ABB PM864AK01 3BSE018161R1 Processoreenheid

De PM864AK01 is een kerncomponent van het AC 800M-controllerhardwareplatform van ABB en vertegenwoordigt een krachtige, zeer betrouwbare processoreenheid. Het bestaat uit de PM864A Processor Unit gecombineerd met de TP830 Baseplate, speciaal ontworpen voor complexe besturingstoepassingen in de industriële automatisering. Als lid van de AC 800M-controllerfamilie integreert de PM864AK01 krachtige verwerkingsmogelijkheden, flexibele communicatie-uitbreiding en een robuust ontwerp van industriële kwaliteit, dat voldoet aan uiteenlopende eisen, variërend van eenvoudige logische besturing tot complexe Distributed Control Systems (DCS) en systemen met hoge integriteit.

Het AC 800M-platform is een modulair hardwaresysteem waarmee gebruikers de processoreenheid kunnen configureren met verschillende communicatie-interfacemodules, I/O-eenheden en voedingsmodules volgens specifieke toepassingsbehoeften. Binnen dit ecosysteem fungeert de PM864AK01 als het 'brein' dat verantwoordelijk is voor het uitvoeren van de besturingslogica, het verwerken van gegevens, het beheren van de communicatie en het coördineren van de werking van het gehele besturingssysteem. Het is met name geschikt voor toepassingen die hoge verwerkingsprestaties, systeembeschikbaarheid en communicatiediversiteit vereisen, zoals procesindustrieën, productie, energiebeheer en infrastructuurcontrole.

De PM864AK01 ondersteunt niet alleen het gebruik als stand-alone controller, maar kan ook naadloos worden geïntegreerd in besturingsnetwerken bestaande uit meerdere controllers, bedieningsstations en servers, waardoor grootschalige, gedistribueerde automatiseringsoplossingen mogelijk worden. Het ontwerp houdt volledig rekening met de zware eisen van industriële omgevingen, met uitstekende elektromagnetische compatibiliteit (EMC), een breed bedrijfstemperatuurbereik en een betrouwbare mechanische constructie, waardoor een stabiele werking op lange termijn in kritieke industriële omgevingen wordt gegarandeerd.

II. Belangrijkste kenmerken en voordelen

1. Uitstekende verwerkingsprestaties:

• Kernprocessor: Uitgerust met een 96 MHz MPC862-microprocessor, die robuuste rekenkracht levert.

• Geheugenconfiguratie: Beschikt over 32 MB SDRAM, waardoor een soepele werking van complexe applicatieprogramma's en multitasking wordt gegarandeerd.

• Vergeleken met voorgangers: De theoretische piekprestaties zijn tot tweemaal zo hoog als die van de PM860-processor. De werkelijke duurzame prestatieverbetering varieert, afhankelijk van de toepassing, van 10% tot 50%, waardoor de reactiesnelheid van het systeem en de gegevensverwerkingscapaciteit aanzienlijk worden verbeterd.

2. Flexibele communicatie- en uitbreidingsmogelijkheden:

• Rijke ingebouwde communicatiepoorten: Biedt vier standaard communicatiepoorten: twee 10BaseT Ethernet-poorten (CN1, CN2), één RS-232C seriële poort met modemondersteuning (COM3) en één RS-232C-servicepoort voor tools (COM4), waardoor netwerk- en randapparatuurverbindingen worden vergemakkelijkt.

• Krachtige uitbreidingsbus: Via de CEX-bus (Communication Expansion Bus) kunnen talrijke communicatie-interfacemodules worden aangesloten, zoals PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1/HSE, Modbus TCP, PROFINET IO, EtherNet/IP, enz., waardoor een eenvoudige onderlinge verbinding met verschillende veldbussen en intelligente apparaten mogelijk is.

• Lokale I/O-verbinding: Ingebouwde elektrische ModuleBus maakt directe aansluiting mogelijk van één lokaal cluster met maximaal 12 S800 I/O-modules voor snelle en betrouwbare lokale signaalverwerking.

3. Ondersteuning voor hoge beschikbaarheid en redundantie:

• Processorredundantie: De PM864A ondersteunt koppeling met een andere PM86x of PM891 om een ​​redundant paar te vormen, waardoor een schokloze primaire/back-up-omschakeling mogelijk wordt. In het geval van een storing in de primaire processor kan de back-up binnen 10 milliseconden de controle overnemen, waarbij de procesuitvoer wordt bevroren, waardoor de uptime van het systeem wordt gemaximaliseerd.

• Fouttolerantiemechanisme: maakt gebruik van geavanceerde synchronisatietechnologie op basis van uitvoeringseenheden en terugdraaipunten, waardoor de status van de back-upeenheid consistent wordt uitgelijnd met die van de primaire eenheid.

• Online onderhoud: Ondersteunt de vervanging van een defecte processoreenheid terwijl het systeem draait (online vervanging), waardoor ongeplande downtime aanzienlijk wordt verminderd.

4. Systeemondersteuning met hoge integriteit:

• De PM864A kan dienen als basis voor een AC 800M High Integrity (HI)-controller. Gecombineerd met de SM810/SM811 ​​Safety Monitoring Unit en SIL-gecertificeerde S800 I/O HI-units, en met de High Integrity-versie van de controllersoftware, kan het een veiligheidssysteem bouwen dat is gecertificeerd volgens IEC 61508 SIL2 door TÜV.

• De PM865 (een verbeterde versie van de PM864) biedt verdere verbeteringen op dit gebied en integreert functies zoals dubbele overspanningsbeveiliging, verbeterde oscillatorbewaking en online zelftests.

5. Betrouwbare gegevensopslag en back-up:

• Opslagmedia: Beschikt over een Compact Flash-kaartinterface voor het opslaan van applicatieprogramma's en het koud bewaren van gegevens, waardoor het laden, back-up en herstel van programma's wordt vergemakkelijkt.

• Batterijback-up: Biedt back-upoplossingen voor zowel interne als externe batterijen (SB821, SB822) om RAM-geheugen en Real-Time Clock (RTC)-gegevens te behouden tijdens extern stroomverlies. De interne back-uptijd van de batterij van de PM864A is aanzienlijk verbeterd, met een minimum van 235 uur.

6. Robuust industrieel ontwerp en certificeringen:

• Montage: Maakt gebruik van standaard 35 mm DIN-railmontage, compact en eenvoudig te installeren/onderhouden.

• Beschermingsgraad: IP20, biedt basisbescherming tegen stof en vingercontact.

• Uitgebreide certificeringen: Voldoet aan de EU EMC-richtlijn (2004/108/EG) en laagspanningsrichtlijn (2006/95/EG), voldoet aan internationale normen zoals UL 508, UL 60079-15 (voor gevaarlijke locaties) en biedt optionele TÜV-certificering, geschikt voor verschillende industriële omgevingen.

III. Systeemarchitectuur en samenstelling

De fysieke architectuur van de PM864AK01 weerspiegelt duidelijk de modulaire ontwerpfilosofie:

1. Processoreenheid (PM864A):

• Dit is de belangrijkste functionele module, die de CPU-kaart, de voedingskaart en het voorpaneel bevat.

• CPU-kaart: integreert de MPC862-microprocessor, SDRAM, communicatiecontrollers, realtime klok, LED-indicatoren, INIT-drukknop en CF-kaartinterface.

• Voedingskaart: Converteert de ingangsspanning van 24 V DC naar geïsoleerde +5 V en +3,3 V voedingen voor de CPU en I/O-eenheden. Het bevat ook opto-geïsoleerde RS-232C-drivers/ontvangers voor de servicepoort en de interne batterijhouder.

• Voorpaneel: Biedt statusweergave en basisbedieningsinterface.

2. Grondplaat (TP830):

• Dit is de aansluithub van het systeem, permanent gemonteerd op de DIN-rail.

• Termination Board: Centraliseert de meeste externe aansluitklemmen, inclusief schroefklemmen voor voeding en redundante stroombewaking, RJ45-connectoren voor het besturingsnetwerk en de servicepoort, de elektrische ModuleBus-stekker en de CEX-Bus-connector.

• Aarding: geaard op de DIN-rail via metalen behuizingscomponenten, waardoor de ruisimmuniteit wordt verbeterd.

• Stroomverdeling: De 24V DC-voeding aangesloten op de TP830 voorziet alle units op de CEX-Bus en de elektrische ModuleBus van stroom.

Typisch voorbeeld van een systeemconfiguratie:
Een AC 800M-controllersysteem rond de PM864AK01 kan het volgende omvatten:

• Centrale eenheid: PM864AK01 processoreenheid.

• Communicatie-uitbreiding: Sluit via de CEX-bus aan de linkerkant een CI854A PROFIBUS DP-interfacemodule aan om externe S800 I/O-stations te koppelen (bijvoorbeeld via CI801 FCI-units), uitbreidbaar tot 768 I/O-modules. Tegelijkertijd kan een CI860-module worden toegevoegd om verbinding te maken met een FOUNDATION Fieldbus HSE-netwerk.

• Lokale I/O: Sluit via de elektrische ModuleBus aan de rechterkant één S800 I/O-cluster aan met maximaal 12 modules.

• Optische I/O op afstand: Sluit via de ingebouwde optische ModuleBus-poort TB820 optische modems aan om maximaal 6 extra externe optische ModuleBus-clusters uit te breiden (elk maximaal 12 modules), met ondersteuning voor in totaal maximaal 84 externe optische I/O-modules.

• Voedingssysteem: gevoed door voedingsmodules uit de SD83x-serie, optioneel geconfigureerd met SS823/SS832-stemeenheden voor redundantie van de voeding, en aangesloten op externe SB821- of SB822-batterijen voor uitgebreide geheugenback-up.

In een redundante configuratie zijn twee PM864A-processors aangesloten via de RCU Link-kabel, delen dezelfde CEX-bus en worden verbonden met de optische ModuleBus van elk S800 I/O-cluster via twee onafhankelijke TB840-clustermodems, waardoor de continuïteit van de I/O-communicatie wordt gegarandeerd als een van de CPU's uitvalt.

IV. Toepassingsgebieden

Dankzij de hoge prestaties, betrouwbaarheid en uitstekende schaalbaarheid is de PM864AK01 geschikt voor tal van veeleisende industriële automatiseringsgebieden:

1. Procesindustrieën: gedistribueerde controlesystemen (DCS) in olie en gas, petrochemie, raffinage, farmaceutische industrie, waterbehandeling, enz., voor continue procescontrole, veiligheidsvergrendelingen en batchverwerking.

2. Vermogen en energie: hulpbesturingssystemen in energiecentrales (thermisch, waterkracht, hernieuwbaar), netwerkmonitoring, energiebeheersystemen (EMS) en onderstationautomatisering.

3. Productie: productielijnbesturing, machinebesturing en MES-interfaces in discrete en batchproductie, zoals de automobiel-, voedsel- en drankenindustrie en de productie van halfgeleiders.

4. Infrastructuur: gebouwautomatisering, signalering en controle van metro/spoorwegen, controle van tunnelventilatie/verlichting, havenlogistieksystemen.

5. Veiligheidssystemen met hoge integriteit: Als onderdeel van veiligheidsgerelateerde besturingssystemen die het SIL2-veiligheidsintegriteitsniveau vereisen, bijv. ketelbeveiligingssystemen, noodstopsystemen (ESD), brand- en gasdetectiesystemen (F&G) (vereist combinatie met SM810/SM811 ​​en HI-software).