De PM866 is een krachtige processoreenheid binnen het AC 800M-controllerhardwareplatform van ABB, behorend tot de PM8xx/TP830-serie. AC 800M is een modulair hardwareplatform dat bestaat uit individuele hardware-eenheden die kunnen worden geconfigureerd en geprogrammeerd om meerdere besturingsfuncties uit te voeren. Als kernverwerkingseenheid van dit platform is de PM866 in staat complexe automatiseringsbesturingstoepassingen aan te sturen, variërend van kleine programmeerbare logische controllers tot geavanceerde gedistribueerde besturingssystemen en zelfs veiligheidssystemen met hoge integriteit.
De PM866 moet worden gebruikt in combinatie met de TP830-basisplaat om een complete processormodule te vormen. Deze combinatie biedt krachtige verwerkingsmogelijkheden, rijke communicatie-interfaces en een zeer betrouwbaar ontwerp, waardoor het geschikt is voor industriële omgevingen met hoge eisen aan besturingsprestaties en systeembeschikbaarheid.
2. Hardwaresamenstelling en fysieke structuur
Fysiek bestaat de PM866-processoreenheid uit twee basisonderdelen:
De processoreenheid zelf: bevat de CPU-kaart en de voedingskaart.
CPU-kaart: integreert de MPC866-microprocessor (werkt op 133 MHz), 64 MB SDRAM, controllers voor alle ingebouwde communicatie-interfaces, een realtime klok, LED-statusindicatoren, een INIT-drukknop en een Compact Flash-kaartinterface.
Voedingskaart: Genereert geïsoleerde, circuitbeveiligde +5 V- en +3,3 V-voedingen voor het moederbord en de I/O-eenheden. Het bevat ook opto-geïsoleerde RS-232C-stuurprogramma's/ontvangers voor de servicepoort en een reservebatterijhouder voor geheugen/real-time klokback-up.
De TP830-basisplaat: bevat het aansluitbord.
De meeste externe verbindingen eindigen op dit bord. Het is via de metalen componenten van de behuizing op de DIN-rail geaard.
Het aansluitbord is voorzien van schroefklemmen voor voeding en redundante voedingbewaking, RJ45-connectoren voor het besturingsnetwerk en seriële poorten, een servicepoortconnector en connectoren voor de Electrical ModuleBus en CEX-Bus.
De processorunit wordt op horizontale DIN-rails gemonteerd met behulp van een uniek schuif-en-sluitmechanisme en kan worden voorzien van een afneembaar deksel dat met schroeven is bevestigd. De 24 V DC-voeding is aangesloten op de TP830-basisplaat en voedt alle units op de CEX-Bus en Elektrische ModuleBus.
3. Belangrijkste functies en kenmerken
3.1 Verwerkings- en opslagprestaties
Microprocessor: Maakt gebruik van de MPC866 op 133 MHz en biedt krachtige instructieverwerkingsmogelijkheden. De prestaties zijn ongeveer 1,4 maal die van de PM864.
Geheugensysteem:
64 MB SDRAM: voor het uitvoeren van het systeem en de applicatieprogramma's.
4 MB Flash PROM: voor firmware-opslag.
Geheugenback-up: Ondersteunt back-up van geheugeninhoud via een interne batterij of externe batterijeenheden (SB821 of SB822), waardoor gegevens en programma's behouden blijven tijdens stroomuitval.
Compact Flash-interface: Ondersteunt het laden van applicaties en de opslag van koude gegevens via een CF-kaart, waardoor programma-updates en gegevensarchivering worden vergemakkelijkt.
3.2 Communicatie- en uitbreidingsmogelijkheden
De PM866 biedt een flexibele en krachtige communicatiearchitectuur:
3.3 Redundantiefunctionaliteit
De PM866 ondersteunt Redundantie van processoreenheden, die samen met de PM861, PM864, PM865 en PM891 tot de redundante serie behoort.
Redundante configuratie: Het systeem bevat twee PM866-processoreenheden, waarvan er één fungeert als primaire controller en de andere als back-upcontroller (hot stand-by).
Bumploze omschakeling: Als er een fout optreedt in de primaire controller, voert het systeem een schokloze omschakeling uit in minder dan 10 milliseconden, waarbij de back-upcontroller de besturingstaken overneemt. Procesuitgangen worden tijdens de omschakeling bevroren.
Online onderhoud: Een defecte processoreenheid (primair of back-up) kan worden vervangen terwijl het systeem actief is. Redundantie wordt hersteld na vervanging.
Synchronisatiemechanisme:
De twee processoreenheden zijn verbonden via een RCU Link-kabel (max. 1 m).
Ze zijn beide aangesloten op dezelfde CEX-bus en kunnen beide de uitbreidingseenheden besturen.
Maakt gebruik van een fouttolerantieprincipe op basis van terugdraaipunten. De primaire controller stelt tijdens de uitvoering periodiek rollback-punten vast die de volledige processorstatus (registers + datageheugen) bevatten en registreert veranderingen in het datageheugen sinds het laatste rollback-punt in een logbuffer. Op het terugdraaipunt worden deze loggegevens overgebracht naar de back-upcontroller, waardoor de status ervan wordt gesynchroniseerd met de primaire controller.
Als de primaire mislukt, wordt de uitvoering van de back-up hervat vanaf het laatste terugdraaipunt. Door de resultaten van reeds uitgevoerde randbewerkingen te hergebruiken, zorgt het ervoor dat er geen impact is op de proces-I/O (communicatie-eenheden op de CEX-bus).
Geheugenbescherming: Het RAM-geheugen van de processoreenheid beschikt over een automatische dubbel-geïnverteerde geheugenfunctie voor het detecteren van willekeurige bitfouten in het geheugen. Alle geheugenupdates worden parallel naar zowel het primaire als het omgekeerde geheugen geschreven en bij elke leescyclus vergeleken. Een mismatch dwingt tot een omschakeling.
Netwerkadresverwerking: In een redundante configuratie worden de MAC- en IP-adressen uitgewisseld tussen de initiële primaire en back-up CPU's, om een schokloze omschakeling voor het controlenetwerk te garanderen. Ongeacht welke CPU-module als primair fungeert, de redundante controller wordt altijd geïdentificeerd door dezelfde set adressen, waardoor de omschakeling transparant wordt voor andere apparaten in het netwerk.
3.4 I/O-verbinding en systeemuitbreiding
Zoals weergegeven in het functionele blokdiagram, beheert de PM866 de optische en elektrische ModuleBus via de interne ModuleBus-controller en uitbreidingscommunicatie via de CEX-Bus-controller. Deze architectuur maakt een flexibele configuratie van het I/O-systeem mogelijk op basis van de applicatiebehoeften:
Directe lokale I/O: Sluit de S800 I/O aan via elektrische/optische ModuleBus.
Externe/gedistribueerde I/O: verbinding maken via veldbussen zoals PROFIBUS DP, FF HSE, enz.
Hybride systemen: Meerdere I/O-verbindingsmethoden kunnen tegelijkertijd worden gebruikt.
Redundante I/O-verbinding: In redundante systemen zijn S800 I/O-units aangesloten op beide CPU's via de Optical ModuleBus en twee TB840-clustermodems op elk I/O-cluster. De ingebouwde elektrische ModuleBus op de TP830-basisplaat kan niet worden gebruikt in redundante systemen.
3.5 Voeding en diagnose
Ingangsvermogen: 24 V DC nominaal (bereik 19,2 - 30 V DC), aangesloten via een vierpins schroefklem.
Bewaking van redundante voeding: Biedt SA- en SB-statusingangen voor het bewaken van de status van de redundante voeding.
Intern energiereservoir: Heeft een intern energiereservoir van 5 ms, voldoende om de CPU gecontroleerd uit te schakelen.
LED-statusindicatoren: Het voorpaneel biedt meerdere sets LED-indicatoren voor een snelle diagnose van de unit- en kanaalstatus, waardoor het oplossen van problemen wordt vereenvoudigd.
Beschermingsgraad: IP20, geschikt voor installatie in behuizingen.
4. Toepassingsscenario's
Met zijn hoge prestaties, hoge betrouwbaarheid en krachtige uitbreidingsmogelijkheden is de PM866 Processor Unit geschikt voor een breed scala aan industriële automatiseringsbesturingsvelden:
Distributed Control Systems (DCS): Fungeert als lokaal controlestation in een DCS en verwerkt complexe analoge en digitale regellussen.
Toepassingen met hoge beschikbaarheid: In kritieke industrieën zoals de olie- en gassector, de chemie en de energiesector wordt de redundantiefunctionaliteit gebruikt om ononderbroken controlesystemen te bouwen.
Batch- en procescontrole: Geschikt voor continue en batchprocessen die een snelle respons en complexe logische verwerking vereisen.
Grote machinebesturing: kan dienen als hoofdcontroller voor grote productielijnen of zware machines.
Integratie van meerdere bussen: fungeert als kerngateway en -controller in hybride systemen die de integratie vereisen van verschillende veldbussen en industriële Ethernet-protocollen zoals PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus, Modbus TCP en EtherNet/IP.
