Unité de processeur ABB PM864AK01 3BSE018161R1

Le PM864AK01 est un composant essentiel de la plate-forme matérielle du contrôleur AC 800M d'ABB, représentant une unité de processeur hautes performances et extrêmement fiable. Il se compose de l'unité de processeur PM864A combinée à la plaque de base TP830, conçue spécifiquement pour les applications de contrôle complexes dans l'automatisation industrielle. En tant que membre de la famille de contrôleurs AC 800M, le PM864AK01 intègre de puissantes capacités de traitement, une extension de communication flexible et une conception robuste de qualité industrielle, répondant à diverses exigences allant du simple contrôle logique aux systèmes de contrôle distribués (DCS) complexes et aux systèmes à haute intégrité.

La plate-forme AC 800M est un système matériel modulaire dans lequel les utilisateurs peuvent configurer l'unité de traitement avec divers modules d'interface de communication, unités d'E/S et modules d'alimentation en fonction des besoins spécifiques de l'application. Au sein de cet écosystème, le PM864AK01 agit comme le « cerveau », responsable de l'exécution de la logique de contrôle, du traitement des données, de la gestion des communications et de la coordination du fonctionnement de l'ensemble du système de contrôle. Il est particulièrement adapté aux applications exigeant des performances de traitement élevées, une disponibilité du système et une diversité de communication, telles que les industries de transformation, la fabrication, la gestion de l'énergie et le contrôle des infrastructures.

Le PM864AK01 prend non seulement en charge le fonctionnement en tant que contrôleur autonome, mais s'intègre également de manière transparente dans les réseaux de contrôle comprenant plusieurs contrôleurs, stations opérateur et serveurs, permettant ainsi des solutions d'automatisation distribuées à grande échelle. Sa conception prend pleinement en compte les exigences rigoureuses des environnements industriels, avec une excellente compatibilité électromagnétique (CEM), une large plage de températures de fonctionnement et une construction mécanique fiable, garantissant un fonctionnement stable à long terme dans des environnements industriels critiques.

II. Principales caractéristiques et avantages

1. Performances de traitement exceptionnelles :

• Processeur principal : équipé d'un microprocesseur MPC862 de 96 MHz, offrant une puissance de calcul robuste.

• Configuration de la mémoire : comprend 32 Mo de SDRAM, garantissant le bon fonctionnement des programmes d'application complexes et le multitâche.

• Par rapport aux prédécesseurs : ses performances théoriques maximales sont jusqu'à deux fois supérieures à celles du processeur PM860. L'amélioration réelle et durable des performances, en fonction de l'application, varie de 10 % à 50 %, améliorant considérablement la réactivité du système et la capacité de traitement des données.

2. Capacités de communication et d’extension flexibles :

• Ports de communication intégrés riches : fournit quatre ports de communication standard : deux ports Ethernet 10BaseT (CN1, CN2), un port série RS-232C avec prise en charge du modem (COM3) et un port de service RS-232C pour les outils (COM4), facilitant les connexions réseau et périphériques.

• Bus d'extension puissant : via le CEX-Bus (Communication Expansion Bus), de nombreux modules d'interface de communication peuvent être connectés, tels que PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1/HSE, Modbus TCP, PROFINET IO, EtherNet/IP, etc., permettant une interconnexion facile avec divers bus de terrain et appareils intelligents.

• Connexion d'E/S locale : le ModuleBus électrique intégré permet la connexion directe d'un cluster local contenant jusqu'à 12 modules d'E/S S800 pour un traitement du signal local rapide et fiable.

3. Prise en charge de la haute disponibilité et de la redondance :

• Redondance du processeur : le PM864A prend en charge le couplage avec un autre PM86x ou PM891 pour former une paire redondante, permettant une commutation primaire/sauvegarde sans à-coups. En cas de panne du processeur principal, la sauvegarde peut prendre le contrôle en 10 millisecondes, les sorties du processus étant gelées, maximisant ainsi la disponibilité du système.

• Mécanisme de tolérance aux pannes : utilise une technologie de synchronisation avancée basée sur des unités d'exécution et des points de restauration, garantissant que l'état de l'unité de sauvegarde est systématiquement aligné sur celui de l'unité principale.

• Maintenance en ligne : prend en charge le remplacement d'un processeur défectueux pendant que le système est en cours d'exécution (remplacement en ligne), réduisant ainsi considérablement les temps d'arrêt imprévus.

4. Prise en charge du système à haute intégrité :

• Le PM864A peut servir de base à un contrôleur haute intégrité (HI) AC 800M. Combiné avec l'unité de surveillance de sécurité SM810/SM811 ​​et les unités S800 I/O HI certifiées SIL, et exécutant la version haute intégrité du logiciel du contrôleur, il peut créer un système de sécurité certifié CEI 61508 SIL2 par le TÜV.

• Le PM865 (une version améliorée du PM864) offre d'autres avancées dans ce domaine, intégrant des fonctionnalités telles que la double protection contre les surtensions, la supervision améliorée des oscillateurs et les autotests en ligne.

5. Stockage et sauvegarde de données fiables :

• Support de stockage : comporte une interface de carte Compact Flash pour stocker les programmes d'application et conserver les données à froid, facilitant ainsi le chargement, la sauvegarde et la récupération des programmes.

• Batterie de secours : offre des solutions de sauvegarde sur batterie interne et externe (SB821, SB822) pour conserver la mémoire RAM et les données de l'horloge en temps réel (RTC) en cas de panne de courant externe. L'autonomie de la batterie interne du PM864A est considérablement améliorée, avec un minimum de 235 heures.

6. Conception industrielle robuste et certifications :

• Montage : utilise un montage sur rail DIN standard de 35 mm, compact et facile à installer/entretenir.

• Indice de protection : IP20, offrant une protection de base contre la poussière et le contact avec les doigts.

• Certifications étendues : Conforme à la directive européenne CEM (2004/108/CE) et à la directive basse tension (2006/95/CE), répond aux normes internationales telles que UL 508, UL 60079-15 (pour les emplacements dangereux) et offre une certification TÜV en option, adaptée à divers environnements industriels.

III. Architecture et composition du système

L'architecture physique du PM864AK01 reflète clairement sa philosophie de conception modulaire :

1. Unité de processeur (PM864A) :

• Il s'agit du module fonctionnel principal, contenant la carte CPU, la carte d'alimentation et le panneau avant.

• Carte CPU : intègre le microprocesseur MPC862, la SDRAM, les contrôleurs de communication, l'horloge en temps réel, les indicateurs LED, le bouton-poussoir INIT et l'interface de la carte CF.

• Carte d'alimentation : convertit l'entrée 24 V CC en alimentations isolées +5 V et +3,3 V pour le processeur et les unités d'E/S. Il contient également des pilotes/récepteurs RS-232C opto-isolés pour le port de service et le support de batterie interne.

• Panneau avant : fournit un affichage de l'état et une interface de fonctionnement de base.

2. Plaque de base (TP830) :

• Il s'agit du moyeu de connexion du système, monté en permanence sur le rail DIN.

• Carte de terminaison : centralise la plupart des bornes de connexion externes, y compris les bornes à vis pour l'alimentation et la supervision de l'alimentation redondante, les connecteurs RJ45 pour le réseau de contrôle et le port de service, la prise électrique ModuleBus et le connecteur CEX-Bus.

• Mise à la terre : mise à la terre sur le rail DIN via des composants de boîtier métallique, améliorant ainsi l'immunité au bruit.

• Distribution d'énergie : L'alimentation 24 V CC connectée au TP830 alimente toutes les unités du CEX-Bus et du ModuleBus électrique.

Exemple de configuration système typique :
Un système de contrôleur AC 800M centré autour du PM864AK01 peut inclure :

• Unité centrale : unité de traitement PM864AK01.

• Extension de communication : via le CEX-Bus de gauche, connectez un module d'interface PROFIBUS DP CI854A pour relier des stations d'E/S S800 distantes (par exemple, via des unités CI801 FCI), extensible jusqu'à 768 modules d'E/S. Simultanément, un module CI860 peut être ajouté pour se connecter à un réseau FOUNDATION Fieldbus HSE.

• E/S locales : via le ModuleBus électrique de droite, connectez un cluster d'E/S S800 avec jusqu'à 12 modules.

• E/S optiques à distance : via le port ModuleBus optique intégré, connectez les modems optiques TB820 pour étendre jusqu'à 6 clusters ModuleBus optiques distants supplémentaires (maximum 12 modules chacun), prenant en charge un total de 84 modules d'E/S optiques distants.

• Système d'alimentation : alimenté par des modules d'alimentation de la série SD83x, configurés en option avec des unités de vote SS823/SS832 pour la redondance de l'alimentation, et connectés à des batteries externes SB821 ou SB822 pour une sauvegarde de mémoire étendue.

Dans une configuration redondante, deux processeurs PM864A sont connectés via le câble RCU Link, partagent le même bus CEX et se connectent au ModuleBus optique de chaque cluster d'E/S S800 via deux modems de cluster TB840 indépendants, garantissant ainsi la continuité de la communication d'E/S en cas de panne de l'un des processeurs.

IV. Champs d'application

Grâce à ses hautes performances, sa fiabilité et son excellente évolutivité, le PM864AK01 convient à de nombreux domaines exigeants de l'automatisation industrielle :

1. Industries de transformation : systèmes de contrôle distribués (DCS) dans les secteurs du pétrole et du gaz, de la pétrochimie, du raffinage, des produits pharmaceutiques, du traitement de l'eau, etc., pour le contrôle continu des processus, les verrouillages de sécurité et le traitement par lots.

2. Électricité et énergie : systèmes de contrôle auxiliaires dans les centrales électriques (thermiques, hydroélectriques, renouvelables), surveillance du réseau, systèmes de gestion de l'énergie (EMS) et automatisation des sous-stations.

3. Fabrication : contrôle de ligne de production, contrôle de machine et interfaces MES dans la fabrication discrète et par lots telle que la production automobile, agroalimentaire et de semi-conducteurs.

4. Infrastructure : Automatisation des bâtiments, signalisation et contrôle métro/ferroviaire, contrôle de la ventilation/éclairage des tunnels, systèmes logistiques portuaires.

5. Systèmes de sécurité à haute intégrité : dans le cadre des systèmes de contrôle liés à la sécurité nécessitant un niveau d'intégrité de sécurité SIL2, par exemple, les systèmes de protection de chaudière, les systèmes d'arrêt d'urgence (ESD), les systèmes de détection d'incendie et de gaz (F&G) (nécessite une combinaison avec les logiciels SM810/SM811 ​​et HI).