Почему горит ошибка системы pcs? принцип работы и неисправности предаварийной безопасности

Почему горит ошибка системы pcs? принцип работы и неисправности предаварийной безопасности

Почему горит ошибка системы pcs? принцип работы и неисправности предаварийной безопасности

Работа системы PCS Toyota основана на использовании датчиков-сканеров. Первый — это радарный датчик, расположенный за передней (радиаторной) решеткой. Второй — камера-датчик, установленный за ветровым стеклом. Они излучают и принимают обратно электромагнитные волны в миллиметровом диапазоне, оценивая наличие препятствий перед автомобилем и расстояние до него. Информация от них подается на центральный компьютер, который обрабатывает ее, и принимает соответствующие решения.

Схема работы датчиков системы PCS

Третий аналогичный датчик находится в заднем бампере автомобиля (Rear Pre-Crash Safety System), и предназначен для сигнализирования об угрозе удара сзади. В случае, когда система считает столкновения сзади неизбежным, она автоматически натягивает ремни и активирует предаварийные передние подголовники, которые выдвигаются вперед на 60 мм. а вверх на 25 мм.

Характеристика Описание
Диапазон рабочих расстояний 2-150 метров
Относительная скорость движения ± 200 км/ч
Рабочий угол радара ± 10° (с шагом 0,5°)
Рабочая частота 10 Гц

Рабочие характеристики датчика системы PCS

Если система PCS решит, что велика вероятность создания столкновения или возникновения аварийной обстановки, она подает звуковой и световой сигнал водителю, после которых он должен сбросить скорость. Если этого не происходит, а вероятность столкновения возрастает, система самостоятельно активирует тормоза и подтягивает ремни безопасности водителя и переднего пассажира. Кроме этого, происходит оптимальная регулировка демпфирующих усилий на амортизаторах машины.

Обратите внимание, что система не записывает видео или звуки, поэтому ее нельзя использовать в качестве видеорегистратора.

В своей работе система предаварийной безопасности использует следующую входящую информацию:

  • сила нажатия водителем на педаль тормоза или акселератора (если нажатие имело место);
  • скорость автомобиля;
  • состояние системы предаварийной безопасности;
  • информация о расстоянии и относительной скорости между вашим автомобилем и другими машинами или объектами.

Система определяет экстренное торможение по скорости автомобиля и ее падению, а также силе, с которой водитель давит на педаль тормоза. Аналогично PCS работает в случае возникновения бокового заноса автомобиля.

Система PCS активна при выполнении следующих условий:

  • скорость автомобиля превышает 30 км/ч;
  • обнаружение экстренного торможения или заноса;
  • водитель и передний пассажир пристегнуты ремнями безопасности.

Обратите внимание, что PCS можно включить, отключить, а также настроить время предупреждения о вероятности возможного столкновения. Кроме этого, в зависимости от настроек и комплектации автомобиля система может иметь или не иметь функцию обнаружения пешеходов, а также функцию принудительного торможения перед препятствием.

Ошибка PCS

Об ошибке в системе PCS водителю сигнализирует контрольная лампа на приборной панели с названием Check PCS или просто PCS, имеющая желтый или оранжевый цвет (обычно говорят, что загорелся PCS). Причин возникновения неполадок может быть очень много. Это происходит после того, как включается зажигание автомобиля, и ЭБУ проводит тестирование всех систем на их работоспособность.

Пример индикации об ошибке в работе системы

Возможные неисправности системы PCS

Неисправности в работе Check PCS System могут быть вызваны разными причинами. В следующих случаях загоревшаяся лампа погаснет и система вновь станет доступной при наступлении нормальных условий:

  • если радарный датчик или камера-датчик сильно нагрелись, например, на солнце;
  • если радарный датчик или камера-датчик сильно переохладились;
  • если радарный датчик и эмблема машины покрыты грязью;
  • если область на ветровом стекле перед камерой-датчиком чем-то закрыта.

Также причинами возникновения ошибок могут быть следующие ситуации:

  • выход из строя предохранителей цепи питания блока управления PCS или цепи стоп-сигналов;
  • окисление или ухудшение качества контактов в клеммной колодке тех из них, которые связаны с работой системы предаварийной безопасности;
  • разрыв или нарушение изоляции контрольного кабеля, идущего от радара-датчика до ЭБУ автомобиля;
  • значительное снижение уровня тормозной жидкости в системе или износ тормозных колодок;
  • низкое напряжение от аккумулятора, из-за чего ЭБУ расценивает это как ошибку PCS;
  • смещение и раскалибровка радаров.

Методы решения

Самый простой метод, который может помочь на начальном этапе — сбросить информацию об ошибке в ЭБУ. Это можно выполнить самостоятельно, отсоединив минусовую клемму от аккумулятора на несколько минут. Если это не помогло, обращайтесь за помощью к официальному дилеру Toyota или к квалифицированным и проверенным мастерам. Они сбросят ошибку с помощью электронных средств. Однако если после сброса ошибка возникает вновь — необходимо искать ее причину. Для этого следует выполнить следующие действия:

  • Проверить предохранитель в цепи питания блока PCS на предмет его выхода из строя.
  • На автомобиле Toyota Land Cruiser необходимо проверить питание на 7-мом контакте 10-ти контактного разъема блока PCS.
  • Проверить контакты на разъемах блоков в ногах водителя и пассажира на предмет их окисления.
  • Проверить разъем ЭБУ ремней безопасности под рулем.
  • Проверить целостность кабеля, подключенного к переднему радару (который расположен за радиаторной решеткой). Часто такая проблема возникает у машин Toyota Prius.
  • Проверить предохранитель цепи стоп-сигнала.
  • Очистить передний радар и эмблему на радиаторной решетке.
  • Проверить, не сместился ли передний радар. При необходимости его нужно откалибровать у официального дилера Toyota.
  • Проверить уровень тормозной жидкости в системе, а также износ тормозных колодок.
  • У автомобиля Toyota Prius сигнал об ошибке может возникнуть из-за того, что оригинальные аккумуляторы выдают заниженное напряжение. Из-за этого ЭБУ ошибочно сигнализирует о возникновении некоторых ошибок, в том числе в работе PCS.

Дополнительная информация

Для того, чтобы система PCS работала исправно, необходимо предпринимать профилактические меры, которые позволят датчикам нормально функционировать. Для радарного датчика:

Пример расположения датчика-радара

  • всегда содержите датчик и эмблему автомобиля в чистоте, в случае необходимости протирайте их мягкой ветошью;
  • не устанавливайте на датчик или эмблему никаких наклеек, в том числе, прозрачных;
  • не допускайте сильных ударов по датчику и радиаторной решетке, в случае повреждения сразу же обращайтесь за помощью в специализированную мастерскую;
  • не разбирайте радарный датчик;
  • не меняйте структуру или схему датчика, не покрывайте его краской;
  • замену датчика или радиаторной решетки проводите только у официального представителя Toyota или на СТО, имеющих соответствующие лицензии;
  • не снимайте с датчика табличку о его соответствии закону об используемых им радиоволнах.
  • всегда содержите ветровое стекло в чистоте;
  • не устанавливайте антенну и не наклеивайте различные наклейки на ветровом стекле напротив камеры-датчика;
  • при покрывании ветрового стекла напротив камеры-датчика конденсатом или льдом, используйте функцию устранения запотевания;
  • не покрывайте ничем стекло напротив камеры-датчика, не устанавливайте тонировку;
  • если на ветровом стекле имеются трещины — замените его;
  • защищайте камеру-датчик от намокания, попадания интенсивного ультрафиолетового излучения и яркого света;
  • не дотрагивайтесь до объектива камеры;
  • защищайте камеру от сильных ударов;
  • не меняйте положения камеры и не снимайте ее;
  • не разбирайте камеру-датчик;
  • не устанавливайте возле камеры устройства, излучающие сильные электромагнитные волны;
  • не меняйте никакие предметы возле камеры-датчика;
  • не модифицируйте фары автомобиля;
  • если вам нужно закрепить на крыше габаритный груз, следите за тем, чтобы он не мешал камере-датчику.

Систему PCS можно принудительно отключить. Для этого используется кнопка, расположенная под рулевым колесом. Отключение необходимо производить в следующих ситуациях:

  • при буксировке вашего автомобиля;
  • при буксировке вашим автомобилем прицепа или другой машины;
  • при транспортировке автомобиля на других транспортных средствах — автомобильных или железнодорожных платформах, кораблях, паромах и так далее;
  • во время поднятия автомобиля на лифте с возможностью свободного вращения колес;
  • при проведении диагностики автомобиля на испытательном стенде;
  • при выполнении балансировки колес;
  • в случае, если передний бампер и/или радарный датчик были повреждены вследствие удара (например, аварии);
  • при вождении неисправного автомобиля;
  • при езде по бездорожью или придерживаясь спортивного стиля;
  • при низком давлении в шинах или если покрышки слишком изношены;
  • в случае, если на машине установлены иные покрышки, нежели указанные в спецификациях;
  • при установленных на колесах цепях;
  • когда на машине установлено запасное колесо;
  • если подвеска автомобиля подвергалась модификации;
  • при загрузке машины тяжелым багажом.
Читать еще:  Замена ремня грм на chevrolet cruze собственноручно: инструкции с фото

Система PCS делает эксплуатацию вашего автомобиля гораздо безопаснее. Поэтому старайтесь поддерживать ее в работоспособном состоянии и держать постоянно включенной. Однако если она по каким-либо причинам вышла из строя — это не является критичным. Проведите самостоятельную диагностику и устраните проблему. В случае, если у вас не получилось выполнить это самостоятельно — обратитесь к официальному дилеру Toyota в вашем регионе или к квалифицированным мастерам.

По статистике, чаще других проблема с PCS появляется у людей, пользующихся заглушками для фиксаторов ремней безопасности. Дело в том, что при срабатывании системы ремни подтягиваются с помощью встроенных моторчиков и выключателей. Однако при попытке разблокировать ремни как раз и возникает ошибка, от которой в дальнейшем трудно избавиться. Поэтому не советуем вам пользоваться заглушками для ремней, если ваш автомобиль оборудован системой предаварийной безопасности.

Читайте также:

Система помощи при трогании на подъеме HSA (HAC) В наши дни автомобилестроение достигло значительных успехов,…

Лада Приора Хэтчбек Про неё слагали легенды › Бортжурнал › Модернизация системы охлаждения двигателя Еще…

Виды топливных систем бензиновых двигателейВ зависимости от типа бензинового двигателя, различают карбюраторную и инжекторную топливные…

Лада 2109 Baltic GL EuroSamara › Бортжурнал › О первой подушке безопасности для отечественного автомобиля…

Расшифровка, что такое система SRS в автомобилеSRS (сокращение от Supplementary Restraint System) – это система…

ПРЕДАВАРИЙНАЯ СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ

РАБОТА КОНТРОЛЬНЫХ ЛАМП И ВЫВОД СООБЩЕНИЙ

Когда нарушается нормальная работа предаварийной системы безопасности, водитель уведомляется об этом посредством включения контрольной лампы PCS и отображения предупреждающего сообщения на мультиинформационном дисплее.

Главная контрольная лампа аварийного состояния Предупреждающее сообщение Описание DTC Контрольная лампа PCS
Горит “Pre-Collision System Malfunction Visit Your Dealer” (Неисправность предаварийной системы безопасности, обратитесь к дилеру) Предаварийная система безопасности неисправна Регистрируются Мигает
Не горит “Pre-Collision System Unavailable” (предаварийная система безопасности недоступна)

Датчик радара миллиметрового диапазона в сборе установлен неправильно

Недопустимая температура датчика радара миллиметрового диапазона

Недопустимо низкое напряжение датчика радара миллиметрового диапазона

Не регистрируется Горит
Не горит “Pre-Collision System Unavailable Clean Sensor” (предаварийная система безопасности недоступна, очистите датчик) На датчик радара миллиметрового диапазона налипли посторонние вещества Не регистрируется Горит
Не горит “Front Camera Unavailable” (передняя камера недоступна)

    Недопустимое напряжение на передней камере распознавания объектов

    Температура передней камеры распознавания объектов вне рабочего диапазона

Не регистрируется Горит
Не горит “Front Camera Vision Blocked Clean and Demist Windshield.” (Обзор передней камеры закрыт, очистите ветровое стекло и устраните запотевание) Передняя поверхность передней камеры распознавания объектов или ветрового стекла загрязнена или покрыта конденсатом Не регистрируется Горит
Не горит “VSC Turned Off Pre-Collision Brake System Unavailable” (Система VSC отключена, система экстренного торможения недоступна) Система VSC отключена Не регистрируется Горит
Состояние контрольной лампы аварийного состояния PCS

Контрольная лампа PCS Условие
Мигает ВКЛ: 0,5 с/ ВЫКЛ: 1,5 с Предаварийная система безопасности неисправна (зарегистрирован код DTC)
Предаварийная система безопасности временно отключена
Предаварийная система безопасности отключена
Система VSC отключена
Прочие

Первоначальная проверка выполняется после включения зажигания, если до этого оно было выключено более 2 с. Первоначальная проверка включает в себя диагностическую проверку предаварийной системы безопасности длительностью примерно 3 с.

Если в ходе первоначального контроля обнаруживается неисправность, контрольная лампа PCS в щитке приборов начинает мигать или горит постоянно, а на мультиинформационном дисплее отображается предупреждающее сообщение, указывающее на неисправность или отключение предаварийной системы безопасности.

После включения зажигания и выполнения первоначальной проверки (примерно в течение 3 с) датчик радара миллиметрового диапазона начинает непрерывно контролировать работу предаварийной системы безопасности для выявления неисправностей.

Если в ходе постоянного контроля обнаруживается неисправность, контрольная лампа PCS в щитке приборов начинает мигать или горит постоянно, а на мультиинформационном дисплее отображается предупреждающее сообщение, указывающее на неисправность или отключение предаварийной системы безопасности.

Почему горит ошибка системы PCS? Принцип работы и неисправности предаварийной безопасности

В случае, когда после предупреждения водитель не предпринимает действия для устранения возможного столкновения, система начинает принудительное торможение автомобиля и предпринимает действия для сохранности водителя и пассажиров при возможном столкновении.

Если имеется угроза столкновения сзади, система PCS выполняет натяжение ремней безопасности и активирует предаварийные передние подголовники. Функции системы PCS могут отличаться, в зависимости от модели автомобиля и комплектации. В некоторых pcs toyota что это Lexus, например, в PCS входит функция обнаружения пешеходов.

Важно отметить, что система PCS работает только при следующих условиях: В зависимости от комплектации и модели автомобиля, водитель может выбрать различные параметры работы системы в бортовом компьютере.

Например, изменить pcs toyota что это срабатывания предупреждения о возможном столкновении. Также систему PCS можно полностью отключить в автомобиле с помощью кнопки, которая расположена под рулевым колесом.

Причин возникновения неполадок может быть очень. Это происходит после того, как включается зажигание автомобиля, и ЭБУ проводит тестирование всех систем на их работоспособность. В следующих случаях загоревшаяся лампа погаснет и система вновь станет доступной при наступлении нормальных условий: Также причинами возникновения ошибок могут быть следующие ситуации: Методы решения Самый простой метод, который может помочь на начальном этапе — pcs toyota что это информацию об ошибке в ЭБУ.

Это можно выполнить самостоятельно, отсоединив минусовую клемму от аккумулятора на несколько минут. Если это не помогло, обращайтесь за помощью к официальному дилеру Toyota или к квалифицированным и проверенным мастерам.

Они сбросят ошибку с помощью электронных средств. Однако если после сброса ошибка возникает вновь — необходимо искать ее причину. Для этого следует выполнить следующие действия: Проверить предохранитель в цепи питания блока PCS на предмет его выхода из строя.

Проверить контакты на разъемах блоков в ногах водителя и пассажира на предмет их окисления. Состоит из радара, блока обработки информации, исполнительных устройств. В pcs toyota что это, если система PCS определяет вероятность столкновения, то она, одновременно посылая сигнал для торможения, приводит в действие систему преднатяжения ремней безопасности, а в некоторых вариантах исполнения — приподнимает и двигает подголовники сидений для защиты головы водителя и пассажира от внешних воздействий.

Общий вид системы на рисунке ниже: Структурная схема, показывающая состав и местонахождение элементов системы PCS: Как работает радар: Устройство радара: Тут важно не путать “инерционную систему ремней безопасности” и систему PCS — в первом случае ремни безопасности блокируются в результате инерции тела водителя, а во втором случае ремни безопасности натягиваются специальным pcs toyota что это по команде системы PCS.

Есть ограничения в работе системы, она не сможет правильно работать в таких ситуациях: При переходе к индикации режима pcs toyota что это диагностики период миганий изменяется.

В нормальном состоянии в режиме активной диагностики желтая контрольная лампа состояния тормозной системы незначительная неисправность мигает с периодом 0,25.

После завершения инициализации электронной системы и калибровки электромагнитного клапана pcs toyota что это линейной характеристикой и перехода к индикации режима активной диагностики желтой контрольной лампы состояния тормозной системы незначительная неисправность убедитесь, что код DTC 66 не произведена настройка смещения электромагнитного клапана с линейной характеристикойуказывающий на сбой при настройке “нуля” датчика хода, не выводится.

Выполните калибровку “нуля” датчика замедления и рысканья Нажмите.

Загорелась лампочка АБС: что делать и почему горит значок ошибки

Многие автолюбители, увидев, что на приборной панели загорелась лампочка ABS, начинают подозревать проблемы с тормозами и стремятся как можно быстрее их устранить. Но такое мнение ошибочно: подобный сигнал указывает на неисправность системы антиблокировки. В такой ситуации важно грамотно определить причину его появления. Иногда это можно сделать самостоятельно, но чаще всего не обойтись без компьютерной диагностики.

Причины появления ошибки ABS

Надо понимать, что для любого автомобиля считается нормальным, когда лампочка АБС загорается в момент включения зажигания и тухнет спустя несколько секунд. А вот если индикатор горит на протяжении всего движения, это уже говорит о неисправности. В большинстве случаев появление сигнала вызвано сбоями в работе элементов, не связанных с антиблокировочной системой.
Однако если разбираться досконально, то горит значок АБС по следующим причинам:

Засорение или поломка датчика ABS

Это одна из самых частых предпосылок к возникновению сигнала. В таком случае необходимо произвести компьютерную диагностику автомобиля и определить код ошибки, с последующим ремонтом либо заменой датчика.

Технические повреждения

Горит лампочка АБС и по техническим причинам:

  • Вышел из строя блок управления АБС;
  • Сломался ступичный подшипник;
  • Из-за обрыва провода нарушена связь с одним из датчиков.

Разблокировка колёс

В какой-то момент движения датчики зафиксировали необходимость экстренного торможения и запустили механизм. На это и указывает загоревшийся индикатор.

В высокотехнологичных моделях автомобилей, оснащённых несколькими системами безопасности, к примеру, ABS и ESP, такая ошибка будет устранена автоматически.

Сбой в работе бортового компьютера

Его поломка проявляется в безосновательном включении различных индикаторов, в том числе и АБС.

Некорректная работа системы

Появление такого значка также вызывается возникновением очагов коррозии на основных элементах датчика. Иными словами, на него попала грязь и ржавчина.

Неисправность предохранителя

Лампочка АБС загорается в случаях, когда предохранители выходят из строя и сигнал от датчика поступает напрямую в бортовой компьютер.

Неполадки в электросети автомобиля

Выход из строя некоторых потребителей электричества вполне может спровоцировать включение сигнала ABS. А также возможен вариант, что в автомобиле просто отходит провод и пропадает контакт в разъёме подключения.

Способы устранения ошибки ABS

Избавиться от загрязнения и ржавчины

Если в вашем автомобиле загорелась лампочка абс, опытные механики рекомендуют начать процесс устранения ошибки с посещения мойки. Зачастую сильным напором воды удаётся промыть тормозные диски, и если причина в наличии грязи и ржавчины, то подобной манипуляции будет достаточно для её устранения. Можно попробовать очистить датчики системы управления торможением. Необходимо приподнять автомобиль с помощью домкрата и снять колёса.

Если же лампочка продолжает гореть, следует проверить работу ступичного подшипника. Достаточно разогнать автомобиль до скорости 90 км/ч и внимательно прислушаться: лёгкий монотонный гул в области колёс, неважно, передних или задних, указывает на то, что причина неисправности в ступице. В таком случае самым верным решением будет обратиться за консультацией к опытному механику. Возможно, он подскажет, как устранить поломку самостоятельно.

Самостоятельный ремонт

Для самостоятельного устранения поломки можно выполнить следующие операции:

  • Поменять в блоке предохранителей элементы, отвечающие за исправность системы ABS;
  • Проверить электрику на предмет обрыва проводов;
  • Найти код ошибки, который поможет выявить неисправность системы;
  • Открыть капот, осмотреть электронный блок и убедиться, что в него не попала жидкость;
  • Обратиться на компьютерную диагностику в сервисный центр и произвести ремонт.

Причём последний вариант, пусть и не из дешёвых, зато самый оправданный. Ведь только профессионалы смогут качественно устранить неисправность. Тем более что у рядового автолюбителя не всегда найдётся для этого необходимое оборудование.

Если же ремонт датчика был произведён самостоятельно, то по окончании проводится тест на определение работоспособности системы АБС. Для этого необходимо разогнать автомобиль до скорости 40–50 км/ч и резко затормозить. Если педаль завибрировала, а знак удалось потушить, значит, ошибка устранена.

Почему лампочка АБС моргает и хаотично включается

Такие хаотичные сигналы — признак одной из самых неприятных поломок. Это значит, что вышли из строя датчики антиблокировочной системы, компьютер получает неверную информацию, в результате подаёт неправильные команды другим системам.

Некоторые владельцы, боясь полностью потерять контроль над управлением, предпочитают отключить систему АБС. Но такое решение подходит преимущественно для отечественных автомобилей, оснащённых простой системой блокировки. Для большинства же иномарок подобные манипуляции — весьма трудоёмкий процесс. Поэтому отключение АБС не является оптимальным выходом из ситуации, так как датчики обеспечивают безопасность эксплуатации автомобиля. Тем более что правильно это может сделать только профессионал.

При некорректном отключении, бортовой компьютер будет постоянно выдавать новые коды диагностических ошибок.
Таким образом, в случае периодического моргания лампочки ABS, нужно как можно быстрее провести диагностику, причём всей бортовой электрической системы, и устранить неполадку.

Как видите, ошибки, в результате которых загорелся значок АБС, решаются просто. Важно как можно быстрее произвести полную компьютерную диагностику автомобиля и выявить причину неисправности. Поэтому всегда нужно иметь под рукой координаты профессионального механика и проверенного автосервиса. Цена вопроса будет зависеть от комплектации и марки автомобиля.

Системы противоаварийной защиты от Siemens

В настоящее время разработаны международные общепризнанные стандарты, позволяющие классифицировать и оценивать программно-технические комплексы и оборудование по различным уровням безопасности. Среди таких стандартов можно отметить, например:

  • IEC 61508 — основной стандарт для спецификации, а также для разработки и эксплуатации систем обеспечения безопасности (классы безопасности SIL 1 — SIL4 (см. табл.));
  • IEC 61511 — стандарт, ориентированный на приложения для перерабатывающей промышленности.
Таблица. Критерий оценки SIS, описывающий вероятность возникновения аварийной ситуации

Уровень безопасности Вероятность возникновения ошибки (PFD) в течение года Фактор снижения риска = 1/PFD
SIL 4 от >=10 –5 до –4 от 100000 до 10000
SIL 3 от >=10 –4 до –3 от 10000 до 1000
SIL 2 от >=10 –3 до –2 от 1000 до 100
SIL 1 от >=10 –2 до –1 от 100 до 10

Системы обеспечения безопасности для автоматизации процессов фирмы Siemens полностью соответствуют стандартам безопасности вплоть до класса SIL3 (IEC/EN 61508, ГОСТ Р МЭК 61508) и обеспечивают безопасность на всех уровнях — от контрольно-измерительной аппаратуры для регистрации и преобразования сигналов до надежных отказоустойчивых устройств управления и исполнительных устройств, т. е., например, позиционных регуляторов, вентилей или насосов (рис. 1).

Рис. 1. Образцы технических компонентов систем автоматики безопасности

Традиционный подход к архитектуре системы безопасности отделяет управление и контроль функций безопасности от остальных приложений. Производители систем управления часто применяют контроллеры и шины безопасности параллельно с основной системой управления технологическими процессами (АСУ ТП). Необходимая информация может передаваться из контроллера безопасности в основную систему посредством шлюзов сетевой коммуникации, но две системы работают независимо. Технологические разработки сделали возможным использование одного контроллера для управления обеими задачами, что значительно сокращает стоимость разработки и эксплуатации системы.

Рассмотрим подробнее, как можно реализовать потенциал комплексной системы безопасности с АСУ ТП SIMATIC PCS7. Ее модульность и гибкость дает возможность индивидуально определить не только степень интеграции системы безопасности в АСУ ТП, но и степень резервирования контроллеров, полевой шины и периферии процесса (Flexible Modular Redundancy, FMR — гибкое модульное резервирование). Полная интеграция системы безопасности в SIMATIC PCS7 позволяет уменьшить занимаемую площадь, объем аппаратного обеспечения и проводки, а также сэкономить на монтаже, подключении и разработке проекта.

Система многозадачна, т. е. в одном CPU могут одновременно выполняться несколько программ — как приложения для управления основным процессом, так и приложения, направленные на обеспечение безопасности. Программы выполняются в разных циклах и областях памяти и не зависят друг от друга, но при необходимости могут обмениваться данными через системную шину Industrial Ethernet. Взаимодействуя с отказобезопасными сигнальными модулями станций децентрализованной периферии ET200M/S/iSP или подключенными непосредственно через полевую шину надежными преобразователями, эти программы могут распознавать как ошибки процесса, так и собственные, внутренние ошибки и в случае сбоя автоматически переводят установку в безопасное состояние. Основным элементом таких систем противоаварийной защиты (ПАЗ) являются центральные процессоры (Failsafe CPU), принцип работы которых имеет ряд отличительных особенностей по сравнению со стандартными ЦПУ. Помимо обработки сигналов из модулей ввода/вывода, эти ЦПУ полностью контролируют корректность выполнения как отдельной программной операции, так и всей программы в целом, постоянно проверяя себя на предмет возникновения любой ошибки (включая работу микросхем) и при необходимости автоматически переводя компоненты в безопасное для технологического процесса состояние. Failsafe CPU подвергает проверке логику работы программы, преобразуя входные операнды на обратные и проводя над ними обратные операции (рис. 2). В случае несоответствия результатов прямой и обратной обработки выдается сигнал об ошибке и принимается решение о переводе системы в безопасное состояние. Можно сказать, что в одном аппаратном процессоре Failsafe (F) работают по принципу «И» два виртуальных процессора, результаты работы которых постоянно сравниваются.

Рис. 2. Логика выполнения отказобезопасных программ

Отказобезопасные и отказоустойчивые системы

Отказобезопасная система может быть и отказоустойчивой (резервированной). Между этими двумя понятиями есть разница: задача отказобезопасности — перевести процесс в безопасное состояние в случае возникновения ошибки, вплоть до полной остановки процесса, а задача отказоустойчивости — поддержать работу системы в случае выхода из строя компонентов управления, не влияющих на безопасность процесса. В резервированных системах управления повышенной надежности каждый элемент, начиная со станции оператора до устройств полевого уровня, включая и саму шину, может быть зарезервирован посредством дублирования. Дублирующие ЦПУ синхронно выполняют одну и ту же программу и могут находиться как рядом, так и на значительном расстоянии друг от друга, например на противоположных концах цеха или завода. В зависимости от задачи автоматизации и вытекающих из нее требований по обеспечению безопасности степень резервирования может быть отдельно определена для контроллера, полевой шины и децентрализованной периферии. Таким образом, могут быть реализованы индивидуальные, точно адаптированные к конкретным задачам отказоустойчивые архитектуры, которые могут парировать несколько одновременно возникающих отказов. FMR предусматривает резервирование только там, где оно необходимо.

Отказобезопасные системы с библиотекой F-блоков

Еще один аспект отказобезопасных систем — это программирование. У SIEMENS такие системы программируются с помощью специальных дополнений стандартных инжиниринговых средств и сертифицированных T?V (немецкая сертификационная организация) блоков из специальной библиотеки.

Инструментальное средство разработки отказобезопасных систем S7 F Systems делает возможной параметризацию отказобезопасных контроллеров AS 4xxF/FH, а также отказобезопасных F-модулей из спектра ET 200M/S/iSP. Оно поддерживает проектирование систем посредством следующих функций:

  • сравнение отказобезопасных F-программ;
  • распознавание изменений F-программ через контрольную сумму;
  • разделение функций обеспечения безопасности (F-функций) и стандартных функций.

Доступ к F-функциям защищен паролем. Встроенная в S7 F Systems библиотека F-блоков (рис. 3) содержит готовые к применению функциональные блоки для создания отказобезопасных приложений с помощью CFC или основанной на CFC матрицы безопасности (Safety Matrix). Сертифицированные F-блоки перехватывают такие ошибки программирования, как деление на ноль или выход значений за допустимые пределы. Стандартное приложение может быть запрограммировано в F-ЦПУ обычным образом в CFC-редакторе без влияния на F-функциональность.

Рис. 3. Сертифицированные модули библиотеки S7 F Systems

Матрица безопасности SIMATIC Safety Matrix

Матрица безопасности SIMATIC, которая может быть использована в дополнение к CFC, является инструментальным средством (Safety Lifecycle Tool), предназначенным для обеспечения безопасности на протяжении всего жизненного цикла установки. Ее можно использовать как для удобного проектирования отказобезопасных приложений, так и для их эксплуатации и обслуживания. Основанная на испытанном принципе матрицы «причина-следствие», она хорошо подходит для процессов, в которых заданные состояния требуют определенных реакций для обеспечения безопасности.

При анализе рисков установки проектировщик может соотнести события (причины), возникающие в ходе процесса, с определенными реакциями (следствиями). В горизонтальных строках матрицы, которую можно сравнить с программой обработки электронных таблиц, он вводит возможные события (входы), конфигурирует их вид и количество, логические операции над ними, возможные задержки и блокировки, а также, в случае необходимости, допустимые ошибки. Затем он определяет в вертикальных столбцах реакции (выходы) на созданные события. Связывание событий и реакций осуществляется простым щелчком на ячейке, находящейся на пересечении строки и столбца (рис. 4). На основе этих данных матрица безопасности автоматически генерирует сложные CFC-программы.

Рис. 4. Матрица безопасности

PROFIBUS с PROFIsafe

Для обмена данными между компонентами распределенной F-системы или несколькими F-системами используются сети PROFIBUS и PROFINET. В стандартном виде эти сети не могут обеспечить адекватную отказоустойчивость для достижения необходимого уровня надежности. Фреймы сообщений могут теряться, портиться или доставляться в неправильной последовательности. Для обеспечения целостности данных, удовлетворяющей требованиям безопасности, можно использовать специальный профиль PROFIsafe (рис. 5), который осуществляет контроль времени, контроль нумерации кодовых посылок, контроль подписи сообщений и дополнительный контроль целостности данных. PROFIsafe реализуется как дополнительный слой программного обеспечения внутри устройств системы автоматизации без изменения стандартных коммуникационных механизмов PROFIBUS и PROFINET. С помощью PROFIsafe передаваемые сообщения расширяются дополнительными данными, на основе которых партнеры по обмену информацией могут распознавать и компенсировать такие ошибки, как задержка, неправильная последовательность, потеря, ошибочная адресация или искажение данных. Cтандартные компоненты (например, коммуникационные и интерфейсные модули), участвующие в обмене данными абонентов PROFIsafe, могут использоваться без дополнительных модификаций. Профиль не требует дополнительных настроек и настраивается автоматически при конфигурировании аппаратного обеспечения F-систем.

Рис. 5. Пакеты PROFIsafe профиля

Отказобезопасные модули/субмодули

Резервируемые отказобезопасные сигнальные F-модули/субмодули ET 200M/S/iSP (DI/DO/AI) согласованы с функциями обеспечения безопасности F/FH-систем и могут диагностировать как внутренние, так и внешние ошибки. Стандартные модули ввода/вывода можно использовать в одной системе с F-модулями, однако в F-программе допускается использовать информацию только от F-модулей. Модули ввода/вывода имеют дополнительные контрольные цепи для каждого канала, что дает возможность проводить проверку достоверности сигнала и выявлять ошибки (рис. 6). Сигнал с датчика логически раздваивается в канале и проходит дополнительную обработку с последующим сравнением, что гарантирует его правильную оценку и интерпретацию.

Рис. 6. Контроль каналов

Для F-модулей ввода/вывода, в зависимости от уровня безопасности, который необходимо обеспечить, предусмотрена возможность разных схем подключения датчиков и исполнительных элементов. Например, если при менее жестком уровне безопасности SIL 2 подключение производится по схеме датчик-канал, то при SIL 3 датчик разводится сразу на два аппаратных канала или используется специальный двухканальный датчик, т. е. сигнал проходит удвоенную проверку в контрольных цепях каждого из каналов. Они не дублируют друг друга, хотя это возможно, а проводят дополнительный контроль сигнала на предмет выявления ошибки. Между каналами могут устанавливаться логические связи с принципами обработки сигналов 1оо1, 1оо2, 2оо2 и 2оо3.

F-датчики

Для построения завершенной системы ПАЗ необходимо использовать специальные F-датчики. Особенно большая серия этих датчиков под названием SIGUARD предназначена для машиностроения и тяжелой промышленности, где преобладают дискретные сигналы защиты в виде зон безопасности и безопасных концевых положений. Наиболее продвинутыми датчиками из этой серии являются световые барьеры и сканеры для контроля зон безопасности. Они незаменимы для использования на предприятиях, где есть прессы, обрабатывающие центры, роботы и манипуляторы всевозможного назначения и другое машиностроительное оборудование. Эти устройства сертифицированы вплоть до SIL 3 и их можно настраивать на определенные условия эксплуатации, такие как число нарушений зоны до срабатывания, настройка зон нечувствительности, время прохождения сигнала и т. д.

В настоящее время расширение стандартов безопасности позволяет интегрировать электронные и программируемые системы безопасности непосредственно в частотные преобразователи и сервоприводы, давая возможность производителям оборудования создать такую систему безопасности, при которой перемещение осей или исполнительных механизмов происходит на безопасной скорости, если оператор находится в рабочей зоне. К функциям безопасности для частотных преобразователей и сервоприводов относятся функции безопасного состояния покоя, безопасного процесса остановки, безопасной рампы торможения, безопасной пониженной скорости, наличие входных/выходных сигналов с F-функциональностью и т. д. Использование подобного рода устройств с интегрированными функциями безопасности (например, станций ET200S и ET200pro) позволяет не только создать менее сложное решение ПАЗ, уменьшить стоимость оборудования и время запуска, но и обеспечить большую производительность установки за счет сокращения времени простоя при проверках, чистках, сменах инструмента и т. п.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector