IS420UCSBS1A मार्क VIeS श्रृंखला के भीतर एक सुरक्षा नियंत्रक है, जिसे विशेष रूप से एसआईएल 2 और एसआईएल 3 (सुरक्षा अखंडता स्तर) क्षमताओं की आवश्यकता वाले औद्योगिक कार्यात्मक सुरक्षा लूप के लिए इंजीनियर किया गया है। एक स्टैंडअलोन, मजबूत कंप्यूटिंग इकाई के रूप में डिज़ाइन किया गया, यह नियंत्रक बिजली उत्पादन, तेल और गैस और रासायनिक प्रसंस्करण जैसे उद्योगों में महत्वपूर्ण सुरक्षा अनुप्रयोगों के लिए केंद्रीय है, जहां परिचालन विश्वसनीयता और जोखिम शमन सर्वोपरि है।
IEC 61508 मानक के अनुसार प्रमाणित, IS420UCSBS1A, अपने समर्पित सुरक्षा I/O मॉड्यूल के साथ, सुरक्षा उपकरण प्रणाली (SIS) को लागू करने के लिए एक प्रमाणित मंच प्रदान करता है, जो महत्वपूर्ण सुरक्षा कार्यों में जोखिम को प्रभावी ढंग से कम करता है।
2. सिस्टम आर्किटेक्चर और हार्डवेयर डिज़ाइन
2.1 स्टैंडअलोन मॉड्यूलर डिज़ाइन
IS420UCSBS1A में एक स्व-निहित, मॉड्यूलर आर्किटेक्चर है। पारंपरिक नियंत्रकों के विपरीत जहां I/O को बैकप्लेन पर रखा जाता है, यह विशेष रूप से IONet नामक एक निजी, विशेष प्रयोजन ईथरनेट नेटवर्क के माध्यम से वितरित I/O पैक के साथ संचार करता है। यह डिज़ाइन एप्लिकेशन इनपुट के लिए विफलता के किसी भी एक बिंदु को समाप्त कर देता है। यदि किसी नियंत्रक को रखरखाव या मरम्मत के लिए बंद कर दिया जाता है, तो सिस्टम आर्किटेक्चर गारंटी देता है कि कोई भी इनपुट खो न जाए, जिससे सुरक्षा लूप का निरंतर संचालन सुनिश्चित हो सके।
2.2 प्रोसेसर और मेमोरी
2.3 पंखा रहित डिज़ाइन और विद्युत आपूर्ति
कूलिंग: IS420UCSBS1A एक फैनलेस मॉड्यूल है, जो एकीकृत हीट फिन्स के माध्यम से निष्क्रिय कूलिंग पर निर्भर करता है। यह विफलता के एक सामान्य बिंदु को समाप्त करता है, विश्वसनीयता में सुधार करता है और रखरखाव को कम करता है।
पावर इनपुट: 28 वी डीसी इनपुट स्वीकार करता है।
आंतरिक विद्युत रूपांतरण: आने वाली 28 वी डीसी को एक विनियमित आंतरिक 5 वी डीसी आपूर्ति में परिवर्तित किया जाता है, जिससे अन्य सभी आंतरिक विद्युत विमान प्राप्त होते हैं।
बिजली की खपत: अधिकतम बिजली खपत 26.7 वॉट है, नाममात्र परिचालन खपत 15.6 वॉट है।
2.4 पर्यावरणीय कठोरता
3. संचार एवं नेटवर्किंग क्षमताएँ
3.1 आईओनेट नेटवर्क
नियंत्रक तीन स्वतंत्र आईओनेट पोर्ट के माध्यम से आई/ओ मॉड्यूल से जुड़ता है।
नेटवर्क प्रकार: एक निजी ईथरनेट नेटवर्क जो पूरी तरह से मार्क* नियंत्रण उपकरणों के लिए समर्पित है।
प्रोटोकॉल: नियंत्रकों और I/O मॉड्यूल के बीच विश्वसनीय संचार के लिए टीसीपी/आईपी का उपयोग करता है।
अतिरेक: IONet अतिरेक नियंत्रक अतिरेक के बराबर है। निरर्थक प्रणालियों में, कई स्वतंत्र IONet पथ संचार अखंडता सुनिश्चित करते हैं।
3.2 प्राथमिक और माध्यमिक ईथरनेट इंटरफेस
ENET1 (प्राथमिक):
आमतौर पर यूडीएच (यूनिट डेटा हाईवे) कनेक्शन के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है।
एचएमआई, इतिहासकारों और अन्य नियंत्रकों के साथ संचार के लिए उपयोग किया जाता है।
ईजीडी (ईथरनेट ग्लोबल डेटा), मोडबस और ओपीसी-यूए जैसे प्रोटोकॉल का समर्थन करता है।
ENET2 (माध्यमिक):
3.3 प्रिसिजन क्लॉक सिंक्रोनाइजेशन
सिस्टम सभी I/O पैक्स और नियंत्रकों की घड़ियों को ±100 माइक्रोसेकंड के भीतर सिंक्रोनाइज़ करने के लिए R, S और T IONets में IEEE 1588 प्रिसिजन टाइम प्रोटोकॉल (PTP) का उपयोग करता है, जिससे समय-सुसंगत डेटा अधिग्रहण और नियंत्रण निष्पादन सुनिश्चित होता है।
4. सॉफ्टवेयर सिस्टम और प्रोग्रामिंग
4.1 ऑपरेटिंग सिस्टम
IS420UCSBS1A QNX न्यूट्रिनो पर चलता है, जो एक सिद्ध, वास्तविक समय ऑपरेटिंग सिस्टम (RTOS) है जो उच्च गति, उच्च-विश्वसनीयता वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। सुरक्षा कार्यों की प्रतिक्रिया-समय की मांगों को पूरा करने के लिए इसका नियतात्मक व्यवहार महत्वपूर्ण है।
4.2 प्रोग्रामिंग भाषाएँ
नियंत्रक विभिन्न इंजीनियरिंग प्राथमिकताओं के अनुरूप कई प्रोग्रामिंग प्रतिमानों का समर्थन करता है:
नियंत्रण ब्लॉक भाषा: फ़ंक्शन ब्लॉक का उपयोग करके जटिल एनालॉग और असतत नियंत्रण लूप के लिए।
रिले सीढ़ी आरेख (आरएलडी): एक परिचित सीढ़ी प्रारूप में बूलियन तर्क को लागू करने के लिए।
समर्थित डेटा प्रकार: बूलियन, 16/32-बिट हस्ताक्षरित/अहस्ताक्षरित पूर्णांक, और 32/64-बिट फ़्लोटिंग-पॉइंट संख्या सहित एक व्यापक सेट।
4.3 ऑनलाइन संशोधन
नियंत्रण सॉफ़्टवेयर में छोटे-मोटे संशोधन नियंत्रक पुनरारंभ की आवश्यकता के बिना, सिस्टम उपलब्धता बढ़ाने और समस्या निवारण को सरल बनाए बिना ऑनलाइन किए जा सकते हैं।
4.4 सुरक्षा सॉफ्टवेयर ब्रांडिंग
कार्यात्मक सुरक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण सुविधा है, जब भी मार्क VIeS सुरक्षा नियंत्रक में एप्लिकेशन कोड बदला और डाउनलोड किया जाता है तो ब्रांडिंग एक अनिवार्य प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया नए कोड को क्रिप्टोग्राफ़िक रूप से 'ब्रांड' करती है, जिससे उसकी प्रामाणिकता और अखंडता सुनिश्चित होती है। कोई भी अनधिकृत परिवर्तन एक ब्रांड बेमेल को ट्रिगर करता है, जो ऑपरेटरों को संभावित सुरक्षा अखंडता मुद्दे के प्रति सचेत करता है। एसआईएल 2/3 प्रमाणन बनाए रखने के लिए यह एक मूलभूत आवश्यकता है।
5. सुरक्षा सुविधाएँ एवं प्रमाणपत्र
5.1 कार्यात्मक सुरक्षा स्तर
IS420UCSBS1A नियंत्रक और इसके संबंधित सुरक्षा I/O मॉड्यूल विशेष रूप से IEC 61508 द्वारा परिभाषित एसआईएल 2 और एसआईएल 3 सुरक्षा लूप में उपयोग के लिए डिज़ाइन और प्रमाणित किए गए हैं।
5.2 हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर प्रमाणन
मार्क VIeS प्रणाली वाले विशिष्ट नियंत्रण हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर को तीसरे पक्ष के मूल्यांकनकर्ता से IEC 61508 प्रमाणन प्राप्त हुआ है, जो सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए उनकी उपयुक्तता का स्वतंत्र सत्यापन प्रदान करता है।
5.3 अतिरेक और दोष सहनशीलता
नियंत्रक को दोहरे या ट्रिपल मॉड्यूलर रिडंडेंट (टीएमआर) कॉन्फ़िगरेशन में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन सेटअपों में, यह सहकर्मी नियंत्रकों के साथ समन्वयित होता है, आदान-प्रदान करता है:
6. स्थापना एवं रखरखाव
6.1 भौतिक स्थापना
नियंत्रक एक एकल मॉड्यूल है जो कीहोल माउंटिंग डिज़ाइन का उपयोग करके सीधे पैनल शीट मेटल पर माउंट होता है। उचित थर्मल प्रबंधन सुनिश्चित करने के लिए इसे कूलिंग पंखों के माध्यम से ऊर्ध्वाधर वायु प्रवाह के साथ स्थापित किया जाना चाहिए।
6.2 स्थिति संकेतक (एलईडी)
फ्रंट पैनल तत्काल स्थिति मूल्यांकन के लिए एलईडी का एक व्यापक सेट प्रदान करता है:
लिंक: ठोस हरा एक स्थापित IONet ईथरनेट लिंक को इंगित करता है।
अधिनियम: ठोस या चमकता हरा रंग IONet पैकेट ट्रैफ़िक को इंगित करता है।
पावर: ठोस हरा इंगित करता है कि आंतरिक 5V आपूर्ति चालू है।
ऑनलाइन: ठोस हरा इंगित करता है कि नियंत्रक ऑनलाइन है और एप्लिकेशन कोड निष्पादित कर रहा है।
डीसी: ठोस हरा इंगित करता है कि यह नियंत्रक एक अनावश्यक सेट में निर्दिष्ट नियंत्रक है।
ओटी (अति-तापमान): पीला एक अलार्म स्थिति को इंगित करता है; लाल इंगित करता है कि यात्रा हुई है।
7. बैकअप, पुनर्स्थापना और प्रतिस्थापन
7.1 बैकअप और पुनर्स्थापना प्रक्रिया
नियंत्रक पर एक समर्पित पुश-बटन नियंत्रक के कॉन्फ़िगरेशन और फर्मवेयर को यूएसबी ड्राइव पर बैकअप और पुनर्स्थापित करने की अनुमति देता है।
USB ड्राइव आवश्यकता: USB 2.0-अनुरूप, गैर-एन्क्रिप्टेड, न्यूनतम 4 जीबी क्षमता, FAT32 के रूप में स्वरूपित होना चाहिए।
प्रक्रिया: बैकअप/पुनर्स्थापना स्थिति यूएसबी ऑन एलईडी द्वारा इंगित की जाती है। प्रक्रिया के दौरान एक ठोस रोशनी गतिविधि को इंगित करती है, और सफल समापन पर यह बंद हो जाती है। चमकना विफलता का संकेत देता है।
7.2 नियंत्रक प्रतिस्थापन
एक दोषपूर्ण नियंत्रक को बदलने के लिए एक संरचित प्रक्रिया परिभाषित की गई है, जिसमें सुरक्षा और डेटा अखंडता पर जोर दिया गया है:
बैकअप: यदि संभव हो, तो विफल नियंत्रक के NAND फ़्लैश का बैकअप लें।
पावर डाउन: संबंधित जेपीडीसी पर विशिष्ट पावर प्लग (जेसीआर, जेसीएस, या जेसीटी) को डिस्कनेक्ट करें।
केबल डिस्कनेक्ट करें: IONet और VLAN केबल निकालें।
भौतिक निष्कासन: कीहोल माउंटिंग का उपयोग करके स्क्रू को ढीला करें और नियंत्रक को हटा दें।
स्थापना: नए नियंत्रक को स्थापित करने के लिए प्रक्रिया को उल्टा करें।
पुनर्स्थापित और कॉन्फ़िगर करें: बैकअप को नए नियंत्रक पर पुनर्स्थापित करें या COM1 पोर्ट के माध्यम से टूलबॉक्सएसटी इंजीनियरिंग टूल का उपयोग करके उसके आईपी पते को कॉन्फ़िगर करें।
