Egy folyamatmérnök határozza meg a folyamatos vegyi reaktor vezérlőrendszerét. A reaktort nem lehet leállítani anélkül, hogy ne vesszenek el egy teljes termékadagot, és egy tétel többet ér, mint a teljes PLC-rendszer. A mérnök meghatároz egy ABB PLC-t CPU redundanciával. De a beszerzési megrendelés felülvizsgálatakor felmerül a kérdés: mit is jelent valójában a redundancia a gyakorlatban? A másodlagos CPU tétlen, amíg az elsődleges meghibásodik? Milyen gyorsan megy végbe az átállás? És mi történik a kimenetekkel az átmenet során? Ezek nem tudományos kérdések. A válaszok határozzák meg, hogy a redundancia valódi-e, vagy csak marketing kifejezés. EgyABB PLCrendszer, a CPU redundancia egy speciális műszaki architektúra meghatározott szinkronizálási mechanizmusokkal, átkapcsolási időkkel és hibamódokkal. Ennek az architektúrának a megértése elengedhetetlen azon vásárlók számára, akik prémiumot fizetnek a rendelkezésre állásért.
Ez az útmutató azoknak a beszerzési mérnököknek és rendszerintegrátoroknak készült, akiknek értékelniük kell az ABB PLC redundanciáját a kritikus alkalmazásokhoz. Elmagyarázzuk az elsődleges/másodlagos architektúrát, a szinkronizálási folyamatot, az átkapcsolási mechanizmust és az I/O kezelést az átkapcsolás során. Kitérünk a beszállító értékelésének kritériumaira és a Yueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd.-nél lévő gyárunk termékparamétereire is. Akár új rendszert határoz meg, akár egy meglévőt frissít, ez az útmutató segít megérteni, hogy a CPU redundancia valójában mit jelent egy ABB PLC rendszerben.
A CPU redundancia egy ABB PLC rendszerben azt jelenti, hogy két CPU modul párhuzamos működésre van beállítva, az egyik elsődleges, a másik pedig másodlagos. Az elsődleges CPU az aktív vezérlő. Végrehajtja az alkalmazási programot, adatokat ír az I/O modulokba, és kommunikál a felügyeleti rendszerrel. A másodlagos CPU nem tétlen. Az alkalmazási programot is végrehajtja és beolvassa az I/O-t, de nem ír a kimenetekre. Szinkronizálási adatokat kap az elsődlegestől, így annak belső állapota megegyezik az elsődleges állapotával. Ha az elsődleges CPU meghibásodik, a másodlagos CPU átveszi elsődleges szerepét, és elkezd írni az I/O-ra. Ez az architektúra hot standby néven ismert. Mindkét CPU fut; a másodlagos bármikor készen áll átvenni az irányítást[idézet:1][idézet:3].
A legfontosabb különbség a redundancia és az egyszerű biztonsági mentés között az, hogy a másodlagos CPU folyamatosan szinkronizálva van. Ez nem egy hideg tartalék, amelyet hiba esetén be kell kapcsolni és betölteni a programmal. Ez egy futó rendszer, amely már ismeri a folyamat aktuális állapotát. Ez azt jelenti, hogy az átállás teljes újraindítás nélkül megtörténhet, és a folyamat minimális megszakítással folytatódhat. Az alábbi táblázat összefoglalja az ABB CPU redundanciájának főbb jellemzőit.
| Jellegzetes | ABB CPU redundancia |
| Építészet | Hot standby (mindkét CPU fut) |
| Elsődleges CPU szerepkör | Programot hajt végre, I/O-t olvas, kimeneteket ír |
| Másodlagos CPU szerepkör | Programot hajt végre, I/O-t olvas, szinkronizálási adatokat fogad |
| Szinkronizálás | A kritikus adatok folyamatos átvitele elsődlegesről másodlagosra |
| Átváltási trigger | Elsődleges CPU-hiba, áramkimaradás vagy kommunikációs hiba |
| Átállási idő | Általában ezredmásodperces tartományban (alkalmazásfüggő) |
| I/O kezelés átkapcsolás közben | A kimenetek utolsó állapota; a bemenetek olvasása folytatódik |
atYueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd., gyárunk redundanciára konfigurált ABB PLC rendszereket szállít. Ügyfeleinkkel együttműködve meghatározzuk az alkalmazásukhoz szükséges redundancia megfelelő szintjét, az egyszerű CPU-redundanciától a redundáns I/O-val és kommunikációs hálózatokkal rendelkező teljesen redundáns rendszerekig. Technikai csapatunk segíthet a kiválasztási folyamatban, és részletes rendszerarchitektúra diagramokat készít.
Az elsődleges és másodlagos CPU-k közötti szinkronizálás az a mechanizmus, amely a redundancia működését biztosítja. Szinkronizálás nélkül a másodlagos CPU elavult lenne, amikor átveszi az irányítást, és a folyamat megszakadna. Az ABB PLC rendszerek dedikált szinkronizációs kapcsolatot használnak a két CPU között. Ez a kapcsolat elkülönül a vezérlőhálózattól és az I/O hálózattól, biztosítva, hogy a szinkronizálás akkor is folytatódjon, ha hálózati hiba lép fel. A szinkronizálási adatok tartalmazzák az alkalmazás kritikus belső változóit: az időzítők és számlálók állapotát, az alapjelek és vezérlőváltozók értékeit, valamint a hibamentes átvitelhez szükséges történeti adatokat. A másodlagos CPU folyamatosan kapja ezeket az adatokat, így állapota egy letapogatási cikluson belül megegyezik az elsődleges állapotával [idézet:3].
A szinkronizációs kapcsolat szívverés jelet is hordoz. Mindkét CPU figyeli ezt a jelet, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a másik CPU életben van. Ha a másodlagos CPU már nem fogadja a szívverést az elsődlegestől, akkor ezt elsődleges hibaként értelmezi, és átkapcsolást kezdeményez. Egyes ABB-rendszerekben egy második független kapcsolatot használnak a szinkronizációs kapcsolati hiba és a CPU-hiba megkülönböztetésére. Ez megakadályozza azt a helyzetet, hogy egy megszakadt szinkronkábel miatt mindkét CPU egyszerre próbáljon elsődlegesvé válni. Az alábbi táblázat összefoglalja a szinkronizálási architektúrát.
| Elem | Funkció | Fontosság |
| Szinkronizálási hivatkozás | A kritikus alkalmazásadatokat az elsődlegesről a másodlagosra továbbítja | Biztosítja, hogy a másodlagos készen álljon az irányítás átvételére adatvesztés nélkül |
| Szívverés jel | Megerősíti, hogy a másik CPU él és működik | Lehetővé teszi az elsődleges hiba gyors észlelését |
| Független szinkronizálási útvonal | Külön fizikai kapcsolat az adatok szinkronizálásához | Megakadályozza, hogy a hálózati hibák megzavarják a szinkronizálást |
| Linkfigyelés | Érzékeli a szinkronizálási kapcsolat hibáját és a CPU meghibásodását | Megakadályozza a kettős elsődleges konfliktust |
Üzemünkben az ABB PLC rendszereket minden alkalmazáshoz a megfelelő szinkronizálási hardverrel és konfigurációval szállítjuk. Biztosítjuk a megbízható redundancia létrehozásához szükséges szinkronkábeleket, kommunikációs modulokat és konfigurációs útmutatást. Célunk annak biztosítása, hogy a másodlagos CPU mindig készen álljon az irányítás átvételére.
Az I/O viselkedése az átállás során kritikus tényező annak meghatározásában, hogy a redundancia valóban hibátlan-e. Amikor az elsődleges CPU meghibásodik, és a másodlagos átveszi az irányítást, van egy rövid időszak, amely alatt egyik CPU sem ír aktívan a kimenetekre. A kimenetek viselkedése ebben az időszakban az I/O rendszertől és a konfigurációtól függ. A redundáns I/O-val rendelkező ABB AC 800M rendszerekben a redundáns pár kimeneti moduljai egyaránt aktívak, és mindkettő ugyanazokat az értékeket kapja a vezérlőtől. Ez azt jelenti, hogy ha az egyik modul vagy az egyik CPU meghibásodik, a másik modul továbbra is megszakítás nélkül hajtja a kimeneteket[citation:2][citation:9]. A nem redundáns I/O esetében a kimenetek jellemzően az utolsó állapotukat tartják az átkapcsolás során. Az átkapcsolási idő elég rövid ahhoz, hogy a legtöbb folyamat ne vegye észre a megszakítást. Az alábbi táblázat összefoglalja az I/O viselkedést az átállás során.
| I/O konfiguráció | Viselkedés az átállás során | A folyamat hatása |
| Redundáns I/O (mindkét modul aktív) | Megszakítás nélküli vezérlés; nincs kimenet lefagyás | Nincs (valódi hibátlan átvitel) |
| Nem redundáns I/O | A kimenetek az utolsó állapotot tartják meg | Rövid lefagyasztás (ezredmásodperc) |
| Redundáns kommunikációs hálózat | A forgalom másodlagos hálózatra vált | Minimális (hálózatváltás) |
A Yueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd.-nél segítünk ügyfeleinknek a redundancia-követelményeiknek megfelelő I/O konfiguráció meghatározásában. Azoknál az alkalmazásoknál, amelyek nem tolerálnak semmilyen kimeneti megszakítást, a redundáns CPU-k mellett redundáns I/O modulokat ajánlunk. Azoknál az alkalmazásoknál, amelyek elviselik a rövid leállást, elegendő lehet a redundáns CPU-kkal ellátott, nem redundáns I/O. Technikai csapatunk tanácsot ad az Ön folyamatának optimális konfigurációjában.
Az ABB PLC rendszerben az átkapcsolási idő az elsődleges CPU hiba észlelése és a másodlagos CPU elsődlegesként való átvétele közötti idő. Ez az idő kritikus azoknál az alkalmazásoknál, amelyek nem tolerálják a hosszan tartó megszakítást. Az ABB AC 800M rendszerekben az átkapcsolási idő jellemzően ezredmásodperces tartományba esik, bár a pontos érték a rendszer konfigurációjától és az alkalmazástól függ. Az átállást több körülmény váltja ki: hardverhiba az elsődleges CPU-ban, áramkimaradás, watchdog timeout vagy kommunikációs hiba, amely megakadályozza, hogy az elsődleges kommunikáljon az I/O-val. Ha ezen feltételek valamelyikét észleli, a másodlagos CPU azonnal átveszi az elsődleges szerepet, és elkezd írni a kimenetekre [citation:1][citation:5].
Az átkapcsolás sebességét a hibaérzékelő mechanizmus és a szinkronizálási állapot határozza meg. Ha a másodlagos CPU teljesen szinkronizált, az átvétel néhány ezredmásodperc alatt megtörténhet. Ha a szinkronizálás nem aktuális, előfordulhat, hogy a másodlagosnak további lépéseket kell végrehajtania, mielőtt biztonságosan átveheti az irányítást. Éppen ezért a folyamatos szinkronizálás elengedhetetlen a gyors átálláshoz. Az alábbi táblázat összefoglalja az átállási eseményeket és a jellemző időpontokat.
| Kioldó | Észlelési módszer | Tipikus átállási idő |
| Elsődleges CPU hardver hiba | Őrkutya, öndiagnosztika | Ezredmásodperc |
| Elsődleges CPU teljesítményvesztés | A szívverés elvesztése | Ezredmásodperc |
| Kommunikációs hiba | Hálózatfigyelés | Ezredmásodperctől másodpercig (a hibától függően) |
| Kézi átkapcsolás | Kezelői parancs | Ezredmásodperc |
Gyárunkban az ABB PLC rendszereket tesztelt és validált redundancia konfigurációkkal szállítjuk. Dokumentációt tudunk nyújtani az Ön által fontolóra vett rendszer átállási teljesítményéről. Mérnöki csapatunk segíthet az átkapcsolási triggerek konfigurálásában és a rendszer tesztelésében, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az megfelel az Ön rendelkezésre állási követelményeinek.
A redundáns alkalmazásokhoz használt ABB PLC-rendszerek beszállítójának értékelése többet igényel, mint a hardverkészlet ellenőrzése. A szállítónak szakértelemmel kell rendelkeznie a redundancia architektúra, konfiguráció és tesztelés terén. A legfontosabb kritériumok az alkalmazásmérnöki képesség, a konfigurációs szakértelem, a tesztelési és érvényesítési támogatás, valamint az értékesítés utáni szolgáltatás. Az alkalmazásmérnöki képesség azt jelenti, hogy a szállító elemezni tudja az Ön folyamatát, és javasolni tudja a redundancia megfelelő szintjét. A konfigurációs szakértelem azt jelenti, hogy megfelelően be tudják állítani az elsődleges/másodlagos kapcsolatot, a szinkronizálást és az I/O kezelést. A tesztelés és érvényesítés támogatása azt jelenti, hogy bizonyítani tudják, hogy a redundancia a megadott módon működik. Az értékesítés utáni szolgáltatás azt jelenti, hogy támogatják a rendszert annak életciklusa alatt, beleértve a pótalkatrészeket és a hibaelhárítást. Az alábbi táblázat összefoglalja ezeket a kritériumokat.
| Értékelési kritérium | Mit kell keresni | Miért számít |
| Alkalmazástechnika | Redundáns rendszerekkel kapcsolatos tapasztalat hasonló folyamatokban | Biztosítja a megfelelő redundancia szintet az alkalmazáshoz |
| Konfigurációs szakértelem | Okleveles ABB mérnökök, dokumentált konfigurációk | Biztosítja, hogy a redundancia a tervezett módon működjön |
| Tesztelés és érvényesítés | Gyári átvételi vizsgálat, átállási vizsgálat | Szállítás előtt ellenőrzi a teljesítményt |
| Értékesítés utáni szolgáltatás | Alkatrészek, műszaki támogatás, betanítás | Hosszú távú megbízhatóságot biztosít |
| Track Record | Referenciák hasonló redundáns projektekből | Képességet és megbízhatóságot mutat |
A Yueyang Tongtu gyárunk nagy tapasztalattal rendelkezik a kritikus alkalmazásokhoz szükséges ABB PLC rendszerek terén. Van egy okleveles mérnökcsapatunk, akik redundancia-konfigurációra és tesztelésre szakosodtak. Gyári átvételi tesztet biztosítunk, amely szimulált elsődleges hibákat is tartalmaz az átállás ellenőrzésére. És kínálunk értékesítés utáni támogatást, beleértve a pótalkatrészeket és a műszaki segítséget. Arra kérjük Önt, hogy értékeljen minket ezen kritériumok alapján, és tekintsen partnerének az ABB PLC redundáns alkalmazásaiban.
Az alábbi táblázat a CPU redundanciára konfigurált ABB PLC rendszerek legfontosabb termékparamétereit tartalmazza. Ezek a rendszerek az AC 800M vezérlőcsaládon alapulnak, amely támogatja a teljes CPU redundanciát forró készenléti üzemmóddal. Üzemünk komplett rendszereket vagy egyedi alkatrészeket tud szállítani az Ön egyedi igényeinek megfelelően.
| Paraméter | Specifikáció | Megjegyzések |
| Vezérlő család | ABB AC 800M | Támogatja a CPU redundanciáját |
| Redundancia típusa | Hot standby (elsődleges/másodlagos) | A két CPU párhuzamosan működik |
| CPU modulok | PM86x sorozat (redundanciaképes) | A feldolgozási követelmények alapján van kiválasztva |
| Szinkronizálás | Dedikált szinkronizálási link | Elkülönítve a vezérlőhálózattól |
| Átállási idő | Ezredmásodperc (alkalmazásfüggő) | Tesztelve és dokumentálva |
| I/O redundancia | Opcionális (S800 I/O redundáns párok) | A hibátlan átvitelhez |
| Hálózati redundancia | RNRP (redundáns hálózati útválasztási protokoll) | A kommunikáció elérhetőségéért |
| Tápegység redundancia | Opcionális (redundáns tápegységek) | A rendszer teljes elérhetősége érdekében |
| Mérnöki szoftver | ABB Control Builder / 800xA | Konfiguráláshoz és programozáshoz |
| Tanúsítványok | CE, UL, SIL (modelltől függően) | Az alkalmazási követelményeknek megfelelően kiválasztva |
Üzemünkben az ABB PLC rendszereket a megbízható CPU redundanciához szükséges konfigurációval és komponensekkel látjuk el. A CPU modulokat, szinkronizáló hardvert, I/O modulokat, hálózati berendezéseket komplett rendszerként vagy egyedi komponensként is tudjuk biztosítani. Mérnöki csapatunk segítséget nyújt a rendszer tervezésében, valamint biztosítja az érvényesítéshez és karbantartáshoz szükséges dokumentációt.
1. kérdés: A másodlagos CPU ugyanazt a programot futtatja, mint az elsődleges CPU?
Válasz: Igen. Az ABB PLC forró készenléti redundanciarendszerben mindkét CPU ugyanazt az alkalmazási programot futtatja. Az elsődleges CPU a kimenetekre ír, míg a másodlagos CPU végrehajtja a programot, de csak a bemeneteket olvassa. A másodlagos szinkronizálási adatokat kap az elsődlegestől, így annak belső állapota megegyezik az elsődleges állapotával. Ez biztosítja, hogy a másodlagos azonnal átvehesse az irányítást, ha az elsődleges meghibásodik.
2. kérdés: Mi történik, ha a szinkronizálási hivatkozás meghiúsul?
Válasz: Ha a szinkronizálási kapcsolat meghiúsul, a másodlagos CPU elveszíti szinkronizálási adatait. Egyes ABB-rendszerekben külön figyelőkapcsolatot használnak a szinkronizálási kapcsolati hiba és a CPU-hiba megkülönböztetésére. Ha a szinkronizálási kapcsolat meghiúsul, de mindkét CPU egészséges, a rendszer folytathatja az elsődleges CPU egyedüli működését, és riasztást generál. Előfordulhat, hogy a másodlagos CPU-t újra kell szinkronizálni, mielőtt ismét biztonsági másolatként szolgálhatna.
3. kérdés: Hozzáadhatok CPU redundanciát egy meglévő ABB PLC rendszerhez?
Válasz: Ez a meglévő rendszertől függ. Egyes ABB PLC-modellek, például az AC 800M, támogatják a redundáns CPU-modul hozzáadását, ha az eredeti CPU redundanciaképes, és a rack-en van hely a második modul számára. Előfordulhat, hogy más modellek nem támogatják a helyszíni frissítéseket. Konzultáljon egy ABB rendszerintegrátorral, hogy eldöntse, hogy meglévő rendszere frissíthető-e redundanciára.
4. kérdés: Hogyan tesztelhetem, hogy a redundancia valóban működik-e?
Válasz: A szokásos módszer egy gyári elfogadási teszt elvégzése, amely szimulálja az elsődleges CPU meghibásodását. Ezt megteheti az elsődleges CPU áramellátásának megszüntetésével, leállításával vagy kommunikációs kapcsolatának leválasztásával. A teszt ellenőrzi, hogy a másodlagos CPU átveszi-e az irányítást a megadott időn belül, és a kimenetek a várt módon viselkednek-e. A Yueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd.-nél a redundáns rendszerek gyári elfogadási tesztje részeként az átállási tesztelést is elvégezzük.
5. kérdés: Mi a különbség a CPU redundancia és az I/O redundancia között?
Válasz: A CPU redundancia védelmet nyújt a vezérlő meghibásodása ellen. Az I/O redundancia védelmet nyújt a bemeneti vagy kimeneti modulok meghibásodásával szemben. Egy rendszer CPU redundanciával rendelkezhet I/O redundancia nélkül. Ebben az esetben, ha egy I/O modul meghibásodik, a folyamat még akkor is hatással lehet, ha a CPU egészséges. A valódi zökkenőmentes redundanciához CPU és I/O redundanciára is szükség lehet. A választás a folyamat kritikusságától és a megszakítás elfogadható szintjétől függ.
A CPU redundancia az ABB PLC rendszerben egy speciális műszaki architektúra, amely magas rendelkezésre állást biztosít a hot standby működés révén. Az elsődleges és másodlagos CPU párhuzamosan fut, a kritikus adatok folyamatos szinkronizálásával. Ha az elsődleges meghibásodik, a másodlagos ezredmásodperceken belül átveszi az irányítást, és a folyamat minimális megszakításokkal folytatódik. A zökkenőmentesség mértéke az I/O konfigurációtól függ: a redundáns I/O zavartalan vezérlést biztosít, míg a nem redundáns I/O az utolsó állapotot tartja az átkapcsolás során. A vásárlók számára ennek az architektúrának a megértése elengedhetetlen az alkalmazásukhoz szükséges redundancia megfelelő szintjének meghatározásához. A Yueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd.-nél gyárunk rendelkezik azzal a szakértelemmel és tapasztalattal, hogy megbízható redundanciára konfigurált ABB PLC rendszereket szállítson. Alkalmazástervezést, konfigurálást, tesztelést és értékesítés utáni támogatást biztosítunk annak biztosítása érdekében, hogy rendszere megfeleljen a rendelkezésre állási követelményeknek.
Akár új vezérlőrendszert határoz meg egy kritikus folyamathoz, akár egy meglévő rendszert frissít, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot, hogy megbeszéljük igényeit. Rendszerarchitektúrára vonatkozó ajánlásokat, termékspecifikációkat és tesztelési dokumentációt tudunk biztosítani. A minőség és az ügyfelek elégedettsége iránti elkötelezettségünk megbízható partnerré tett minket az ipari automatizálás területén világszerte.
Lépjen kapcsolatba a Yueyang Tongtu E-commerce Co., Ltd.-vel még mahogy megvitassa az ABB PLC redundancia követelményeit, és megtudja, hogyan biztosíthatják rendszereink az Ön folyamatai által megkövetelt rendelkezésre állást.
