Dokument opisujący zalecaną konfigurację rezerwacji gorącej Hot

INFORMATOR TECHNICZNY GE IP
Informator techniczny nr 33
-- 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:
• IC695CHS016 – 16-gniazdowa kaseta bazowa,
• IC695PSD140 – zasilacz 24 VDC, pracujący w układzie rezerwacji zasilania (2 lub sztuki, zaleŜnie od
zapotrzebowania mocy dla modułów zainstalowanych w tej kasecie),
• IC693NIU001– interfejs komunikacyjny układu wejść/wyjść,
• IC693ETM001 – moduł komunikacyjny Ethernet (2 sztuki),
ASTOR Sp. z o.o.
Dział Systemów Sterowania i Sieci Przemysłowych
ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków
tel.: 012 428-63-20
e-mail: [email protected]
www.astor.com.pl
1
•
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 zapotrzebowania na moc modułów zainstalowanych w tej kasecie. Prawidłowo
skonfigurowany system pod kątem mocy powinien gwarantować dalszą pracę po wyłączeniu lub
uszkodzeniu jednego zasilacza. Sprawdzenia zapotrzebowania 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.
ASTOR Sp. z o.o.
Dział Systemów Sterowania i Sieci Przemysłowych
ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków
tel.: 012 428-63-20
e-mail: [email protected]
www.astor.com.pl
2
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
ASTOR Sp. z o.o.
Dział Systemów Sterowania i Sieci Przemysłowych
ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków
tel.: 012 428-63-20
e-mail: [email protected]
www.astor.com.pl
3
Lista numerów katalogowych elementów składowych układu rezerwacji, opartego o serię RX3i
Nr katalogowy
Ilość
Opis
IC695CRU320
2
IC695RMX128
4
IC695CHS012
2
IC695CHS016
zaleŜnie od
potrzeb
2
Jednostka centralna do systemu gorącej rezerwacji, 64 MB pamięci, 1GHz,
RS232, RS485.
Specjalizowany moduł komunikacyjny, uŜywany do budowy łącza do
synchronizacji pomiędzy jednostkami nadrzędnymi.
12-gniazdowa kaseta bazowa, sugerowana do budowy nadrzędnej
jednostki sterującej.
16-gniazdowa kaseta bazowa, sugerowana do budowy kasety z modułami
wejść/wyjść.
Zasilacz 240 VAC, 40 W, sugerowany do budowy nadrzędnej jednostki
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 zapotrzebowania mocy w kasecie
wejść/wyjść oraz od ilości tych kaset.
IC695PSA040
IC695PSD140
IC695ETM001
IC695NKT001
IC646MPP001
AST-PWR-7524
AST-N5010G
AST-N4010
zaleŜnie od
potrzeb,
minimalnie
2 na kaŜdą
kasetę
zaleŜnie od
wielkości
systemu
ZaleŜnie od
ilość układów
wejść/wyjść
rozproszonych
zaleŜnie od
potrzeb
1
zaleŜnie od
potrzeb
zaleŜnie od
potrzeb
zaleŜnie od
potrzeb
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 www.astor.com.pl.
Oprogramowanie narzędziowe do konfigurowania i programowania
kontrolerów PACSystems RX3i – Logic Developer PLC Professional
Edition, zawiera klucz programowy.
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
www.astor.com.pl.
ASTOR Sp. z o.o.
Dział Systemów Sterowania i Sieci Przemysłowych
ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków
tel.: 012 428-63-20
e-mail: [email protected]
www.astor.com.pl
4
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
ASTOR Sp. z o.o.
Dział Systemów Sterowania i Sieci Przemysłowych
ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków
tel.: 012 428-63-20
e-mail: [email protected]
www.astor.com.pl
5
Lista numerów katalogowych elementów składowych układu rezerwacji, opartego o serię RX7i
Nr katalogowy
Ilość
Opis
IC698CRE030
2
IC698RMX016
4
IC698CHS009
2
IC695CHS016
zaleŜnie od
potrzeb
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.
Specjalizowany moduł komunikacyjny, uŜywany do budowy łącza do
synchronizacji pomiędzy jednostkami nadrzędnymi.
9-gniazdowa kaseta bazowa VMI, sugerowana do budowy nadrzędnej
jednostki sterującej.
16-gniazdowa kaseta bazowa, sugerowana do budowy kasety z modułami
wejść/wyjść.
Zasilacz 240 VAC, 100 W, sugerowany do budowy nadrzędnej jednostki
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 zapotrzebowania mocy w kasecie
wejść/wyjść oraz od ilości tych kaset.
IC698PSA100
IC695PSD140
IC698ETM001
zaleŜnie od
potrzeb,
minimalnie
2 na kaŜdą
kasetę
4
IC695ETM001
zaleŜnie od
wielkości
systemu
IC695NKT001
ZaleŜnie od
ilość układów
wejść/wyjść
rozproszonych
zaleŜnie od
potrzeb
1
IC646MPP001
AST-PWR-7524
AST-N5010G
AST-N4010
zaleŜnie od
potrzeb
zaleŜnie od
potrzeb
zaleŜnie od
potrzeb
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.
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 www.astor.com.pl.
Oprogramowanie narzędziowe do konfigurowania i programowania
kontrolerów PACSystems RX3i – Logic Developer PLC Professional
Edition, zawiera klucz programowy.
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
www.astor.com.pl.
ASTOR Sp. z o.o.
Dział Systemów Sterowania i Sieci Przemysłowych
ul. Smoleńsk 29, 31-112 Kraków
tel.: 012 428-63-20
e-mail: [email protected]
www.astor.com.pl
6