INFORMATOR TECHNICZNY GE IP. Zalecana konfiguracja systemu gorącej rezerwacji Hot-Standby Redundancy w oparciu o kontrolery PACSystems

Transkrypt

1 INFORMATOR TECHNICZNY GE IP Informator techniczny nr listopad 2009 Zalecana konfiguracja systemu gorącej rezerwacji Hot-Standby Redundancy w oparciu o kontrolery PACSystems Przeznaczenie systemu Układ gorącej rezerwacji to redundantny, rozproszony system sterowania, dedykowany dla aplikacji tzw. o wysokiej dostępności. Zbudowany jest w oparciu o kontrolery PACSystems RX3i lub RX7i, w których, dzięki zastosowaniu gorącej rezerwacji, przełączenie na układ rezerwowy odbywa się bezuderzeniowo. Redundantny system sterowania stosowany jest w celu podniesienia niezawodność sterowania, niezbędnej w wielu procesach technologicznych. Rozwiązanie to zapewnia oszczędności w trakcie eksploatacji instalacji przemysłowej, ograniczając ze względu na podniesienie poziomu bezawaryjności systemu sterowania koszty związane z awariami i przestojami w produkcji. Koncepcja systemu Układ gorącej rezerwacji budowany jest z dwóch specjalizowanych nadrzędnych jednostek sterujących RX3i lub RX7i oraz rozproszonych układów wejść/wyjść, sterowanych za pomocą redundantnych sieci Ethernet. Jednostki nadrzędne pracują w układzie rezerwacji i połączone są specjalnym szybkim światłowodowym łączem do synchronizacji danych pomiędzy nimi. Za pomocą łącza do synchronizacji przesyłane są dane procesowe z jednostki aktywnej do rezerwowej, co w efekcie powoduje, Ŝe jednostka rezerwowa jest w stanie przejąć od jednostki aktywnej kontrolę nad procesem z tymi samymi danymi i tym samym przejęcie sterowania odbędzie się w sposób bezuderzeniowy. Sterowanie układami wejść/wyjść odbywa się za pomocą redundantnej magistrali Ethernet. Do programowania i komunikacji z systemem SCADA dedykowane jest osobne łącze Ethernet. Elementy składowe Podstawowe elementy składowe pojedynczego kontrolera nadrzędnego, zbudowanego na bazie serii RX3i: IC695CHS012 kaseta bazowa, 12-gniazdowa, IC695PSA040 zasilacz 230 VAC, IC695CRU320 jednostka centralna do systemu gorącej rezerwacji, IC695RMX128 moduł do synchronizacji (2 sztuki), IC695ETM001 moduł komunikacyjny Ethernet (3 sztuki). W przypadku, gdyby kontrolery nadrzędne były budowane w oparciu nie o serię RX3i, lecz o serię RX7i, to konfiguracja pojedynczego kontrolera byłaby następująca: IC698CHS009 kaseta bazowa, 9-gniazdowa, IC698PSA100 zasilacz 230 VAC, IC698CRE030 jednostka centralna do systemu gorącej rezerwacji, ma wbudowany port Ethernet IC698RMX016 moduł do synchronizacji (2 sztuki), IC698ETM001 moduł komunikacyjny Ethernet (2 sztuki). Podstawowe elementy składowe pojedynczego układu wejść/wyjść: IC695CHS gniazdowa kaseta bazowa, IC695PSD140 zasilacz 24 VDC, pracujący w układzie rezerwacji zasilania (2 lub sztuki, zaowania mocy dla modułów zainstalowanych w tej kasecie), IC693NIU001 interfejs komunikacyjny układu wejść/wyjść, IC693ETM001 moduł komunikacyjny Ethernet (2 sztuki), 1

2 moduły wejść/wyjść w zaleŝności od wymagań danej instalacji. W układach wejść/wyjść rozproszonych, zamiast jednostek centralnych, uŝyte są interfejsy komunikacyjne (NIU). Istnieje moŝliwość tworzenia niewielkiego lokalnego programu sterującego w interfejsach komunikacyjnych, realizującego procedury awaryjne, moŝna równieŝ do interfejsów dołączać lokalnie urządzenia w sieciach komunikacyjnych Profibus DP, RS232/485 z protokołem Modbus RTU Master/Slave oraz Serial I/O. Aby dodatkowo zwiększyć niezawodność, stosuje się dwie magistrale do sterowania układami wejść/wyjść. Dlatego w układach wejść/wyjść zainstalowane są po dwa moduły Ethernet, z których pierwszy dołączony jest do pierwszej magistrali, a drugi moduł Ethernet do drugiej magistrali sterującej Ethernet. Dzięki takiej konfiguracji, uszkodzenie dowolnej magistrali nie spowoduje zatrzymania pracy systemu sterowania. Magistrale sterujące powinny być prowadzone róŝnymi trasami kablowymi, aby zminimalizować moŝliwość jednoczesnego uszkodzenia obu magistral. Kolejną zalecaną rezerwacją jest rezerwacja zasilaczy w kasetach zawierających moduły wejść/wyjść, uzyskana dzięki zastosowaniu kilku zasilaczy IC695PSD140. W jednej kasecie powinny być zainstalowane co najmniej 2 takie zasilacze. Ilość zasilaczy IC695PSD140 obecnych w jednej kasecie zaleŝna jest od zaowania na moc modułów zainstalowanych w tej kasecie. Prawidłowo skonfigurowany system pod kątem mocy powinien gwarantować dalszą pracę po wyłączeniu lub uszkodzeniu jednego zasilacza. Sprawdzenia zaowania na moc kasety w konkretnej konfiguracji moŝna dokonać samemu, przy pomocy oprogramowania Proficy Machine Edition lub kontaktując się z firmą ASTOR. Zastosowanie wielu zasilaczy w jednej kasecie daje równieŝ rezerwację źródeł zasilania, przez co awaria jednego źródła zasilania nie zatrzyma pracy systemu sterowania. Zamiast zasilaczy IC695PSD140 moŝna stosować zasilacze IC695PSA140, jednakŝe IC695PSD140 są preferowane ze względu na mniejsze rozmiary (zasilacz IC695PSD140 zajmuje tylko jedno gniazdo w kasecie). Zasilacze IC695PSD140 zasilane są z napięcia 24VDC. Połączenia pomiędzy kasetami Kasety zawierające wejścia/wyjścia są kasetami systemu rozproszonego i mogą być instalowane w róŝnych częściach zakładu produkcyjnego. Zaleca się stosowanie połączenia światłowodowego do tych kaset. Połączenie do kaset moŝe być zrealizowane standardowo w układzie gwiaździstym lub w topologii pierścienia (RING), zapewniającym funkcjonowanie komunikacji Ethernet równieŝ po awarii łącza lub przełącznika w jednym, dowolnym punkcie. Modyfikacje konfiguracji Dopuszcza się uproszczenia w konfiguracji systemu rezerwacji (np. zastosowanie tylko jednego łącza do synchronizacji, uŝycie pojedynczej magistrali do układów wejść/wyjść rozproszonych, wykorzystanie serii VersaMax jako układów wejść/wyjść rozproszonych), jeŝeli konfiguracja taka będzie dopuszczalna z punktu widzenia oczekiwanego poziomu niezawodności systemu sterowania. 2

3 Schemat przykładowego układu rezerwacji, opartego o serię RX3i Przykład ilustruje system z dwoma układami wejść/wyjść rozproszonych 1) Koncepcja systemu 2) Schemat systemu, z uwzględnieniem numerów katalogowych 3

4 Lista numerów katalogowych elementów składowych układu rezerwacji, opartego o serię RX3i Nr katalogowy Ilość Opis IC695CRU320 2 Jednostka centralna do systemu gorącej rezerwacji, 64 MB pamięci, 1GHz, RS232, RS485. IC695RMX128 4 Specjalizowany moduł komunikacyjny, uŝywany do budowy łącza do synchronizacji pomiędzy jednostkami nadrzędnymi. IC695CHS gniazdowa kaseta bazowa, sugerowana do budowy nadrzędnej jednostki sterującej. IC695CHS gniazdowa kaseta bazowa, sugerowana do budowy kasety z modułami wejść/wyjść. IC695PSA040 2 Zasilacz 240 VAC, 40 W, sugerowany do budowy nadrzędnej jednostki IC695PSD140 IC695ETM001 IC695NKT001, minimalnie 2 na kaŝdą kasetę wielkości systemu ZaleŜnie od ilość układów wejść/wyjść rozproszonych sterującej. Zasilacz 24 VDC dla kontrolera RX3i, sugerowany do budowy kasety z modułami wejść/wyjść. Zasilacz zasilany jest z napięcia 24VDC. Ilość zasilaczy zaleŝna jest od zaowania mocy w kasecie wejść/wyjść oraz od ilości tych kaset. Moduł komunikacyjny do sieci Ethernet, 2 x 10/100BaseT (switch). KaŜda z jednostek nadrzędnych powinna posiadać 3 takie moduły, a kaŝda z kaset zawierających moduły wejść/wyjść po 2 takie moduły. NaleŜy zwrócić uwagę na to, Ŝe interfejs komunikacyjny do sieci Ethernet (IC695NKT001) zawiera juŝ jeden moduł IC695ETM001. Interfejs komunikacyjny do sieci Ethernet. Zawiera jeden moduł IC695NIU001 i jeden moduł komunikacyjny IC695ETM001. PoniewaŜ w kaŝdej kasecie zawierającej układy wejść/wyjść powinny być dwa moduły Ethernet, naleŝy do kaŝdej takiej kasety dodać moduł IC695ETM001. Moduły wejść/wyjść i komunikacyjne. Katalog modułów serii RX3i dostępny jest na stronie internetowej. IC646MPP001 1 Oprogramowanie narzędziowe do konfigurowania i programowania kontrolerów PACSystems RX3i Logic Developer PLC Professional Edition, zawiera klucz programowy. AST-PWR-7524 AST-N5010G AST-N4010 Przykładowy zasilacz 24 VDC, 3.2 A. Zarządzalny, przemysłowy switch Gigabitowy wyposaŝony w 7 portów RJ-45 10/100TX oraz 3 porty RJ-45 10/100/1000 TX wymiennie, z 3 modułami światłowodowymi SFP SX/LX. Zarządzalny, przemysłowym switch, wyposaŝony w 7 portów RJ-45 10/100TX oraz 3 porty RJ-45 10/100TX, które mogą być uŝywane zamiennie z 3 modułami światłowodowymi SFP Oprogramowanie SCADA firmy Wonderware lub GE IP, pracujące w rezerwacji. Szersze informacje dostępne są na stronie internetowej. 4

5 Schemat przykładowego układu rezerwacji, opartego o serię RX7i Przykład ilustruje system z dwoma układami wejść/wyjść rozproszonych 1) Koncepcja systemu 2) Schemat systemu, z uwzględnieniem numerów katalogowych 5

6 Lista numerów katalogowych elementów składowych układu rezerwacji, opartego o serię RX7i Nr katalogowy Ilość Opis IC698CRE030 2 Jednostka centralna do systemu gorącej rezerwacji, 64 MB pamięci, 600MHz, Pentium-M, RS232, RS485. Jednostka ma wbudowany port Ethernet 2 x 10/100BaseT (switch), który uŝywany jest do połączenia z systemem SCADA oraz komputerem do programowania. IC698RMX016 4 Specjalizowany moduł komunikacyjny, uŝywany do budowy łącza do synchronizacji pomiędzy jednostkami nadrzędnymi. IC698CHS gniazdowa kaseta bazowa VMI, sugerowana do budowy nadrzędnej jednostki sterującej. IC695CHS gniazdowa kaseta bazowa, sugerowana do budowy kasety z modułami wejść/wyjść. IC698PSA100 2 Zasilacz 240 VAC, 100 W, sugerowany do budowy nadrzędnej jednostki IC695PSD140, minimalnie 2 na kaŝdą kasetę sterującej. Zasilacz 24 VDC dla kontrolera RX3i, sugerowany do budowy kasety z modułami wejść/wyjść. Zasilacz zasilany jest z napięcia 24VDC. Ilość zasilaczy zaleŝna jest od zaowania mocy w kasecie wejść/wyjść oraz od ilości tych kaset. IC698ETM001 4 Moduł komunikacyjny do sieci Ethernet, 2 x 10/100BaseT (switch). KaŜda z jednostek nadrzędnych powinna posiadać 2 takie moduły. Moduły uŝywane do budowy magistrali komunikacyjnej pomiędzy jednostkami nadrzędnymi a układami wejść/wyjść. IC695ETM001 IC695NKT001 wielkości systemu ZaleŜnie od ilość układów wejść/wyjść rozproszonych Moduł komunikacyjny do sieci Ethernet, 2 x 10/100BaseT (switch). KaŜda z kaset zawierających moduły wejść/wyjść powinna posiadać po 2 takie moduły. NaleŜy zwrócić uwagę na to, Ŝe interfejs komunikacyjny do sieci Ethernet (IC695NKT001) zawiera juŝ jeden moduł IC695ETM001. Interfejs komunikacyjny do sieci Ethernet. Zawiera jeden moduł IC695NIU001 i jeden moduł komunikacyjny IC695ETM001. PoniewaŜ w kaŝdej kasecie zawierającej układy wejść/wyjść powinny być dwa moduły Ethernet, naleŝy do kaŝdej takiej kasety dodać moduł IC695ETM001. Moduły wejść/wyjść i komunikacyjne. Katalog modułów serii RX3i dostępny jest na stronie internetowej. IC646MPP001 1 Oprogramowanie narzędziowe do konfigurowania i programowania kontrolerów PACSystems RX3i Logic Developer PLC Professional Edition, zawiera klucz programowy. AST-PWR-7524 AST-N5010G AST-N4010 Przykładowy zasilacz 24 VDC, 3.2 A. Zarządzalny, przemysłowy switch Gigabitowy wyposaŝony w 7 portów RJ-45 10/100TX oraz 3 porty RJ-45 10/100/1000 TX wymiennie, z 3 modułami światłowodowymi SFP SX/LX. Zarządzalny, przemysłowym switch, wyposaŝony w 7 portów RJ-45 10/100TX oraz 3 porty RJ-45 10/100TX, które mogą być uŝywane zamiennie z 3 modułami światłowodowymi SFP Oprogramowanie SCADA firmy Wonderware lub GE IP, pracujące w rezerwacji. Szersze informacje dostępne są na stronie internetowej. 6