CN114124032B 用于测试冗余信号路径中的滤波器的系统和方法 （罗克韦尔自动化技术公司）

用于测试冗余信号路径中的滤波器的系统本公开内容涉及用于测试冗余信号路径中路径的操作期间检测冗余信号路径中的故障的根据来自滤波器的输出和原始测试信号生成每信号路径中的每个路径所获得的频率响应相互2测量来自可操作地连接在所述第一信号路径中的第一滤根据所述测试信号和所述第一输出信号确定所述第一滤波器的第测量来自可操作地连接在所述第二信号路径中的第二滤根据所述测试信号和所述第二输出信号确定所述第二滤波器的第在将所述测试信号注入所述第一信号路径中时，在所述第二信号路径上接收输入信在将所述测试信号注入所述第二信号路径中时，在所述第一试信号注入所述第一信号路径和所述第二信号在将所述测试信号注入所述第一信号路径中时，断开所述第在将所述测试信号注入所述第二信号路径中时，断开所述第期的所述周期信号并将所述至少一个周期的所述周期信号注入所述第一信号路径和所述在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下将所述测试信号注入所述第一信号路在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下测量来自所述第一滤波器的所述第一3在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下，根据所在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下将所述测试信号注入所述第二信号路在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下测量来自所述第二滤波器的所述第二在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下，根据所对于所述多个预定义频率中的每个预定义频率，比较所述第一频率当在所述多个预定义频率中的任一预定义频率下所述第一频率响应与所述第二频率响应之间的差超过所述预定义阈值时，在所述第一滤波器或所述第二滤波器中识别到故分别将所述第一频率响应或所述第二频率响应中的至少一个与所存储的初始第一频当所述第二频率响应与所述初始第二频率响应之间的差超过所述第二预定义阈值时，装置接收输入信号并且所述第一输出端被配置成向至少一个处理器提供第第一滤波器，沿着所述第一信号路径串联连接在所述第一外部装置接收所述输入信号并且所述第二输出端被配置成向所述至少一个处理器提供第第二滤波器，沿着所述第二信号路径串联连接在所述第二根据所述测试信号和所述第一输出信号确定所述第一滤波器的第4根据所述测试信号和所述第二输出信号确定所述第二滤波器的第在将所述测试信号注入所述第一信号路径中时，在所述第二在将所述测试信号注入所述第二信号路径中时，在所述第一在所述处理器模块执行所述控制程序时，生成所述测试信号并第一电子开关，被配置成至少部分地响应于由所述处第二电子开关，被配置成至少部分地响应于由所述处期的所述周期信号并将所述至少一个周期的所述周期信号注入所述第一信号路径和所述在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下将所述测试信号注入所述第一信号路在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下测量来自所述第一滤波器的所述第一在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下，根据所在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下将所述测试信号注入所述第二信号路在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下测量来自所述第二滤波器的所述第二5在所述多个预定义频率中的每个预定义频率下，根据所对于所述多个预定义频率中的每个预定义频率，比较所述第一频率当在所述多个预定义频率中的任一预定义频率下所述第一频率响应与所述第二频率响应之间的差超过所述预定义阈值时，在所述第一滤波器或所述第二滤波器中识别到故将初始第一频率响应或初始第二频率响应中的至少一个存储在所述分别将所述第一频率响应或所述第二频率响应中的至少一个与所存储的初始第一频当所述第二频率响应与所述初始第二频率响应之间的差超过所述第二预定义阈值时，15.一种用于测试用于工业控制器的输入模块的冗余信号路径中的滤波器的方法，所在将来自所述外部装置的所述输入信号沿着第二信号路径传递至所述输入模块的处在将所述测试信号注入所述第一信号路径中时，利用所述处根据所述测试信号和所述第一信号路径的所述输出确定所述第一信号路径的第一频在将来自所述外部装置的所述输入信号沿着所述第一信号路径传递至所述输入模块在将所述测试信号注入所述第二信号路径中时，利用所述处根据所述测试信号和所述第二信号路径的所述输出确定所述第二信号路径的第二频在所述第一滤波器的输入端处将所述测试信号注入所述第6将至少一个周期的所述周期信号注入所述第二信对于所述多个预定义频率中的每个预定义频率，将所述测试信号注入对于所述多个预定义频率中的每个预定义频率，确定所述第一频率当在所述多个预定义频率中的任一预定义频率下所述第一频率响应与所述第二频率分别将所述第一频率响应或所述第二频率响应中的至少一个与所存储的初始第一频当所述第二频率响应与所述初始第二频率响应之间的差超过所述第二预定义阈值时，7[0003]“安全工业控制系统”是旨在确保在工业处理的环境中工作的人的安全的工业控其输出提供预定的安全状态，这些输出的预定值旨在使工业处理进入其最安全的静态模联。标准IECEN61508定义了SIL-1至SIL-4的四个SIL等级，数字越大代表风险降低量越[0005]作为提供SIL-2以及更高等级的系统的一部分的工业控制器通常使用与工业控制器同时运行的诊断程序来诊断工业控制器的硬件的操作[0007]如本领域技术人员已知的，达到期望的SIL安全等级的一个方面是验证系统内的模拟输入信号经由导体或成对冗余导体被发送并且在输入模块处或在冗余输入模块处被指示传感器与输入模块中的处理器之间的某个位置处存在故障。技术人员必须对传感器、8出信号确定第二滤波器的第二频率响应，并且将第一频率响应与第二频率响应进行比较。成从外部装置接收输入信号并且第二输出端被配置成向至少一个处理器提供第二输出信信号确定第二滤波器的第二频率响应。处理器将第一频率响应与第二频率响应进行比较，并且当第一频率响应与第二频率响应之间的差超过预定义阈值时在第一滤波器或第二滤9[0019]图3是在图1的工业控制器中使用的输入模块的冗余信号路径的一个实施方式的[0020]图4是在图1的工业控制器中使用的输入模块的冗余信号路径的另一实施方式的[0021]图5是在图1的工业控制器中使用的成对输入模块的冗余信号路径的又一实施方[0022]图6是存在于图3至图5的冗余信号路径之一中的滤波器的一个实施方式的框图表[0026]公开了用于识别沿着冗余信号路径的故障的具体位置的信号路径的对应输出处产生在电子部件的制造[0027]为了实现期望的SIL安全等级，应用可能需要沿着第一信号路径和第二信号路径被测滤波器的交叉频率。处理器被配置成一次将测试信号注入信号路径中的一个路径中。络模块被配置成连接至网络15并且在处理器模块14与网络15[0029]以冗余方式设置第一输入模块16A和第二输入模块16B。第一输入模块16A连接至20B或21可以是例如被配置成产生用于工业控制器10的输入信号的开关、传感器、继电器44对第一输入信号22A与第二输入信号22B进行比较以验证两个输入信号22A、22B是相同图2中观察到的并且如将在图3至图5中更详细地讨论的，可以设想在不偏离本发明的范围[0034]接下来转到图3，另外详细地示出了用于在单个输入模块16中建立的冗余信号路[0035]如果期望更高的SIL等级和改进的诊断覆盖，则处理器44可以被拆分成两个处理第一滤波器70与第二信号路径62中的对应的第二滤波器72以相同的方式进行配置。然而，二输入模块16B提供第二输入信号23B。可以设想，第一组输入装置20A和第二组输入装置20B可以类似地分别为第一输入模块16A和第二输入模块16B产生第一输入信号22A和第二输入信号22B。来自每个输入装置21的第一输入信号23A至少部分地限定第一信号路径60，并且来自每个输入装置21的第二输入信号23B至少部分地限定第二信号路径62。第一信号路径60的第一滤波器70与第二信号路径62中对应的第二滤波器72以相同的方式进行配置。每个第一滤波器70的输出端76被提供至第一输入模块16A中的处理器44，并且每个第二滤波器72的输出端76被提供至第二输入模块16B中的处理器44。专用通信接口47设置在处理号提供至处理器之前对经滤波的信号执行附作，除了10千赫兹频率之外，还可以选择其他频率，例如1千赫兹(1kHz)和100千赫兹处理交叉耦合。可以从处理器44生成另一控制信号并且将其提供至电子开关(例如，晶体定滤波器70、72中的阻抗(Z1至Z4)的诸如电阻器或电容器的电子部件的故障会影响滤波器取任何需要的动作来将受控机器或处理置于安全操作状态和/或向70、72将输入信号22衰减3分贝(3dB)。输入信号22的3分贝衰减通过的因数或大约的实际电阻或电容在相应部件的预期制造公差之外。频率响应在操作点105处的幅度的比[0044]根据本发明的一个方面，基线频率响应102可以存储在存储器46中并且由输入模被存储。如果第一频率响应或第二频率响应与基线频率响应之间的差超过第二预定义阈二频率响应与基线频率响应的比较来检测电子部件值随时[0047]在某些应用中，可能不期望在测试信号路径时通过该信号路径传导输入信号2[0048]对于具有大约10千赫兹处的截止频率的低通滤波器，期望频率可以是10千赫了10千赫兹频率之外，还可以选择诸如1千赫兹(1kHz)和100千赫兹(100kHz)的其他频率。的测试信号顺序地注入第二信号路径中，并且在每个频率下为第二信号路径确定频率响故障将被忽视。然而，阻带中100千赫兹(100kHz)处的频率响应102和104的幅度实质上不[0049]上面已经针对一对冗余信号路径讨论了本发明。上面的在三个信号路径中的每个信号路径都经历了共同故障并且各自以相同方式(但错