Unidad procesadora ABB PM864AK01 3BSE018161R1

El PM864AK01 es un componente central de la plataforma de hardware del controlador AC 800M de ABB y representa una unidad de procesador altamente confiable y de alto rendimiento. Consiste en la Unidad Procesadora PM864A combinada con la Placa Base TP830, diseñada específicamente para aplicaciones de control complejas en automatización industrial. Como miembro de la familia de controladores AC 800M, el PM864AK01 integra potentes capacidades de procesamiento, expansión de comunicación flexible y un diseño resistente de grado industrial, que cumple con diversos requisitos que van desde control lógico simple hasta complejos sistemas de control distribuido (DCS) y sistemas de alta integridad.

La plataforma AC 800M es un sistema de hardware modular donde los usuarios pueden configurar la unidad procesadora con varios módulos de interfaz de comunicación, unidades de E/S y módulos de fuente de alimentación según las necesidades específicas de la aplicación. Dentro de este ecosistema, el PM864AK01 actúa como el 'cerebro', responsable de ejecutar la lógica de control, procesar datos, gestionar las comunicaciones y coordinar el funcionamiento de todo el sistema de control. Es particularmente adecuado para aplicaciones que exigen alto rendimiento de procesamiento, disponibilidad del sistema y diversidad de comunicaciones, como industrias de procesos, fabricación, gestión de energía y control de infraestructura.

El PM864AK01 no solo admite el funcionamiento como controlador independiente, sino que también se integra perfectamente en redes de control que comprenden múltiples controladores, estaciones de operador y servidores, lo que permite soluciones de automatización distribuidas a gran escala. Su diseño considera plenamente las duras demandas de los entornos industriales, presentando una excelente compatibilidad electromagnética (EMC), un amplio rango de temperaturas de funcionamiento y una construcción mecánica confiable, lo que garantiza un funcionamiento estable a largo plazo en entornos industriales críticos.

II. Características y ventajas clave

1. Excelente rendimiento de procesamiento:

• Procesador central: Equipado con un microprocesador MPC862 de 96 MHz, que ofrece una potencia informática sólida.

• Configuración de memoria: Cuenta con 32 MB de SDRAM, lo que garantiza un funcionamiento fluido de programas de aplicaciones complejos y multitarea.

• En comparación con sus predecesores: su rendimiento máximo teórico es hasta el doble que el del procesador PM860. La mejora sostenida real del rendimiento, según la aplicación, oscila entre el 10% y el 50%, lo que mejora significativamente la capacidad de respuesta del sistema y la capacidad de manejo de datos.

2. Capacidades flexibles de comunicación y expansión:

• Amplios puertos de comunicación integrados: proporciona cuatro puertos de comunicación estándar: dos puertos Ethernet 10BaseT (CN1, CN2), un puerto serie RS-232C con soporte para módem (COM3) y un puerto de servicio RS-232C para herramientas (COM4), lo que facilita las conexiones de red y periféricos.

• Potente Bus de Expansión: A través del CEX-Bus (Bus de Expansión de Comunicaciones), se pueden conectar numerosos módulos de interfaz de comunicación, como PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1/HSE, Modbus TCP, PROFINET IO, EtherNet/IP, etc., permitiendo una fácil interconexión con varios buses de campo y dispositivos inteligentes.

• Conexión de E/S local: el ModuleBus eléctrico incorporado permite la conexión directa de un grupo local que contiene hasta 12 módulos de E/S S800 para un procesamiento de señal local rápido y confiable.

3. Soporte de alta disponibilidad y redundancia:

• Redundancia del procesador: el PM864A admite el emparejamiento con otro PM86x o PM891 para formar un par redundante, lo que permite una conmutación primaria/de respaldo sin problemas. En caso de una falla del procesador primario, la copia de seguridad puede tomar el control en 10 milisegundos, con las salidas del proceso congeladas, maximizando el tiempo de actividad del sistema.

• Mecanismo de tolerancia a fallas: emplea tecnología de sincronización avanzada basada en unidades de ejecución y puntos de reversión, lo que garantiza que el estado de la unidad de respaldo esté consistentemente alineado con la unidad primaria.

• Mantenimiento en línea: admite el reemplazo de una unidad de procesador defectuosa mientras el sistema está en ejecución (reemplazo en línea), lo que reduce en gran medida el tiempo de inactividad no planificado.

4. Soporte del sistema de alta integridad:

• El PM864A puede servir como base para un controlador de alta integridad (HI) AC 800M. Combinado con la unidad de monitoreo de seguridad SM810/SM811 ​​y las unidades S800 I/O HI con certificación SIL, y ejecutando la versión de alta integridad del software del controlador, puede construir un sistema de seguridad certificado según IEC 61508 SIL2 por TÜV.

• El PM865 (una versión mejorada de PM864) ofrece más avances en esta área, integrando características como protección dual contra sobretensión, supervisión mejorada del oscilador y autopruebas en línea.

5. Almacenamiento y copia de seguridad de datos confiables:

• Medios de almacenamiento: Cuenta con una interfaz de tarjeta Compact Flash para almacenar programas de aplicaciones y conservar datos en frío, lo que facilita la carga, copia de seguridad y recuperación de programas.

• Respaldo de batería: ofrece soluciones de respaldo de batería interna y externa (SB821, SB822) para mantener la memoria RAM y los datos del reloj en tiempo real (RTC) durante una pérdida de energía externa. El tiempo de respaldo de la batería interna del PM864A ha mejorado significativamente, con un mínimo de 235 horas.

6. Certificaciones y diseño industrial resistente:

• Montaje: Utiliza montaje en carril DIN estándar de 35 mm, compacto y fácil de instalar/mantener.

• Clasificación de protección: IP20, que proporciona protección básica contra el polvo y el contacto con los dedos.

• Amplias certificaciones: Cumple con la Directiva EMC de la UE (2004/108/EC) y la Directiva de bajo voltaje (2006/95/EC), cumple con estándares internacionales como UL 508, UL 60079-15 (para ubicaciones peligrosas) y ofrece certificación TÜV opcional, adecuada para diversos entornos industriales.

III. Arquitectura y composición del sistema

La arquitectura física del PM864AK01 refleja claramente su filosofía de diseño modular:

1. Unidad procesadora (PM864A):

• Este es el módulo funcional principal, que contiene la placa de la CPU, la placa de fuente de alimentación y el panel frontal.

• Placa CPU: Integra el microprocesador MPC862, SDRAM, controladores de comunicación, reloj en tiempo real, indicadores LED, pulsador INIT e interfaz de tarjeta CF.

• Placa de fuente de alimentación: Convierte la entrada de 24 VCC en suministros aislados de +5 V y +3,3 V para la CPU y las unidades de E/S. También contiene controladores/receptores RS-232C optoaislados para el puerto de servicio y el soporte de batería interno.

• Panel frontal: Proporciona visualización de estado e interfaz de operación básica.

2. Placa base (TP830):

• Este es el centro de conexión del sistema, montado permanentemente en el carril DIN.

• Placa de terminación: Centraliza la mayoría de los terminales de conexión externos, incluidos terminales de tornillo para alimentación y supervisión de energía redundante, conectores RJ45 para la red de control y puerto de servicio, el enchufe eléctrico ModuleBus y el conector CEX-Bus.

• Conexión a tierra: Conexión a tierra al carril DIN mediante componentes metálicos de la carcasa, lo que mejora la inmunidad al ruido.

• Distribución de energía: La energía de 24 V CC conectada al TP830 suministra todas las unidades en el CEX-Bus y el ModuleBus eléctrico.

Ejemplo típico de configuración del sistema:
un sistema controlador AC 800M centrado alrededor del PM864AK01 puede incluir:

• Unidad Central: Unidad procesadora PM864AK01.

• Expansión de comunicación: A través del CEX-Bus del lado izquierdo, conecte un módulo de interfaz CI854A PROFIBUS DP para vincular estaciones de E/S remotas S800 (por ejemplo, a través de unidades CI801 FCI), ampliables hasta 768 módulos de E/S. Simultáneamente, se puede agregar un módulo CI860 para conectarse a una red FOUNDATION Fieldbus HSE.

• E/S locales: a través del ModuleBus eléctrico del lado derecho, conecte un grupo de E/S S800 con hasta 12 módulos.

• E/S ópticas remotas: a través del puerto ModuleBus óptico integrado, conecte módems ópticos TB820 para expandir hasta 6 grupos ModuleBus ópticos remotos adicionales (máximo 12 módulos cada uno), admitiendo un total de hasta 84 módulos de E/S ópticas remotas.

• Sistema de alimentación: alimentado por módulos de fuente de alimentación de la serie SD83x, configurados opcionalmente con unidades de votación SS823/SS832 para redundancia de fuente de alimentación y conectados a baterías externas SB821 o SB822 para respaldo de memoria extendida.

En una configuración redundante, dos procesadores PM864A están conectados a través del cable RCU Link, comparten el mismo CEX-Bus y se conectan al ModuleBus óptico de cada clúster de E/S S800 a través de dos módems de clúster TB840 independientes, lo que garantiza la continuidad de la comunicación de E/S si alguna de las CPU falla.

IV. Campos de aplicación

Gracias a su alto rendimiento, confiabilidad y excelente escalabilidad, el PM864AK01 es adecuado para numerosos campos exigentes de automatización industrial:

1. Industrias de procesos: Sistemas de control distribuido (DCS) en petróleo y gas, petroquímica, refinación, productos farmacéuticos, tratamiento de agua, etc., para control continuo de procesos, interbloqueos de seguridad y procesamiento por lotes.

2. Potencia y Energía: Sistemas de control auxiliares en centrales eléctricas (térmicas, hidroeléctricas, renovables), monitoreo de redes, Sistemas de Gestión de Energía (EMS) y automatización de subestaciones.

3. Fabricación: control de líneas de producción, control de máquinas e interfaces MES en fabricación discreta y por lotes, como la producción de automóviles, alimentos y bebidas y semiconductores.

4. Infraestructuras: Automatización de edificios, señalización y control de metro/ferrocarril, control de ventilación/iluminación de túneles, sistemas logísticos portuarios.

5. Sistemas de seguridad de alta integridad: como parte de sistemas de control relacionados con la seguridad que requieren un nivel de integridad de seguridad SIL2, por ejemplo, sistemas de protección de calderas, sistemas de parada de emergencia (ESD), sistemas de detección de incendios y gases (F&G) (requiere combinación con SM810/SM811 ​​y software HI).