在 1oo2 双通道安全输入里,两路机械触点或两个传感器几乎不可能在完全相同的时刻变化。TIA Portal 里的 Discrepancy time 就是用来处理这种时间差的。

很容易把它当成普通的“报警延时”——误报多就调大一点。但它同时参与双通道故障判断,还会进入部分场景下的最大安全响应时间,调大不是“更保险”,而是把发现故障的时间往后推。

这一篇涉及四个相关参数,它们必须一起看:

参数 作用 配置要点
Discrepancy time 允许双通道暂时处于不一致状态的时间 5 ms~30 s;默认 5 ms;按通道对设置
Discrepancy behavior 差异时间运行期间送给安全程序的值 Supply value 0 或 Supply last valid value;默认 Supply value 0
Input delay 输入滤波和延时 0.4、0.8、1.6、3.2、6.4、10.0、12.8、20 ms;默认 3.2 ms,实际可选范围与传感器供电参数有关
Reintegration after discrepancy error 差异错误后的重新集成条件 Test 0-Signal not necessary / necessary;默认 not necessary

两条硬约束先记住:差异时间必须大于输入延时,以及它不是越大越安全。下面逐条说清楚。

一、差异时间是什么,什么时候开始计时

当 1oo2 的两个相关输入出现不同状态时,模块会启动差异分析。对于 equivalent 评估,开始条件是两个关联输入检测到不同电平;对于 non-equivalent 评估,则是两个输入出现相同电平、破坏了预期的相反关系。

如果两路信号在 Discrepancy time 到期前重新满足设定关系,差异计时结束,不形成差异错误。

所以它的用途是容纳正常的机械或传感器动作偏差,不是用来掩盖长期不一致。这个区分决定了后面怎么定值。

ET 200SP F-DI 8x24VDC HF 双通道等价传感器 1oo2 接线示意

图 1:1oo2 双通道等价接线中,两路输入需要在差异时间内恢复到允许关系(图片来源:Siemens Fail-safe modules Manual Collection)。

二、差异期间输出什么值

Discrepancy behavior 决定差异已经发生但尚未超时时,安全程序看到什么过程值。

选项 作用 配置要点
Supply value 0 一检测到差异就向安全程序提供 0 F-DI 8x24VDC HF 默认选项
Supply last valid value 差异时间运行期间继续提供上一个有效值 需要把可能延长的传感器—执行器响应时间纳入安全响应时间评估

选了保留上一个有效值之后,差异时间越长,某些时间关键型停机功能允许维持旧值的时间也越长。这两个参数的组合效果比单看其中任何一个都要危险。

三、与 Input delay 的关系

Siemens 对 F-DI 8x24VDC HF 明确要求,配置的 Discrepancy time 必须大于 Input delay。这两个参数不能各自独立设置。

Input delay 提高后,输入抗干扰能力和信号响应特性都会变化;差异时间也必须继续满足这条依赖关系。改了一个就要回头看另一个。

四、怎么定这个值

从传感器实际动作差开始。差异时间需要足够大,使无故障情况下两路信号的正常时间差能在超时前消失。

同时不能为了避免误报警持续增大参数。最终应把 F-DI 的差异时间、输入延时、短路测试以及 F-System 其他通信和程序响应时间一起纳入安全功能的最大响应时间计算。

不要看到其他项目使用 500 ms 就直接照抄。差异时间必须由本项目的传感器特性和安全响应时间要求决定。

五、超时后会发生什么

如果 Discrepancy time 到期后两路输入仍未恢复到允许关系,模块检测到 discrepancy error,并生成相应诊断信息。

之后的恢复还会受到 Reintegration after discrepancy error、通道故障确认以及 Safety 程序重新集成策略影响。线路恢复正常并不意味着安全过程值一定立即重新投入使用。

六、常见错误

常见说法 实际情况
差异时间越大越不容易停机,所以越好 过大的差异时间会延后某些双通道故障判断,并可能增加最大响应时间
只改 Discrepancy time,不用看 Input delay F-DI 明确要求差异时间必须大于输入延时
触点偶尔不一致就把参数加大 应先检查传感器、机械同步性、接线和诊断原因,再判断是否需要调整参数

七、总结

Discrepancy time 的本质是给双通道信号一个有限的正常不同步窗口。时间到期后仍无法恢复到预期关系,就应被当作差异错误处理。

设置时同时看 Discrepancy behaviorInput delay 和整条安全功能的响应时间,比单独记住某个毫秒数重要。

本文用于说明差异时间的工程含义,不替代具体安全功能的响应时间计算和验证。

资料来源

  1. Siemens Fail-safe modules Manual Collection:F-DI 8x24VDC HF Parameters
  2. Siemens Fail-safe modules Manual Collection:Discrepancy time
  3. Siemens Fail-safe modules Manual Collection:Response times