El PM866 es una unidad procesadora de alto rendimiento dentro de la plataforma de hardware del controlador AC 800M de ABB, perteneciente a la serie PM8xx/TP830. AC 800M es una plataforma de hardware modular que comprende unidades de hardware individuales que se pueden configurar y programar para realizar múltiples funciones de control. Como unidad de procesamiento central de esta plataforma, el PM866 es capaz de controlar aplicaciones complejas de control de automatización, que van desde pequeños controladores lógicos programables hasta sistemas avanzados de control distribuido e incluso sistemas de seguridad de alta integridad.
El PM866 debe usarse junto con la placa base TP830 para formar un módulo de procesador completo. Esta combinación proporciona potentes capacidades de procesamiento, ricas interfaces de comunicación y diseño de alta confiabilidad, lo que la hace adecuada para entornos industriales con altas demandas de rendimiento de control y disponibilidad del sistema.
2. Composición del hardware y estructura física
Físicamente, la Unidad Procesadora PM866 consta de dos partes básicas:
La propia Unidad Procesadora: Contiene la placa CPU y la placa de Fuente de Alimentación.
Placa CPU: Integra el microprocesador MPC866 (funcionando a 133 MHz), 64 MB de SDRAM, controladores para todas las interfaces de comunicación integradas, un reloj en tiempo real, indicadores LED de estado, un botón INIT y una interfaz de tarjeta Compact Flash.
Tablero de fuente de alimentación: Genera suministros aislados y protegidos por circuito de +5 V y +3,3 V para el tablero principal y las unidades de E/S. También contiene controladores/receptores RS-232C optoaislados para el puerto de servicio y un soporte de batería de respaldo para respaldo de memoria/reloj en tiempo real.
La placa base TP830: alberga la placa de terminación.
La mayoría de conexiones externas terminan en esta placa. Está conectado a tierra al carril DIN a través de los componentes metálicos de la carcasa.
La placa de terminación está provista de terminales de tornillo para suministro de energía y monitoreo de suministro de energía redundante, conectores RJ45 para la red de control y puertos serie, un conector de puerto de servicio y conectores para el ModuleBus Eléctrico y el Bus CEX.
La unidad del procesador se monta en rieles DIN horizontales mediante un mecanismo exclusivo de deslizamiento y bloqueo y se puede equipar con una cubierta extraíble sujeta con tornillos. La fuente de alimentación de 24 V CC está conectada a la placa base TP830, alimentando todas las unidades en el CEX-Bus y el Electrical ModuleBus.
3. Funciones y características clave
3.1 Rendimiento de procesamiento y almacenamiento
Microprocesador: Utiliza el MPC866 funcionando a 133 MHz, proporcionando una potente capacidad de procesamiento de instrucciones. Su rendimiento es aproximadamente 1,4 veces mayor que el del PM864.
Sistema de memoria:
64 MB SDRAM: Para ejecutar el sistema y los programas de aplicación.
Flash PROM de 4 MB: para almacenamiento de firmware.
Respaldo de memoria: admite respaldo del contenido de la memoria a través de una batería interna o unidades de batería externas (SB821 o SB822), lo que garantiza la retención de datos y programas durante un corte de energía.
Interfaz Compact Flash: Admite la carga de aplicaciones y el almacenamiento de datos retenidos en frío a través de una tarjeta CF, lo que facilita las actualizaciones de programas y el archivo de datos.
3.2 Capacidades de comunicación y expansión
El PM866 ofrece una arquitectura de comunicación potente y flexible:
Puertos de comunicación integrados (ubicados en la placa base TP830):
CN1 y CN2: Dos puertos Ethernet 10BaseT para conectarse a la red de control.
COM3: Un puerto serie RS-232C con soporte para módem.
COM4: Un puerto serie RS-232C dedicado para la conexión de herramientas de servicio.
Bus de Expansión de Comunicaciones: El CEX-Bus.
El conector CEX-Bus en el lado izquierdo de la placa base TP830 permite la conexión de módulos de interfaz de comunicación adicionales, ampliando enormemente el soporte de protocolo del controlador.
Ejemplos de tipos de módulos conectables: PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1, Ethernet de alta velocidad (FF HSE), puertos RS-232C duales, etc.
Admite el uso de interfaces de comunicación redundantes, p. ej. PROFIBUS DP redundante.
Nota: El puerto COM3 de la placa base no se puede utilizar en una configuración de CPU redundante.
Conexión del sistema de E/S:
Electrical ModuleBus: en una configuración de CPU única, se puede conectar un grupo de E/S S800 (hasta 12 unidades) directamente al enchufe Electrical ModuleBus incorporado en el lado derecho de la placa base TP830.
ModuleBus óptico: A través del ModuleBus óptico, se pueden conectar hasta 7 clusters (cada uno con hasta 12 unidades), lo que permite que un solo controlador AC 800M conecte hasta 96 unidades de E/S S800 (usando solo el ModuleBus).
Integración de bus de campo: A través de los módulos de interfaz correspondientes en el CEX-Bus (p. ej., CI854A para PROFIBUS DP, CI860 para FF HSE), se puede conectar una gran cantidad de E/S remotas o dispositivos de campo, ampliando significativamente la capacidad de los puntos de E/S. Por ejemplo, un único segmento PROFIBUS DP puede conectar hasta 32 estaciones, cada una con hasta 24 módulos, con un total de hasta 768 módulos.
3.3 Funcionalidad de redundancia
El PM866 admite redundancia de unidad de procesador, que pertenece a la serie con capacidad redundante junto con PM861, PM864, PM865 y PM891.
Configuración redundante: el sistema contiene dos unidades procesadoras PM866, una que actúa como controlador principal y la otra como controlador de respaldo (espera activa).
Conmutación sin interrupciones: si ocurre una falla en el controlador principal, el sistema realiza una conmutación sin interrupciones en menos de 10 milisegundos, y el controlador de respaldo asume las tareas de control. Las salidas del proceso se congelan durante la conmutación.
Mantenimiento en línea: una unidad de procesador defectuosa (ya sea primaria o de respaldo) se puede reemplazar mientras el sistema está en ejecución. La redundancia se restablece después del reemplazo.
Mecanismo de sincronización:
Las dos unidades procesadoras están conectadas mediante un cable de enlace RCU (máx. 1 m).
Ambos están conectados al mismo CEX-Bus y cualquiera de ellos puede controlar las unidades de expansión.
Emplea un principio de tolerancia a fallos basado en puntos de reversión. El controlador primario establece periódicamente puntos de reversión que contienen el estado completo del procesador (registros + memoria de datos) durante la ejecución y registra los cambios en la memoria de datos desde el último punto de reversión en un búfer de registro. En el punto de reversión, estos datos de registro se transfieren al controlador de respaldo, sincronizando su estado con el principal.
Si el primario falla, la copia de seguridad reanuda la ejecución desde el último punto de reversión. Al reutilizar los resultados de las operaciones periféricas ya ejecutadas, se garantiza que no haya impacto en las E/S del proceso (unidades de comunicación en el bus CEX).
Protección de la memoria: La RAM de la unidad procesadora presenta una función automática de memoria de doble inversión para detectar errores de bits arbitrarios en la memoria. Todas las actualizaciones de la memoria se escriben en la memoria primaria e invertida en paralelo y se comparan en cada ciclo de lectura. Un desajuste obliga a un cambio.
Manejo de direcciones de red: en una configuración redundante, para garantizar una conmutación sin problemas para la red de control, las direcciones MAC e IP se intercambian entre las CPU primaria inicial y de respaldo. Independientemente del módulo de CPU que actúe como principal, el controlador redundante siempre se identifica mediante el mismo conjunto de direcciones, lo que hace que la conmutación sea transparente para otros dispositivos de la red.
3.4 Conexión de E/S y expansión del sistema
Como se muestra en su diagrama de bloques funcional, el PM866 gestiona el ModuleBus óptico y eléctrico a través de su controlador ModuleBus interno y la comunicación de expansión a través del controlador CEX-Bus. Esta arquitectura permite una configuración flexible del sistema de E/S según las necesidades de la aplicación:
E/S local directa: Conecte las E/S del S800 a través del ModuleBus eléctrico/óptico.
E/S remotas/distribuidas: conexión a través de buses de campo como PROFIBUS DP, FF HSE, etc.
Sistemas híbridos: se pueden utilizar múltiples métodos de conexión de E/S simultáneamente.
Conexión de E/S redundante: en sistemas redundantes, las unidades de E/S S800 están conectadas a ambas CPU a través del ModuleBus óptico y dos módems de clúster TB840 en cada clúster de E/S. El ModuleBus eléctrico integrado en la placa base TP830 no se puede utilizar en sistemas redundantes.
3.5 Fuente de alimentación y diagnóstico
Entrada de alimentación: 24 V CC nominal (rango 19,2 - 30 V CC), conectado mediante un terminal de tornillo de cuatro clavijas.
Monitoreo de fuente de alimentación redundante: proporciona entradas de estado SA y SB para monitorear el estado de la fuente de alimentación redundante.
Depósito de energía interno: Tiene un depósito de energía interno de 5 ms, suficiente para que la CPU realice un apagado controlado.
Indicadores de estado LED: el panel frontal proporciona múltiples conjuntos de indicadores LED para un diagnóstico rápido del estado de la unidad y del canal, simplificando la resolución de problemas.
Grado de protección: IP20, adecuado para instalación dentro de gabinetes.
4. Escenarios de aplicación
Con su alto rendimiento, alta confiabilidad y potentes capacidades de expansión, la unidad procesadora PM866 es adecuada para una amplia gama de campos de control de automatización industrial:
Sistemas de control distribuido (DCS): actúa como una estación de control local en un DCS y maneja complejos bucles de control analógicos y digitales.
Aplicaciones de alta disponibilidad: en industrias críticas como las de petróleo y gas, productos químicos y energía, su funcionalidad de redundancia se utiliza para construir sistemas de control ininterrumpido.
Control de procesos y lotes: Adecuado para procesos continuos y por lotes que requieren una respuesta rápida y un procesamiento lógico complejo.
Control de maquinaria grande: puede servir como controlador principal para grandes líneas de producción o maquinaria pesada.
Integración de múltiples buses: actúa como puerta de enlace central y controlador en sistemas híbridos que requieren la integración de varios buses de campo y protocolos Ethernet industriales como PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus, Modbus TCP y EtherNet/IP.
