PM866 je vysoce výkonná procesorová jednotka v rámci hardwarové platformy kontroléru AC 800M od ABB, která patří do řady PM8xx/TP830. AC 800M je modulární hardwarová platforma obsahující jednotlivé hardwarové jednotky, které lze konfigurovat a naprogramovat tak, aby prováděly více řídicích funkcí. Jako základní procesorová jednotka této platformy je PM866 schopen řídit komplexní automatizační řídicí aplikace, od malých programovatelných logických řídicích jednotek až po pokročilé distribuované řídicí systémy a dokonce i vysoce integrované bezpečnostní systémy.
PM866 musí být použit ve spojení s TP830 Baseplate pro vytvoření kompletního procesorového modulu. Tato kombinace poskytuje výkonné možnosti zpracování, bohatá komunikační rozhraní a vysoce spolehlivý design, díky čemuž je vhodná pro průmyslová prostředí s vysokými nároky na výkon řízení a dostupnost systému.
2. Složení hardwaru a fyzická struktura
Fyzicky se procesorová jednotka PM866 skládá ze dvou základních částí:
Samotná procesorová jednotka: Obsahuje desku CPU a desku napájecího zdroje.
Deska CPU: Integruje mikroprocesor MPC866 (běžící na 133 MHz), 64 MB SDRAM, řadiče pro všechna vestavěná komunikační rozhraní, hodiny reálného času, stavové indikátory LED, tlačítko INIT a rozhraní karty Compact Flash.
Deska napájecího zdroje: Generuje izolované, obvodově chráněné napájení +5 V a +3,3 V pro hlavní desku a I/O jednotky. Obsahuje také optoizolované ovladače/přijímače RS-232C pro servisní port a držák záložní baterie pro zálohování paměti/hodin v reálném čase.
Základní deska TP830: Obsahuje zakončovací desku.
Většina externích připojení končí na této desce. Je uzemněn k DIN liště přes kovové součásti krytu.
Zakončovací deska je opatřena šroubovacími svorkami pro monitorování napájení a redundantního napájení, konektory RJ45 pro řídicí síť a sériové porty, konektorem servisního portu a konektory pro Electrical ModuleBus a CEX-Bus.
Procesorová jednotka je namontována na vodorovné DIN lišty pomocí unikátního posuvného a uzamykacího mechanismu a může být opatřena odnímatelným krytem připevněným šrouby. Napájecí zdroj 24 V DC je připojen k základní desce TP830 a napájí všechny jednotky na sběrnici CEX-Bus a Electrical ModuleBus.
3. Klíčové funkce a vlastnosti
3.1 Výkon zpracování a ukládání
Mikroprocesor: Využívá MPC866 běžící na 133 MHz a poskytuje výkonnou schopnost zpracování instrukcí. Jeho výkon je přibližně 1,4krát vyšší než u PM864.
Paměťový systém:
64 MB SDRAM: Pro spuštění systému a aplikačních programů.
4 MB Flash PROM: Pro ukládání firmwaru.
Zálohování paměti: Podporuje zálohování obsahu paměti prostřednictvím interní baterie nebo externích bateriových jednotek (SB821 nebo SB822), což zajišťuje uchování dat a programů při výpadku napájení.
Rozhraní Compact Flash: Podporuje načítání aplikací a ukládání dat uchovaných za studena prostřednictvím CF karty, což usnadňuje aktualizace programů a archivaci dat.
3.2 Možnosti komunikace a rozšíření
PM866 nabízí flexibilní a výkonnou komunikační architekturu:
3.3 Funkce redundance
PM866 podporuje redundanci procesorové jednotky, která patří do řady s podporou redundance spolu s PM861, PM864, PM865 a PM891.
Redundantní konfigurace: Systém obsahuje dvě procesorové jednotky PM866, z nichž jedna funguje jako primární řadič a druhá jako záložní řadič (horký pohotovostní režim).
Beznárazové přepnutí: Pokud dojde k poruše v primárním ovladači, systém provede beznárazové přepnutí za méně než 10 milisekund, přičemž řídicí úlohy převezme záložní ovladač. Procesní výstupy jsou během přepínání zmrazeny.
Online údržba: Vadnou procesorovou jednotku (ať už primární nebo záložní) lze vyměnit za chodu systému. Po výměně se obnoví redundance.
Synchronizační mechanismus:
Dvě procesorové jednotky jsou propojeny kabelem RCU Link (max. 1 m).
Oba jsou připojeny ke stejné sběrnici CEX-Bus a každý z nich může ovládat rozšiřující jednotky.
Využívá princip odolnosti proti chybám založený na bodech vrácení. Primární řadič během provádění periodicky vytváří body vrácení obsahující úplný stav procesoru (registry + datová paměť) a zaznamenává změny datové paměti od posledního bodu vrácení do vyrovnávací paměti protokolu. V bodu vrácení se tato data protokolu přenesou do záložního řadiče a synchronizují se jeho stav s primárním.
Pokud primární selže, zálohování obnoví provádění od posledního bodu vrácení. Opětovným využitím výsledků již provedených periferních operací zajišťuje žádný dopad na procesní I/O (komunikační jednotky na CEX-Bus).
Ochrana paměti: RAM procesorové jednotky je vybavena funkcí automatické dvojité inverze paměti pro detekci libovolných bitových chyb v paměti. Všechny aktualizace paměti se zapisují do primární i invertované paměti paralelně a porovnávají se při každém čtecím cyklu. Nesoulad si vynutí přepnutí.
Zpracování síťových adres: V redundantní konfiguraci, aby bylo zajištěno bezproblémové přepínání řídicí sítě, jsou adresy MAC a IP prohozeny mezi počátečním primárním a záložním CPU. Bez ohledu na to, který modul CPU funguje jako primární, je redundantní řadič vždy identifikován stejnou sadou adres, díky čemuž je přepnutí transparentní pro ostatní zařízení v síti.
3.4 Připojení I/O a rozšíření systému
Jak je znázorněno ve funkčním blokovém schématu, PM866 spravuje optickou a elektrickou sběrnici ModuleBus prostřednictvím interního řadiče ModuleBus a rozšiřující komunikaci prostřednictvím řadiče CEX-Bus. Tato architektura umožňuje flexibilní konfiguraci I/O systému na základě potřeb aplikace:
Přímé místní I/O: Připojte S800 I/O přes Electrical/Optical ModuleBus.
Vzdálené/distribuované I/O: Připojení přes průmyslové sběrnice jako PROFIBUS DP, FF HSE atd.
Hybridní systémy: Lze použít více způsobů připojení I/O současně.
Redundantní I/O připojení: V redundantních systémech jsou I/O jednotky S800 připojeny k oběma CPU prostřednictvím optické ModuleBus a dvou klastrových modemů TB840 na každém I/O clusteru. Vestavěnou sběrnici Electrical ModuleBus na základní desce TP830 nelze použít v redundantních systémech.
3.5 Napájení a diagnostika
Napájení: jmenovité 24 V DC (rozsah 19,2 - 30 V DC), připojeno pomocí čtyřkolíkové šroubovací svorky.
Monitorování redundantního napájení: Poskytuje stavové vstupy SA a SB pro monitorování stavu redundantního napájení.
Interní zásobník napájení: Má interní zásobník energie 5 ms, který stačí na to, aby CPU provedl řízené vypnutí.
Indikátory stavu LED: Přední panel poskytuje několik sad indikátorů LED pro rychlou diagnostiku stavu jednotky a kanálu, což zjednodušuje odstraňování problémů.
Stupeň krytí: IP20, vhodné pro instalaci uvnitř skříní.
4. Aplikační scénáře
Díky svému vysokému výkonu, vysoké spolehlivosti a výkonným možnostem rozšíření je procesorová jednotka PM866 vhodná pro širokou škálu oblastí řízení průmyslové automatizace:
Distribuované řídicí systémy (DCS): Působí jako místní řídicí stanice v DCS a obsluhují složité analogové a digitální řídicí smyčky.
Aplikace s vysokou dostupností: V kritických průmyslových odvětvích, jako je ropa a plyn, chemikálie a energetika, se jeho redundantní funkce používá k budování nepřerušovaných řídicích systémů.
Dávkové a procesní řízení: Vhodné pro nepřetržité a dávkové procesy vyžadující rychlou odezvu a složité logické zpracování.
Řízení velkých strojů: Může sloužit jako hlavní ovladač pro velké výrobní linky nebo těžké stroje.
Integrace více sběrnic: Funguje jako hlavní brána a řídicí jednotka v hybridních systémech vyžadujících integraci různých průmyslových sběrnic a protokolů průmyslového Ethernetu, jako je PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus, Modbus TCP a EtherNet/IP.
