Аппаратное дублирование, избыточность, отказоустойчивые системы, горячая замена, Где почитать? Опции

[syoma]

Привет.
Подскажите пожалуйста существует ли литература по сабжу? Интересует как делать по уму апппаратную избыточность для повышения надежности системы управления.
В моем случае - система управляет силовой электроникой в системах энергоснабжения. И ее отказ приведет к отключению света во многих городах. Пока решаем так - система управления (Процессоры и FPGA) полностью продублирована, включая датчики и разнесена физически, вплоть до того, что в разные здания. Обмен данными между системами только по оптике.
Выходы задублированных систем в виде оптики приходят в один контрольный блок, а с него в виде одного сигнала к исполнительным устройствам - тиристорам. Каждая система имеет встроенную самодиагностику, и блок, основываясь на этих данных решает, данные с какой системы посылать на выход. Контрольный блок сделан очень надежным с минимумом компонентов.
Конечно не самое лучшее решение и оно не всегда работает, поэтому хочется сделать как-то лучше и по уму.
Хочется, чтобы вообще не было Single Point Failure - то есть узлов, отказ которых приводит к выходу из строя всей системы. Горячая замена - тоже интересно как по уму делается.

[ARMik]

Почитайте Федоров Ю.Н. "Основы построения АСУТП взрывоопасных производств". В этой книге есть информация по поводу резервирования, дублирования.

Сообщение отредактировал ARMik - Oct 10 2011, 03:59

[Andrew2000]

или
Федоров Ю.Н. - Справочник инженера по АСУ ТП: проектирование и разработка (2008)
оно, вроде, посвежее

[syoma]

Спасибо, почитаю

[i-mir]

Скорее всего то о чем вы говорите можно найти в области работы критических систем,
таких как космос/авиация, впк, ядерные технологии, химия, ж/д. Тот критерий который
был озвучен соответствует требованиям к безопасности например для ж/д и атомных
станций (принцип единичного отказа). Авиация и космос более выдвигают более жесткие
требования.

Относительно литературы - более менее качественная на английском, в чистом виде
консолидированной информации я не находил пока. Начать можно с простых вещей,
как ни странно в лабораторках для ВУЗов хорошо изложен сам подход.

Выкладываю одну их них "Анализ безопасных схем...".

Если будут более предметные вопросы постараюсь ответить.

Прикрепленные файлы

 ____.pdf ( 542.95 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1027

 

[syoma]

Почитал я этот справочник - более менее интересно - но он там сконцентрирован на системах безопасности, а мне надо системы управления. Плюс там описывается применение, но не разработка.
Помоему для систем управления подход должен немного отличаться.
Есть еще что-нибудь интересное? Классификация типа 1002,2004 и т.д. - интересная. Есть по ним что-нибудь прочитать кроме стандартов?

[i-mir]

Когда я в свое время столкнулся с аналогичной проблемой - выходом послужили материалы
Space Shuttle Technical Conference (NASA,1985) - там детально проанализированы подходы
и рекомендации к проектированию челнока. Идеи резервирования с тех пор не изменились.
Немного выводы расходятся с Федоровым, но как мне кажется из-за специфики приложения,
ведь на земле можно выпасть в "защитный отказ" и ничего, а на борту безопасные но дохлые
мозги никому не нужны.

Почитайте в принципе материалы NASA - в сети можно найти. У меня эти материалы - 67 Мб,
выложу по запросу.

[sturi]

Когда я в свое время столкнулся с аналогичной проблемой - выходом послужили материалы
Space Shuttle Technical Conference (NASA,1985) - там детально проанализированы подходы
и рекомендации к проектированию челнока. Идеи резервирования с тех пор не изменились.
Немного выводы расходятся с Федоровым, но как мне кажется из-за специфики приложения,
ведь на земле можно выпасть в "защитный отказ" и ничего, а на борту безопасные но дохлые
мозги никому не нужны.

Почитайте в принципе материалы NASA - в сети можно найти. У меня эти материалы - 67 Мб,
выложу по запросу.

делаю запрос, спасибо!

[i-mir]

Попробуйте здесь:
https://rapidshare.com/files/3397393777/Spa...ttle1.pdf?bin=1
https://rapidshare.com/files/1899921035/Spa...ttle2.pdf?bin=1

[sturi]

Попробуйте здесь:
https://rapidshare.com/files/3397393777/Spa...ttle1.pdf?bin=1
https://rapidshare.com/files/1899921035/Spa...ttle2.pdf?bin=1

спасибо

[phantom]

Да, было бы интересно посмотреть на практические, желательно схемотехнические, простые приемы горячего резервирования...Типа есть выходной аналоговый сигнал, который формируется 2-мя одинаковыми блоками, и вот один блок отказал, а сигнал все равно есть ... Как сделать выходной "сумматор", чтобы он на все это не влиял....

[Nix_86]

Попробуйте здесь:
https://rapidshare.com/files/3397393777/Spa...ttle1.pdf?bin=1
https://rapidshare.com/files/1899921035/Spa...ttle2.pdf?bin=1

К сожалению, ссылки уже не актуальны, а материалы нужные и полезные. Не могли бы "освежить" ссылки? Или положить на фтп? Спасибо!

[i-mir]

Предлагаю не использовать термин "гарячее" резервирование - т.к. он неинформативен.
Если имеется ввиду работа в режиме нагруженного резервирования (см. ГОСТ 27.002-89 п.7.8),
то нужно понять что за аналоговый сигнал у вас используется.
В большинстве случаев можно обойтись облегченным или ненагруженным резервированием
и рассмотреть выходной каскад более детально по вашим требованиям.
Рассмотрите допустимое время переключения между каналами - обеспечение достаточно
быстрой коммутации может решить проблему намного быстрее и проще, даже с аналоговым
выходом.

[i-mir]

"Освежаю" ссылки

https://rapidshare.com/files/483140708/Spac...ttle1.pdf?bin=1
https://rapidshare.com/files/245387110/Spac...ttle2.pdf?bin=1

[Ильдус]

Да, было бы интересно посмотреть на практические, желательно схемотехнические, простые приемы горячего резервирования...Типа есть выходной аналоговый сигнал, который формируется 2-мя одинаковыми блоками, и вот один блок отказал, а сигнал все равно есть ... Как сделать выходной "сумматор", чтобы он на все это не влиял....

Для "суммирования" аналоговых сигналов применяют аналоговый кворум (КЭ), который состоит из ячеек ограничителей тока (ОТ) - см. прикреплённый файл.

ОТ - обычный диодный мост, вертикальная диагональ которого питается источником тока I1 - I3. Если ток сигнала Iс через горизонтальную диагональ меньше тока ограничения Io (вертикальной диагонали), то точки А и Б эквипотенциальны (равны).

Три соединённых ОТ образуют КЭ (можно и два, можно и двадцать два). Если сигналы Е1 - Е3 равны, то на Rн естественно имеем напряжение Е1. Если сигналы не равны, то на Rн будет напряжение, равное среднему по уровню источнику, например,
Е1 = 1 В; Е2 = 5 В; Е3 = 2 В - на Rн будет напряжение, равное Е3 (2 В).
- это так называемое мягкое отключение.

К точкам А и Б каждого подканала надо подключить компаратор, который при превышении заданного порога отключит соответствующий источник тока. - Жёсткое отключение

Из двух оставшихся на выход КЭ пройдёт меньший по уровню сигнал. Если они до отключения первого неисправного были равны, то рывков на Rн не будет.
Если два оставшихся будут иметь разную полярность, то на выходе КЭ будет ноль (иногда надо учитывать). Из двух оставшихся система не сможет выбрать правильный (КЭ как в жизни - два человека могут спорить до посинения), поэтому надо отключать оба.

"Безнадёжность" такого резервирования = 3*Q*Q, где Q - "безнадёжность" одного подканала.

Прикрепленные файлы

 ___3.pdf ( 11.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 231