लेखक: साइट संपादक प्रकाशन समय: 2025-09-11 उत्पत्ति: साइट
HIQuad इसे एसआईएल 3 (आईईसी 61508) और पीएल ई (ईएन आईएसओ 13849) तक सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि इसमें उच्च उपलब्धता विशेषताएं भी हैं। HIQuad X प्रक्रिया उद्योग और फैक्ट्री स्वचालन के भीतर विभिन्न नियंत्रण कार्यों के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से प्रक्रिया सुविधाओं में उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए। सिस्टम एक मॉड्यूलर डिज़ाइन को नियोजित करता है, लचीले कॉन्फ़िगरेशन का समर्थन करता है, और इसे HIMA के परिपक्व SILworX® इंजीनियरिंग टूल का उपयोग करके प्रोग्राम, कॉन्फ़िगर, मॉनिटर, संचालित और प्रलेखित किया जा सकता है।
सिस्टम परिवार और संरचना
HIQuad X में दो सिस्टम परिवार शामिल हैं: H51X और H41X। वे समान मॉड्यूल का उपयोग करते हैं लेकिन संरचना और विस्तार क्षमताओं में भिन्न होते हैं:
हाईक्वाड H51X:
संरचना: अत्यधिक मॉड्यूलर.
बेस रैक: 1 (इसमें I/O मॉड्यूल शामिल नहीं हैं)।
एक्सटेंशन रैक: अधिकतम 16.
प्रोसेसर मॉड्यूल (एफ-सीपीयू 01): 1 या 2।
I/O प्रोसेसिंग मॉड्यूल (F-IOP 01): 1 प्रति एक्सटेंशन रैक।
संचार मॉड्यूल (एफ-कॉम 01): बेस रैक में 10 तक।
I/O मॉड्यूल प्रति एक्सटेंशन रैक: 16।
कुल I/O मॉड्यूल: 256 तक।
हाईक्वाड H41X:
संरचना: मॉड्यूलर.
बेस रैक: 1 (12 I/O मॉड्यूल तक समायोजित हो सकता है)।
एक्सटेंशन रैक: अधिकतम 1.
प्रोसेसर मॉड्यूल (एफ-सीपीयू 01): 1 या 2।
I/O प्रोसेसिंग मॉड्यूल (F-IOP 01): बेस रैक में 1, एक्सटेंशन रैक में 1।
संचार मॉड्यूल (F-COM 01): बेस रैक में 2 तक।
I/O मॉड्यूल प्रति एक्सटेंशन रैक: 16।
कुल I/O मॉड्यूल: 28 तक।
ये अंतर उपयोगकर्ताओं को I/O गिनती और उपलब्धता के लिए विशिष्ट एप्लिकेशन आवश्यकताओं के आधार पर सबसे उपयुक्त सिस्टम प्लेटफ़ॉर्म चुनने की अनुमति देते हैं।
मुख्य विशेषताएं
1. सुरक्षा और प्रमाणीकरण
HIQuad इसकी मुख्य सुरक्षा विशेषताओं में शामिल हैं:
सुरक्षा अखंडता स्तर (एसआईएल): एसआईएल 3 (आईईसी 61508), पीएल ई (आईएसओ 13849) तक का समर्थन करता है।
प्रमाणीकरण: सिस्टम और इसके I/O मॉड्यूल विभिन्न अंतरराष्ट्रीय मानकों (सुरक्षा मैनुअल HI 803 209 E देखें) के अनुसार प्रमाणित हैं, जिसमें फायर अलार्म सिस्टम में उपयोग (DIN EN 54-2 और NFPA 72 के अनुरूप) और जोन 2 खतरनाक क्षेत्रों में माउंटिंग के लिए उपयुक्तता शामिल है।
1oo2 आर्किटेक्चर: सुरक्षा से संबंधित प्रोसेसर मॉड्यूल (F-CPU 01) और I/O प्रोसेसिंग मॉड्यूल (F-IOP 01) एक आंतरिक 1oo2 (दो में से एक) प्रोसेसर सिस्टम को शामिल करते हैं। दो माइक्रोप्रोसेसर कोर लगातार डेटा को सिंक्रनाइज़ और तुलना करते हैं, जिससे विफलता-सुरक्षित संचालन सुनिश्चित होता है।
सुरक्षा-संबंधी संचार: सेफईथरनेट प्रोटोकॉल के माध्यम से सुरक्षा-संबंधी संचार का समर्थन करता है।
2. उच्च उपलब्धता और अतिरेक
सिस्टम उपलब्धता को अधिकतम करने के उद्देश्य से सिस्टम कई अतिरेक विकल्प प्रदान करता है (नोट: अतिरेक उपलब्धता बढ़ाता है, सुरक्षा अखंडता स्तर नहीं - एसआईएल):
प्रोसेसर रिडंडेंसी: दो अनावश्यक एफ-सीपीयू 01 प्रोसेसर मॉड्यूल के साथ कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। यदि एक मॉड्यूल विफल हो जाता है, तो सुरक्षित संचालन बनाए रखने के लिए सिस्टम स्वचालित रूप से दूसरे पर स्विच हो जाता है। सिस्टम ऑपरेशन के दौरान दोषपूर्ण मॉड्यूल को बदला जा सकता है (रिडंडेंसी मोड में हॉट-स्वैपेबल)।
सिस्टम बस रिडंडेंसी: सिस्टम संचार के लिए दो स्वतंत्र सिस्टम बसों (ए और बी) पर निर्भर करता है। निरर्थक कॉन्फ़िगरेशन में, दोनों बसें एक साथ चलती हैं। एक बस की विफलता से सिस्टम संचालन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
I/O मॉड्यूल अतिरेक: मॉड्यूल अतिरेक (एक अतिरेक समूह बनाने वाले एक ही प्रकार के दो I/O मॉड्यूल) और चैनल अतिरेक (अनावश्यक मॉड्यूल के भीतर समान चैनल संख्याओं को जोड़ना) का समर्थन करता है। उपलब्धता बढ़ाने के लिए, विभिन्न रैक में अनावश्यक मॉड्यूल स्थापित किए जाने चाहिए।
बिजली आपूर्ति अतिरेक: उच्च बिजली आपूर्ति उपलब्धता सुनिश्चित करते हुए, अनावश्यक 24 वीडीसी बिजली आपूर्ति इकाइयों के कनेक्शन का समर्थन करता है। वैकल्पिक बफर मॉड्यूल (एफ-पीडब्ल्यूआर 02) का उपयोग 20 एमएस से अधिक वोल्टेज ड्रॉपआउट की भरपाई के लिए किया जा सकता है।
3. मॉड्यूलर डिजाइन और स्केलेबिलिटी
सिस्टम एक मानक 19-इंच रैक संरचना को नियोजित करता है, जो उच्च लचीलापन प्रदान करता है:
बेस रैक: प्रोसेसर मॉड्यूल, संचार मॉड्यूल, बिजली आपूर्ति मॉड्यूल स्थापित करने के लिए बैकप्लेन शामिल है (H41X में I/O मॉड्यूल भी शामिल है)।
एक्सटेंशन रैक: एफ-बेस रैक 11 एक्सटेंशन रैक का उपयोग करके, एच51एक्स सिस्टम को 16 रैक तक विस्तारित किया जा सकता है, प्रत्येक 16 आई/ओ मॉड्यूल और एक एफ-आईओपी 01 मॉड्यूल रखने में सक्षम है, जिससे आई/ओ क्षमता में काफी वृद्धि होती है।
मॉड्यूल प्रकार: सिस्टम मॉड्यूल प्रकारों की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन करता है, जिनमें शामिल हैं:
एफ-सीपीयू 01: सुरक्षा प्रोसेसर मॉड्यूल।
एफ-आईओपी 01: I/O प्रोसेसिंग मॉड्यूल, सिस्टम बस को I/O बस से जोड़ता है।
एफ-कॉम 01: संचार मॉड्यूल, 2 ईथरनेट इंटरफेस और 1 फील्डबस इंटरफेस प्रदान करता है।
एफ-पीडब्लूआर 01: 24VDC/5VDC विद्युत आपूर्ति मॉड्यूल।
एफ-पीडब्ल्यूआर 02: 24वीडीसी बफर मॉड्यूल।
विभिन्न I/O मॉड्यूल: जिसमें डिजिटल इनपुट/आउटपुट (DI/DO), एनालॉग इनपुट/आउटपुट (AI/AO), रिले आउटपुट, काउंटर मॉड्यूल आदि शामिल हैं, जो सुरक्षा-संबंधी और गैर-सुरक्षा-संबंधी दोनों अनुप्रयोगों को पूरा करते हैं।
4. संचार क्षमताएँ
सिस्टम F-COM 01 मॉड्यूल के माध्यम से बाहरी सिस्टम के साथ संचार करता है:
सुरक्षा प्रोटोकॉल: HIMA के सुरक्षित ईथरनेट सुरक्षा प्रोटोकॉल का समर्थन करता है।
मानक प्रोटोकॉल: विभिन्न मानक औद्योगिक संचार प्रोटोकॉल (लाइसेंसिंग आवश्यक) का समर्थन करता है, जैसे मॉडबस। संचार अतिरेक को या तो उपयोगकर्ता प्रोग्राम के माध्यम से या विशिष्ट प्रोटोकॉल द्वारा ही प्रबंधित किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, मॉडबस स्लेव)।
इंजीनियरिंग कनेक्शन: 5 प्रोग्रामिंग और डिबगिंग टूल्स (पीएडीटी) तक को ईथरनेट इंटरफेस (आरजे-45) के माध्यम से जोड़ा जा सकता है, लेकिन किसी भी समय केवल एक के पास ही लिखने की पहुंच हो सकती है।
5. निदान एवं रखरखाव
सिस्टम त्वरित समस्या निवारण और रखरखाव के लिए व्यापक नैदानिक कार्य प्रदान करता है:
एलईडी संकेतक: प्रत्येक मॉड्यूल फ्रंट प्लेट में परिचालन स्थिति, त्रुटियां, संचार स्थिति इत्यादि दिखाने वाले एलईडी संकेतक होते हैं।
डायग्नोस्टिक इतिहास: एफ-सीपीयू, एफ-आईओपी और एफ-कॉम मॉड्यूल में अंतर्निहित डायग्नोस्टिक हिस्ट्री बफ़र्स (रिंग बफ़र्स) लॉगिंग सिस्टम इवेंट, त्रुटियां और चेतावनियां हैं, जिन्हें अल्पकालिक और दीर्घकालिक डायग्नोस्टिक्स में वर्गीकृत किया गया है। इसे SILworX टूल का उपयोग करके देखा और विश्लेषण किया जा सकता है।
ऑनलाइन डायग्नोस्टिक्स: SILworX ऑनलाइन दृश्य में, मॉड्यूल स्थिति को रंग परिवर्तन (उदाहरण के लिए, गंभीर दोषों के लिए लाल, चेतावनियों के लिए पीला) के माध्यम से सहज रूप से प्रदर्शित किया जाता है, और विस्तृत स्थिति की जानकारी देखी जा सकती है।
सिस्टम वेरिएबल मॉनिटरिंग: व्यापक सिस्टम वेरिएबल (उदाहरण के लिए, तापमान स्थिति, बिजली आपूर्ति स्थिति, चक्र समय, त्रुटि काउंटर) प्रदान करता है जिसका उपयोग उपयोगकर्ता प्रोग्राम के भीतर या निगरानी उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है।
6. प्रोग्रामिंग और कॉन्फ़िगरेशन
सिस्टम इंजीनियरिंग SILworX का उपयोग करके की जाती है:
प्रोग्रामिंग भाषाएँ: IEC 61131-3 मानक के अनुरूप प्रोग्रामिंग भाषाओं का समर्थन करता है।
परिवर्तनीय प्रबंधन: स्थानीय और वैश्विक चर का समर्थन करता है। वेरिएबल्स को प्रारंभिक मान, रिटेन (रिटेन) विशेषताएँ आदि निर्दिष्ट की जा सकती हैं।
सिस्टम पैरामीटर और वेरिएबल: कई सिस्टम पैरामीटर (नियंत्रक व्यवहार को कॉन्फ़िगर करने के लिए, उदाहरण के लिए, सुरक्षा समय, वॉचडॉग टाइम) और सिस्टम वैरिएबल (सिस्टम स्थिति की जानकारी प्राप्त करने के लिए) प्रदान करता है, जो संसाधन और हार्डवेयर जैसे विभिन्न स्तरों पर पहुंच योग्य है।
फोर्सिंग फ़ंक्शन: उपयोगकर्ताओं को परीक्षण और सिमुलेशन उद्देश्यों के लिए चर के वर्तमान मूल्य को ओवरराइड करने की अनुमति देता है। सुरक्षित उपयोग सुनिश्चित करने के लिए फ़ोर्सिंग के लिए समय सीमा और पहुंच अनुमतियाँ निर्धारित की जा सकती हैं।
उपयोगकर्ता प्रबंधन: दो-स्तरीय उपयोगकर्ता प्रबंधन प्रदान करता है: पीएडीटी (प्रोजेक्ट एक्सेस) और पीईएस (नियंत्रक एक्सेस)। सिस्टम सुरक्षा को बढ़ाते हुए विभिन्न उपयोगकर्ता समूहों और अनुमतियों (उदाहरण के लिए, रीड-ओनली, ऑपरेटर, रीड+राइट, एडमिनिस्ट्रेटर) को परिभाषित किया जा सकता है।
7. नॉइज़ ब्लैंकिंग
क्षणिक हस्तक्षेप के खिलाफ सिस्टम प्रतिरक्षा में सुधार करने के लिए, HIQuad X एक शोर ब्लैंकिंग फ़ंक्शन प्रदान करता है:
कार्य: बसों या I/O मॉड्यूल पर क्षणिक हस्तक्षेप को दबाता है, अल्पकालिक हस्तक्षेप के कारण सिस्टम को गलती से सुरक्षित स्थिति में प्रवेश करने से रोकने के लिए कॉन्फ़िगर किए गए समय के लिए अंतिम वैध मान बनाए रखता है, जिससे उपलब्धता बढ़ती है।
कॉन्फ़िगरेशन: प्रभावी शोर ब्लैंकिंग समय सुरक्षा समय, वॉचडॉग समय और चक्र समय (अधिकतम शोर ब्लैंकिंग समय = सुरक्षा समय - (2 x वॉचडॉग समय)) पर निर्भर करता है। इसे SILworX में I/O मॉड्यूल के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
प्रभावी दिशा: शोर अवरोधन विभिन्न दिशाओं में कार्य कर सकता है:
इनपुट मॉड्यूल से प्रोसेसर मॉड्यूल तक (इनपुट और बस हस्तक्षेप को दबाकर)।
प्रोसेसर मॉड्यूल से आउटपुट मॉड्यूल (बस हस्तक्षेप को दबाने) तक।
आउटपुट मॉड्यूल से प्रोसेसर मॉड्यूल तक (स्थिति पावती को दबाना, उदाहरण के लिए, एससी/ओसी पहचान)।
काम के सिद्धांत
HIQuad X प्रणाली का मुख्य संचालन इसके हार्डवेयर आर्किटेक्चर और सुरक्षा तंत्र के इर्द-गिर्द घूमता है।
सिग्नल प्रवाह और प्रसंस्करण:
इनपुट साइड: फ़ील्ड सेंसर सिग्नल सुरक्षा I/O मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, F 3237 DI मॉड्यूल) से जुड़े होते हैं। I/O मॉड्यूल अपने संबंधित रैक में F-IOP 01 I/O प्रोसेसिंग मॉड्यूल के साथ I/O बस के माध्यम से संचार करते हैं।
डेटा प्रोसेसिंग: एफ-आईओपी 01 मॉड्यूल अनावश्यक सिस्टम बसों (ए और बी) के माध्यम से बेस रैक में एफ-सीपीयू 01 प्रोसेसर मॉड्यूल के साथ डेटा का आदान-प्रदान करता है। एफ-सीपीयू 01 एक आंतरिक 1oo2 आर्किटेक्चर का उपयोग करता है जहां दो प्रोसेसर कोर चक्रीय रूप से इनपुट डेटा पढ़ते हैं, उपयोगकर्ता प्रोग्राम निष्पादित करते हैं और परिणामों की तुलना करते हैं।
आउटपुट साइड: प्रोसेसर मॉड्यूल प्रोसेसिंग परिणामों को सिस्टम बसों के माध्यम से एफ-आईओपी 01 मॉड्यूल पर वापस भेजता है, जो फिर उन्हें आई/ओ बस के माध्यम से आउटपुट मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, एफ 3330 डीओ मॉड्यूल) तक पहुंचाता है, जिससे फील्ड एक्चुएटर्स को नियंत्रित किया जाता है। एफ-आईओपी 01 आई/ओ वॉचडॉग (डब्ल्यूडी) सिग्नल उत्पन्न करने और निगरानी करने के लिए भी जिम्मेदार है। आउटपुट मॉड्यूल केवल तभी संचालित होते हैं जब यह सिग्नल मौजूद होता है (उच्च स्तर); अन्यथा, वे सुरक्षित अवस्था में प्रवेश करते हैं।
सुरक्षा तंत्र:
दोष का पता लगाना: सिस्टम लगातार विभिन्न स्तरों पर स्व-परीक्षण और क्रॉस-चेक करता है, जिसमें प्रोसेसर कोर तुलना, संचार चेकसम, मॉड्यूल स्थिति निगरानी, बिजली आपूर्ति निगरानी और तापमान निगरानी शामिल है।
सुरक्षित स्थिति: किसी आंतरिक खराबी या बाहरी कमांड (उदाहरण के लिए, आपातकालीन रोक) का पता चलने पर, सिस्टम 'डी-एनर्जाइज़ टू ट्रिप' सिद्धांत का पालन करता है, आउटपुट को पूर्वनिर्धारित सुरक्षित स्थिति (आमतौर पर डी-एनर्जेटिक स्थिति) में रखता है।
समय की निगरानी: सुरक्षा समय प्रक्रिया के लिए अधिकतम अनुमत प्रतिक्रिया समय है। वॉचडॉग टाइम प्रोसेसर चक्र के लिए अधिकतम अनुमत अवधि है; यदि इससे अधिक हो जाता है, तो सिस्टम एक सुरक्षा प्रतिक्रिया शुरू कर देता है। चक्र समय वह वास्तविक समय है जो प्रोसेसर एक उपयोगकर्ता प्रोग्राम चक्र को निष्पादित करने में लेता है। सिस्टम सुरक्षा और प्रदर्शन के लिए इन समयों का कॉन्फ़िगरेशन महत्वपूर्ण है।
अतिरेक तुल्यकालन:
एक निरर्थक कॉन्फ़िगरेशन में, दो प्रोसेसर मॉड्यूल सिस्टम बसों के माध्यम से अपनी आंतरिक स्थिति और डेटा को लगातार सिंक्रनाइज़ करते हैं।
यदि प्राथमिक प्रोसेसर मॉड्यूल विफल हो जाता है, तो स्टैंडबाय मॉड्यूल तुरंत इसका पता लगाता है और नियंत्रण अपने हाथ में ले लेता है, सिस्टम के निरंतर सुरक्षित संचालन को बनाए रखता है, जिससे निर्बाध स्विचिंग और उच्च उपलब्धता सक्षम होती है।
बिजली वितरण:
सिस्टम 24 VDC SELV/PELV बिजली आपूर्ति द्वारा संचालित है। विद्युत वितरण मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, K 7212) का उपयोग विद्युत सर्किट को वितरित और संरक्षित करने के लिए किया जाता है।
बेस रैक के भीतर 5V बिजली की आपूर्ति F-PWR 01 मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न होती है और बैकप्लेन के माध्यम से वितरित की जाती है। एक्सटेंशन रैक के लिए 5V पावर की आपूर्ति स्टार टोपोलॉजी में बेस रैक से की जाती है।
I/O मॉड्यूल के लिए 24V सहायक और फ़ील्ड पावर को बिजली वितरण मॉड्यूल (F 7133) द्वारा वितरित और संरक्षित किया जाता है, प्रत्येक F 7133 4 I/O मॉड्यूल स्लॉट के लिए फ़्यूज्ड सुरक्षा प्रदान करता है।
थर्मल प्रबंधन:
सिस्टम डिज़ाइन इलेक्ट्रॉनिक घटकों से गर्मी अपव्यय पर विचार करता है। परिवेश के तापमान को 0°C और +60°C के बीच बनाए रखने के लिए नियंत्रण कैबिनेट के भीतर पर्याप्त वेंटिलेशन (प्राकृतिक संवहन या मजबूर वायु शीतलन) की आवश्यकता होती है।
मॉड्यूल में तापमान सेंसर शामिल होते हैं, और सिस्टम चर के माध्यम से तापमान की स्थिति की निगरानी की जा सकती है। यदि तापमान सीमा पार हो जाती है तो चेतावनियाँ या त्रुटियाँ संकेत दी जाती हैं, हालाँकि तापमान की निगरानी स्वयं सुरक्षा-संबंधी नहीं है।
अनुप्रयोग क्षेत्र
HIQuad X प्रणाली का व्यापक रूप से सुरक्षा और उपलब्धता पर उच्च मांग वाले उद्योगों में उपयोग किया जाता है:
