SC520, एडवांट कंट्रोलर 450 श्रृंखला के भीतर ABB एडवांट® OCS (ओपन कंट्रोल सिस्टम) का एक महत्वपूर्ण घटक है। यह एक इंटेलिजेंट सबमॉड्यूल कैरियर है जो स्थानीय सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) से लैस है, जिसे मॉडल नंबर 3BSE003816R1 द्वारा पहचाना जाता है। यह मॉड्यूल एडवांट कंट्रोलर 450 आर्किटेक्चर के भीतर एक प्रमुख हार्डवेयर प्लेटफॉर्म के रूप में कार्य करता है, जिसे विशेष रूप से विभिन्न संचार सबमॉड्यूल को रखने और संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे नियंत्रक की संचार क्षमताओं और सिस्टम एकीकरण दायरे का काफी विस्तार होता है।
एडवांट कंट्रोलर 450 के मॉड्यूलर सिस्टम के भीतर, सबमॉड्यूल कैरियर नियंत्रक कोर (प्रोसेसर मॉड्यूल PM511) को बाहरी दुनिया (जैसे अन्य नियंत्रण प्रणाली, ऑपरेटर स्टेशन, फील्डबस डिवाइस और तीसरे पक्ष के उपकरण) से जोड़ने वाले पुल के रूप में कार्य करता है। SC520 केवल एक निष्क्रिय यांत्रिक वाहक नहीं है बल्कि स्वतंत्र प्रसंस्करण क्षमताओं वाला एक बुद्धिमान मंच है। इसका एकीकृत स्थानीय सीपीयू विशिष्ट संचार प्रोटोकॉल और डेटा विनिमय कार्यों को निष्पादित करते हुए, मुख्य प्रोसेसर से संचार प्रसंस्करण कार्यों को ऑफलोड कर सकता है। यह समग्र नियंत्रण प्रणाली के प्रदर्शन, वास्तविक समय प्रतिक्रियाशीलता और विश्वसनीयता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।
SC520 आमतौर पर एडवांट कंट्रोलर 450 के कंट्रोलर सबरैक के भीतर स्थापित किया जाता है। यह विभिन्न संचार इंटरफ़ेस सबमॉड्यूल (उदाहरण के लिए, C1531, C1532Vxx, C1543, C1570) के लिए पावर, डेटा बस कनेक्शन, मैकेनिकल सपोर्ट और एक सहकारी प्रसंस्करण वातावरण प्रदान करता है। यह 'हॉट-स्वैप' कार्यक्षमता का समर्थन करता है, सिस्टम ऑपरेशन के दौरान रखरखाव और मॉड्यूल प्रतिस्थापन की सुविधा प्रदान करता है। इसका डिज़ाइन औद्योगिक वातावरण की कठोर आवश्यकताओं का पालन करता है, जिसमें उच्च विश्वसनीयता, उत्कृष्ट विद्युत चुम्बकीय संगतता और निदान और रखरखाव में आसानी शामिल है।
द्वितीय. प्राथमिक कार्य
SC520 सबमॉड्यूल कैरियर समृद्ध और शक्तिशाली कार्यक्षमताओं का दावा करता है, जो मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में प्रदर्शित होता है:
1. हार्डवेयर समर्थन और कैरियर कार्यक्षमता:
मॉड्यूलर कैरियर: SC520 का मुख्य कार्य अधिकतम दो संचार सबमॉड्यूल के लिए भौतिक माउंटिंग स्लॉट और विद्युत कनेक्शन प्रदान करना है। यह बैकप्लेन बस (उदाहरण के लिए, Futurebus+) के माध्यम से नियंत्रक के मुख्य प्रोसेसर मॉड्यूल (PM511) से जुड़ता है।
पावर प्रबंधन और वितरण: मॉड्यूल सिस्टम आपूर्ति से +5V और +24V DC पावर प्राप्त करने और इसे अपने स्वयं के सर्किटरी और इसे होस्ट करने वाले सबमॉड्यूल में स्थिर और विश्वसनीय रूप से वितरित करने के लिए जिम्मेदार है। इसका डिज़ाइन विभिन्न सबमॉड्यूल की अलग-अलग बिजली खपत को ध्यान में रखता है, जिससे स्थिर बिजली आपूर्ति सुनिश्चित होती है।
हॉट-स्वैप समर्थन: उन कॉन्फ़िगरेशन में जहां डिज़ाइन अनुमति देता है, यह सबमॉड्यूल की स्थापना या हटाने का समर्थन करता है, और कुछ मामलों में वाहक स्वयं, सिस्टम पावर को बंद किए बिना। यह सिस्टम के रख-रखाव और उपलब्धता को काफी हद तक बढ़ाता है।
थर्मल डिज़ाइन: मॉड्यूल का निर्माण गर्मी अपव्यय आवश्यकताओं पर विचार करता है, जो रेटेड तापमान सीमाओं के भीतर स्वयं और इसके होस्ट किए गए सबमॉड्यूल के लिए स्थिर संचालन सुनिश्चित करता है।
2. संचार विस्तार और प्रोटोकॉल प्रोसेसिंग:
मल्टी-प्रोटोकॉल कम्युनिकेशन हब: विभिन्न संचार सबमॉड्यूल सम्मिलित करके, SC520 एडवांट कंट्रोलर 450 को दर्जनों औद्योगिक संचार नेटवर्क और प्रोटोकॉल का समर्थन करने में सक्षम बनाता है, जिनमें शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं:
नियंत्रण नेटवर्क: नियंत्रक और एडवांट स्टेशन ऑपरेटर स्टेशनों और सूचना प्रबंधन स्टेशनों जैसे उच्च-स्तरीय नोड्स के बीच वास्तविक समय डेटा विनिमय के लिए मास्टरबस 300/300ई (सीएस513 सबमॉड्यूल के माध्यम से)।
फ़ील्डबस: S400 I/O इकाइयों या अन्य संगत उपकरणों को जोड़ने के लिए मास्टरफ़ील्डबस (C1570 सबमॉड्यूल के माध्यम से); एडवांट फील्डबस 100 (अन्य इंटरफेस की आवश्यकता है); PROFIBUS-DP (C1541V1 सबमॉड्यूल के माध्यम से); लोनवर्क्स नेटवर्क (C1572/C1573 सबमॉड्यूल के माध्यम से)।
सीरियल संचार: प्रिंटर, स्थानीय ऑपरेटर स्टेशनों (मास्टरव्यू 320) को जोड़ने या EXCOM प्रोटोकॉल के माध्यम से बाहरी कंप्यूटर के साथ संचार करने के लिए RS-232-C/V.24 इंटरफेस (C1531 सबमॉड्यूल के माध्यम से) प्रदान करता है।
मल्टी-वेंडर इंटरफ़ेस (एमवीआई): विभिन्न मानक औद्योगिक प्रोटोकॉल जैसे कि आरकॉम, मोडबस, सीमेंस 3964 (आर), आदि (C1532Vxx या C1534Vxx सबमॉड्यूल के माध्यम से) का समर्थन करता है, साथ ही उपयोगकर्ता-परिभाषित प्रोटोकॉल के लिए एक फ्री-प्रोग्रामेबल इंटरफ़ेस (C1535/C1538 सबमॉड्यूल के माध्यम से)।
स्थानीय सीपीयू के माध्यम से लोड शेयरिंग: यह SC520 का मुख्य लाभ है। कुछ उच्च-लोड या अत्यधिक समय-महत्वपूर्ण संचार कार्यों (उदाहरण के लिए, मास्टरबस 300/300ई नेटवर्क संचार) के लिए, मुख्य नियंत्रक सीपीयू (पीएम511) के बजाय एससी520 के स्थानीय सीपीयू पर संचार प्रोटोकॉल स्टैक प्रोसेसिंग निष्पादित करने का विकल्प मौजूद है। यह 'स्लेव सीपीयू में निष्पादित' मोड मुख्य सीपीयू पर लोड को काफी कम कर सकता है (दस्तावेज़ीकरण स्थानीय सीपीयू के बिना एससी510 वाहक की तुलना में एससी520 का उपयोग करते समय डेटा भेजने/प्राप्त करने के लिए कम मुख्य सीपीयू लोड को इंगित करता है)। यह महत्वपूर्ण नियंत्रण तर्क, एल्गोरिदम और प्रक्रिया I/O हैंडलिंग को निष्पादित करने के लिए मुख्य सीपीयू संसाधनों को मुक्त करता है, जिससे समग्र सिस्टम प्रदर्शन अनुकूलित होता है।
निरर्थक संचार समर्थन: SC520 और इसके सबमॉड्यूल को निरर्थक संचार लिंक के हिस्से के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जैसे कि निरर्थक मास्टरबस 300 नेटवर्क या एडवांट फील्डबस 100 नेटवर्क का निर्माण, सिस्टम संचार विश्वसनीयता को बढ़ाना।
3. सिस्टम एकीकरण और नैदानिक कार्य:
निर्बाध सिस्टम एकीकरण: मानक एडवांट OCS आर्किटेक्चर के भाग के रूप में, SC520 सिस्टम सॉफ़्टवेयर (उदाहरण के लिए, QC07-BAS41 जैसे प्रोग्राम मॉड्यूल) के साथ पूरी तरह से संगत है। इसके होस्ट किए गए सबमॉड्यूल सिस्टम के भीतर स्वचालित रूप से पहचाने और कॉन्फ़िगर किए जाते हैं। संचार कार्यों को एएमपीएल (एबीबी मास्टर प्रोग्रामिंग लैंग्वेज) में संबंधित पीसी तत्वों, जैसे COM-STAT , DSP-R , DSP-S , MFB-IN , MFB-OUT , आदि के माध्यम से आसानी से प्रोग्राम और एक्सेस किया जा सकता है।
स्थिति की निगरानी और निदान: मॉड्यूल में व्यापक निदान क्षमताएं हैं। संचार लिंक या सबमॉड्यूल की स्थिति को सिस्टम स्थिति डिस्प्ले (इंजीनियरिंग या ऑपरेटर स्टेशनों पर देखने योग्य) और मॉड्यूल के फ्रंट पैनल पर एलईडी संकेतक (उदाहरण के लिए, रन/फॉल्ट लाइट) के माध्यम से तुरंत पहचाना जा सकता है। सिस्टम संदेश हार्डवेयर त्रुटियों (उदाहरण के लिए, आरंभीकरण विफलता, चेकसम त्रुटि, मॉड्यूल गुम) पर विस्तृत रिपोर्ट प्रदान करते हैं, समस्या निवारण में रखरखाव कर्मियों की सहायता करते हैं।
कॉन्फ़िगरेशन लचीलापन: एकाधिक SC520 वाहक को आवश्यकतानुसार एक नियंत्रक सबरैक के भीतर स्थापित किया जा सकता है, प्रत्येक संचार सबमॉड्यूल के विभिन्न संयोजनों की मेजबानी करता है। यह संचार टोपोलॉजी के निर्माण की अनुमति देता है जो जटिल परियोजना आवश्यकताओं की मांगों को पूरा करता है।
तृतीय. कार्य सिद्धांत और वास्तुकला
SC520 का कार्य सिद्धांत एक उन्नत वितरित प्रसंस्करण वास्तुकला और मॉड्यूलर डिजाइन दर्शन पर आधारित है। इसका कार्यप्रवाह और आंतरिक सहयोग तंत्र इस प्रकार हैं:
1. हार्डवेयर आर्किटेक्चर और बस इंटरेक्शन:
SC520 स्वयं एक जटिल मुद्रित सर्किट बोर्ड है, जिसका मूल एकीकृत स्थानीय माइक्रोप्रोसेसर (सीपीयू) है। यह प्रोसेसर हाई-स्पीड पैरेलल बस (एडवांट कंट्रोलर 450 में फ्यूचरबस+ मानक पर आधारित) के माध्यम से मुख्य प्रोसेसर मॉड्यूल PM511 से कसकर जुड़ा हुआ है। यह बस डेटा और कमांड एक्सचेंज के लिए 'राजमार्ग' है।
डेटा एक्सचेंज: मुख्य सीपीयू (पीएम511) इस बस का उपयोग एससी520 और इसके सबमॉड्यूल के साझा मेमोरी क्षेत्र में बाहरी नेटवर्क के लिए निर्धारित डेटा पैकेट, नियंत्रण कमांड या कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर लिखने के लिए करता है। इसके विपरीत, SC520 पर स्थानीय सीपीयू बाहरी नेटवर्क से प्राप्त डेटा, स्थिति की जानकारी या घटना रिपोर्ट को उसी बस के माध्यम से मुख्य सीपीयू द्वारा पहुंच योग्य मेमोरी क्षेत्रों में लिखता है।
व्यवधान और समन्वय: दोनों पक्ष एक दूसरे को नए कार्यों या लंबित डेटा के बारे में व्यवधान तंत्र के माध्यम से सूचित कर सकते हैं, जिससे कुशल सहयोगात्मक कार्य सक्षम हो सके।
2. स्थानीय सीपीयू की भूमिका और 'लोड शेयरिंग' सिद्धांत:
SC520 का स्थानीय सीपीयू 'संचार सहप्रोसेसर' या 'बुद्धिमान गेटवे' के रूप में कार्य करता है। इसका ऑपरेटिंग मोड मुख्य रूप से स्थापित संचार सबमॉड्यूल के प्रकार और सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करता है:
प्रोटोकॉल प्रोसेसिंग मोड: कुछ संचार सबमॉड्यूल के लिए (उदाहरण के लिए, 'स्लेव सीपीयू मोड में निष्पादित' मोड के लिए कॉन्फ़िगर किया गया एक CS513 मास्टरबस 300 मॉड्यूल), संचार प्रोटोकॉल स्टैक की निचली से मध्य परतों का प्रसंस्करण (उदाहरण के लिए, फ्रेम एनकैप्सुलेशन/डिकैप्सुलेशन, लिंक प्रबंधन, त्रुटि का पता लगाना, मीडिया एक्सेस कंट्रोल) पूरी तरह से SC520 के स्थानीय सीपीयू द्वारा नियंत्रित किया जाता है। स्थानीय सीपीयू स्वतंत्र रूप से नेटवर्क इंटरफ़ेस का प्रबंधन करता है, नेटवर्क पर कच्चे डेटा स्ट्रीम को संसाधित करता है, और केवल निकाले गए वैध एप्लिकेशन-लेयर डेटा (या इवेंट) को बैकप्लेन बस के माध्यम से मुख्य सीपीयू तक पहुंचाता है। इसके विपरीत, यह मुख्य सीपीयू से प्राप्त एप्लिकेशन डेटा को नेटवर्क प्रोटोकॉल के अनुरूप फ्रेम में पैकेज करता है और उन्हें प्रसारित करता है। इस विधा के लाभ हैं:
मुख्य सीपीयू लोड को कम करना: मुख्य सीपीयू से समय लेने वाली और आवधिक संचार प्रोटोकॉल प्रसंस्करण कार्यों को ऑफलोड करता है, जिससे यह उच्च नियतिवाद आवश्यकताओं के साथ नियंत्रण कार्य चक्रों पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देता है।
बेहतर वास्तविक समय प्रदर्शन: स्थानीय सीपीयू नेटवर्क घटनाओं पर अधिक तत्परता से प्रतिक्रिया दे सकता है, जिससे मुख्य सीपीयू कार्य की भीड़ के कारण होने वाली संचार देरी कम हो जाती है।
उन्नत सिस्टम प्रदर्शन: सिस्टम को नियंत्रण प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना सघन नेटवर्क संचार ट्रैफ़िक को संभालने की अनुमति देता है।
इंटरफ़ेस प्रबंधन/पास-थ्रू मोड: अन्य सबमॉड्यूल (उदाहरण के लिए, C1531 RS-232 इंटरफ़ेस) के लिए, स्थानीय सीपीयू मुख्य रूप से इंटरफ़ेस आरंभीकरण, पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन, डेटा बफरिंग और प्रवाह नियंत्रण को संभाल सकता है। डेटा सामग्री का विश्लेषण मुख्य सीपीयू पर चलने वाले सॉफ़्टवेयर (उदाहरण के लिए, EXCOM ड्राइवर) द्वारा किया जा सकता है। फिर भी, स्थानीय सीपीयू की उपस्थिति मुख्य सीपीयू पर ड्राइवर के बोझ को सरल बनाती है।
3. सबमॉड्यूल के साथ सहयोग:
SC520 प्रत्येक सबमॉड्यूल स्लॉट के लिए एक मानकीकृत विद्युत और तार्किक इंटरफ़ेस प्रदान करता है। स्थानीय सीपीयू आरंभीकरण, नियंत्रण और स्थिति की निगरानी के लिए एक आंतरिक बस या समर्पित इंटरफ़ेस के माध्यम से प्रत्येक सबमॉड्यूल के साथ संचार करता है।
आरंभीकरण और कॉन्फ़िगरेशन: सिस्टम स्टार्टअप के दौरान, मुख्य सीपीयू SC520 के स्थानीय सीपीयू को बैकप्लेन बस के माध्यम से चालू करने, स्व-परीक्षण करने और प्रत्येक सबमॉड्यूल के लिए पैरामीटर कॉन्फ़िगर करने का निर्देश देता है।
कार्य वितरण और डेटा रूटिंग: स्थानीय सीपीयू संचार गंतव्य के आधार पर डेटा को सही सबमॉड्यूल पर रूट करता है। उदाहरण के लिए, मास्टरबस 300 नेटवर्क के लिए नियत डेटा CS513 सबमॉड्यूल को भेजा जाता है, जबकि सीरियल प्रिंटर के लिए डेटा C1531 सबमॉड्यूल को भेजा जाता है।
दोष अलगाव: यदि कोई सबमॉड्यूल विफल हो जाता है, तो SC520 का स्थानीय सीपीयू इसका पता लगा सकता है और उसे अलग कर सकता है, दोष को अन्य सबमॉड्यूल या बैकप्लेन बस को प्रभावित करने से रोक सकता है, और डायग्नोस्टिक तंत्र के माध्यम से मुख्य सीपीयू को इसकी रिपोर्ट कर सकता है।
4. सिस्टम रिडंडेंसी में भूमिका:
रिडंडेंट एडवांट कंट्रोलर 450 यूनिट्स (डुअल पीएम511) या रिडंडेंट संचार नेटवर्क के साथ कॉन्फ़िगर किए गए सिस्टम में, SC520 महत्वपूर्ण संचार पथों के लिए रिडंडेंसी का समर्थन कर सकता है।
निरर्थक संचार इंटरफेस: दो समान संचार उपमॉड्यूल स्थापित किए जा सकते हैं (उदाहरण के लिए, निरर्थक एडवांट फील्डबस 100 के लिए दो सी1522ए), प्रत्येक स्वतंत्र भौतिक नेटवर्क से जुड़ा हुआ है। SC520 का स्थानीय सीपीयू प्राथमिक विफल होने पर स्वचालित रूप से या मैन्युअल रूप से बैकअप लिंक पर स्विच करके दोनों इंटरफेस की स्थिति का प्रबंधन कर सकता है।
निरर्थक सीपीयू के साथ समन्वय: निरर्थक प्रोसेसर कॉन्फ़िगरेशन में, दो PM511 मुख्य सीपीयू आमतौर पर महत्वपूर्ण संचार संसाधनों को साझा करते हैं। SC520 और इसके सबमॉड्यूल दोनों मुख्य सीपीयू द्वारा पहुंच योग्य और प्रबंधनीय होने चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि प्राथमिक/बैकअप स्विचओवर के दौरान सभी बाहरी संचार कनेक्शनों को निर्बाध रूप से स्थानांतरित या जल्दी से पुन: स्थापित किया जा सकता है।
5. सॉफ्टवेयर और फर्मवेयर एकीकरण:
SC520 और इसके स्थानीय सीपीयू का संचालन फर्मवेयर और सिस्टम सॉफ्टवेयर समर्थन पर निर्भर करता है। यह सॉफ्टवेयर आम तौर पर एडवांट कंट्रोलर 450 के बेसिक सिस्टम प्रोग्राम मॉड्यूल (QC07-BAS41) में एकीकृत होता है। सिस्टम स्टार्टअप के दौरान, अपने स्वयं के सिस्टम सॉफ़्टवेयर को लोड करते समय, मुख्य सीपीयू आवश्यक फ़र्मवेयर और ड्राइवरों को SC520 के स्थानीय CPU में भी लोड करता है। एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग स्तर पर, इंजीनियर SC520 को सीधे प्रोग्राम नहीं करते हैं। इसके बजाय, वे नियंत्रक प्रणाली डेटा को कॉन्फ़िगर करके और संबंधित संचार पीसी तत्वों को प्रोग्रामिंग करके अप्रत्यक्ष रूप से SC520 द्वारा प्रदान की गई शक्तिशाली संचार क्षमताओं का उपयोग करते हैं।
