme 10, 12 sich nur einmal pro Zyklus synchronisieren. Ebenso ist es möglich, daß die beiden Teilautomatisierungssysteme 10, 12 sich gar nicht synchronisieren, wenn der gesteuerte Prozeß "langsam genug" reagiert. Trotzdem ist gewährleistet, daß bei einem Fehler sofort und ohne Betriebsunterbrechung das defekte Teilsystem stillgesetzt und dennoch die technische Anlage 5 durch das verbleibende Teilautomatisierungssystem sicher weitergeführt wird.The subsystems 10, 12 both control the system 5. In order to be able to report a failure of one of the partial automation systems 10, 12 to each other, the two subsystems 10, 12 are loosely coupled to each other via the main communication device, which consists of the communication line 13 and the communication units 14. Loosely coupled means that the two subsystems 10, 12 can exchange information with each other, but usually do not do so. For example, it is possible that the two partial automation systems 10, 12 only synchronize once per cycle. It is also possible that the two partial automation systems 10, 12 do not synchronize at all if the controlled process reacts "slowly enough". Nevertheless, it is guaranteed that in the event of a fault, the defective subsystem is shut down immediately and without interrupting operation, and the technical system 5 is still safely operated by the remaining partial automation system.
Alternativ zur Führung der technischen Anlage 5 durch beide Teilautomatisierungssysteme 10, 12 ist es auch möglich, daß die Anlage 5 nur durch eines der Teilautomatisierungssysteme 10, 12, z. B. durch das Teilsystem 10, geführt wird. In diesem Fall liest aber auch das andere Teilsystem,As an alternative to controlling the technical system 5 through both partial automation systems 10, 12, it is also possible for the system 5 to be controlled by only one of the partial automation systems 10, 12, e.g. by the subsystem 10. In this case, however, the other subsystem also reads
G 3 4 5 3 DEG 3 4 5 3 EN
hier das Teilsystem 12, alle Eingaben ein und ermittelt die zur Steuerung der Anlage 5 nötigen Zwischenwerte und Ausgabesignale. Die Ausgabe der Ausgangssignale des Teilsystems 12 an die technische Anlage 5 wird aber unterdrückt. Das Teilsystem 12 arbeitet also im "hot stand-by"-Betrieb. here subsystem 12, enters all inputs and determines the intermediate values and output signals required to control system 5. The output of the output signals of subsystem 12 to technical system 5 is suppressed, however. Subsystem 12 therefore operates in "hot stand-by" mode.
Der "hot stand-by"-Betrieb bietet zusätzlich den Vorteil, daß die Synchronisierung auch dann völlig entfallen kann, wenn die Prozeßantwortzeit des gesteuerten Prozesses kleiner als die Zykluszeit der Teilsysteme 10, 12 ist.The "hot stand-by" operation offers the additional advantage that synchronization can be completely eliminated even if the process response time of the controlled process is less than the cycle time of the subsystems 10, 12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9312739U DE9312739U1 (en) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | Redundant automation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9312739U DE9312739U1 (en) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | Redundant automation system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9312739U1 true DE9312739U1 (en) | 1993-10-07 |
Family
ID=6897220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9312739U Expired - Lifetime DE9312739U1 (en) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | Redundant automation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9312739U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19901720A1 (en) * | 1999-01-18 | 2000-07-20 | Siemens Ag | Automation system for controlling and monitoring technical system, especially power station |
| DE19934513B4 (en) * | 1999-07-22 | 2006-05-24 | Siemens Ag | Control procedure for a technical plant |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57127253A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-07 | Fujitsu Ltd | Switching system |
| DE3115750A1 (en) * | 1981-04-18 | 1982-10-28 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Bus coupler |
| US4358823A (en) * | 1977-03-25 | 1982-11-09 | Trw, Inc. | Double redundant processor |
| EP0081238A2 (en) * | 1981-12-09 | 1983-06-15 | Hitachi, Ltd. | Multi-computer system |
| JPS58217060A (en) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | Backup system of decentralized computer system |
| US4486826A (en) * | 1981-10-01 | 1984-12-04 | Stratus Computer, Inc. | Computer peripheral control apparatus |
| DE3328405A1 (en) * | 1983-08-05 | 1985-02-21 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Control elements of a fault-tolerant multicomputer system |
| US4628508A (en) * | 1981-03-31 | 1986-12-09 | British Telecommunications | Computer of processor control systems |
| CH675781A5 (en) * | 1987-04-16 | 1990-10-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| DE3917715A1 (en) * | 1989-05-31 | 1990-12-06 | Teldix Gmbh | COMPUTER SYSTEM |
| US5029093A (en) * | 1985-10-15 | 1991-07-02 | Pitney Bowes Inc. | Dual redundant electronic postage meter |
-
1993
- 1993-08-25 DE DE9312739U patent/DE9312739U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4358823A (en) * | 1977-03-25 | 1982-11-09 | Trw, Inc. | Double redundant processor |
| JPS57127253A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-07 | Fujitsu Ltd | Switching system |
| US4628508A (en) * | 1981-03-31 | 1986-12-09 | British Telecommunications | Computer of processor control systems |
| DE3115750A1 (en) * | 1981-04-18 | 1982-10-28 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Bus coupler |
| US4486826A (en) * | 1981-10-01 | 1984-12-04 | Stratus Computer, Inc. | Computer peripheral control apparatus |
| EP0081238A2 (en) * | 1981-12-09 | 1983-06-15 | Hitachi, Ltd. | Multi-computer system |
| JPS58217060A (en) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | Backup system of decentralized computer system |
| DE3328405A1 (en) * | 1983-08-05 | 1985-02-21 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Control elements of a fault-tolerant multicomputer system |
| US5029093A (en) * | 1985-10-15 | 1991-07-02 | Pitney Bowes Inc. | Dual redundant electronic postage meter |
| CH675781A5 (en) * | 1987-04-16 | 1990-10-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| DE3917715A1 (en) * | 1989-05-31 | 1990-12-06 | Teldix Gmbh | COMPUTER SYSTEM |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 58-90202 A., P-217, Aug.17, 1983, Vol. 7, No. 188 * |
| JP Patents Abstracts of Japan: 58-97764 A., P-220, Sep. 2, 1983, Vol. 7, No. 198 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19901720A1 (en) * | 1999-01-18 | 2000-07-20 | Siemens Ag | Automation system for controlling and monitoring technical system, especially power station |
| DE19934513B4 (en) * | 1999-07-22 | 2006-05-24 | Siemens Ag | Control procedure for a technical plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69428634T2 (en) | Hardware arrangement and method for extending the data processing time in the assembly line stages of a microcomputer system | |
| DE19744071B4 (en) | Control system using a programmable logic controller | |
| DE3535436C2 (en) | ||
| DE69022100T2 (en) | Logical circuit and method of use. | |
| DE3701663C2 (en) | Circuit for facilitating the testing of a higher order circuit arrangement and test method for such a circuit arrangement | |
| DE4010311C2 (en) | Data processor | |
| DE3013070A1 (en) | CIRCUIT AND METHOD FOR RECEIVING AND PROCESSING REQUEST SIGNALS FROM PERIPHERAL DEVICES WITHIN A DATA-PROCESSING DEVICE | |
| DE3780163T2 (en) | PROGRAMMABLE FOLLOW-UP CONTROL FOR CONTROLLING FAST, COMPLICATED WORKING AID. | |
| DE3411015C2 (en) | ||
| DE2651314C2 (en) | Safety output circuit for a data processing system that emits binary signals | |
| DE69523509T2 (en) | Decentralized system and multi-computer system | |
| DE9312739U1 (en) | Redundant automation system | |
| DE68925452T2 (en) | Multiprocessor system using a communication register with memory locations assigned to the processors | |
| DE3324313A1 (en) | Device for the failsafe representation of information on a data display device | |
| DE3918886C2 (en) | Reset arrangement in a data processing unit | |
| DE2801517C2 (en) | ||
| DE19838178B4 (en) | Printed circuit board in a programmable control system, wherein a power supply unit and a central unit are mounted on the circuit board | |
| DE3238692A1 (en) | Data transmission system | |
| DE3640670C2 (en) | ||
| DE10048732A1 (en) | Multiprocessor arrangement | |
| DE3826266C2 (en) | ||
| DE69223660T2 (en) | Fail-safe logic circuit | |
| EP0155371B1 (en) | Instruction decoder for a processor control unit | |
| EP0301160A2 (en) | System with two microprocessors and shared write/read memory | |
| DE2449984A1 (en) | LOCKING CIRCUIT |