ABB PM864AK01 3BSE018161R1 Jednostka procesorowa

PM864AK01 to podstawowy element platformy sprzętowej sterownika AC 800M firmy ABB, reprezentujący wysokowydajną i niezawodną jednostkę procesorową. Składa się z jednostki procesorowej PM864A połączonej z płytą bazową TP830, zaprojektowaną specjalnie do złożonych zastosowań kontrolnych w automatyce przemysłowej. Jako członek rodziny sterowników AC 800M, PM864AK01 integruje potężne możliwości przetwarzania, elastyczną rozbudowę komunikacji i wytrzymałą konstrukcję klasy przemysłowej, spełniając różnorodne wymagania, od prostego sterowania logicznego po złożone rozproszone systemy sterowania (DCS) i systemy o wysokiej integralności.

Platforma AC 800M to modułowy system sprzętowy, w którym użytkownicy mogą konfigurować jednostkę procesorową z różnymi modułami interfejsów komunikacyjnych, modułami we/wy i modułami zasilania zgodnie z potrzebami konkretnego zastosowania. W tym ekosystemie PM864AK01 pełni rolę „mózgu” odpowiedzialnego za realizację logiki sterującej, przetwarzanie danych, zarządzanie komunikacją i koordynację działania całego systemu sterowania. Szczególnie dobrze nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej wydajności przetwarzania, dostępności systemu i różnorodności komunikacji, takich jak przemysł przetwórczy, produkcja, zarządzanie energią i kontrola infrastruktury.

PM864AK01 nie tylko obsługuje działanie jako samodzielny sterownik, ale także bezproblemowo integruje się z sieciami sterującymi składającymi się z wielu sterowników, stacji operatorskich i serwerów, umożliwiając rozproszone rozwiązania automatyzacji na dużą skalę. Jego konstrukcja w pełni uwzględnia surowe wymagania środowisk przemysłowych, charakteryzując się doskonałą kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC), szerokim zakresem temperatur roboczych i niezawodną konstrukcją mechaniczną, zapewniając długoterminową stabilną pracę w krytycznych warunkach przemysłowych.

II. Kluczowe cechy i zalety

1. Znakomita wydajność przetwarzania:

• Procesor rdzeniowy: Wyposażony w mikroprocesor MPC862 96 MHz, zapewniający solidną moc obliczeniową.

• Konfiguracja pamięci: Zawiera 32 MB pamięci SDRAM, zapewniając płynną pracę złożonych programów aplikacyjnych i wielozadaniowość.

• W porównaniu do poprzedników: teoretyczna wydajność szczytowa jest nawet dwukrotnie większa niż w przypadku procesora PM860. Rzeczywista, trwała poprawa wydajności, w zależności od zastosowania, waha się od 10% do 50%, znacznie zwiększając responsywność systemu i możliwości obsługi danych.

2. Elastyczne możliwości komunikacji i rozbudowy:

• Bogate wbudowane porty komunikacyjne: Zapewnia cztery standardowe porty komunikacyjne: dwa porty Ethernet 10BaseT (CN1, CN2), jeden port szeregowy RS-232C z obsługą modemu (COM3) i jeden port serwisowy RS-232C dla narzędzi (COM4), ułatwiając połączenia sieciowe i peryferyjne.

• Wydajna magistrala rozszerzeń: Za pośrednictwem magistrali CEX (Communication Expansion Bus) można podłączyć wiele modułów interfejsu komunikacyjnego, takich jak PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1/HSE, Modbus TCP, PROFINET IO, EtherNet/IP itp., umożliwiając łatwe połączenie z różnymi magistralami obiektowymi i inteligentnymi urządzeniami.

• Lokalne połączenie we/wy: Wbudowana elektryczna magistrala ModuleBus umożliwia bezpośrednie połączenie jednego lokalnego klastra zawierającego do 12 modułów we/wy S800 w celu szybkiego i niezawodnego lokalnego przetwarzania sygnału.

3. Wsparcie wysokiej dostępności i redundancji:

• Redundancja procesora: PM864A obsługuje parowanie z innym PM86x lub PM891 w celu utworzenia nadmiarowej pary, umożliwiając bezproblemowe przełączanie między procesorem podstawowym/zapasowym. W przypadku awarii głównego procesora kopia zapasowa może przejąć kontrolę w ciągu 10 milisekund, a dane wyjściowe procesu zostaną zamrożone, maksymalizując czas sprawności systemu.

• Mechanizm tolerancji błędów: wykorzystuje zaawansowaną technologię synchronizacji opartą na jednostkach wykonawczych i punktach wycofania, zapewniając spójność stanu jednostki zapasowej z jednostką podstawową.

• Konserwacja online: umożliwia wymianę uszkodzonego procesora podczas działania systemu (wymiana online), znacznie redukując nieplanowane przestoje.

4. Obsługa systemu o wysokiej integralności:

• PM864A może służyć jako podstawa kontrolera AC 800M High Integrity (HI). W połączeniu z jednostką monitorującą bezpieczeństwo SM810/SM811 ​​i modułami S800 I/O HI z certyfikatem SIL oraz z wersją oprogramowania sterownika o wysokiej integralności, może stworzyć system bezpieczeństwa certyfikowany przez TÜV zgodnie z normą IEC 61508 SIL2.

• PM865 (ulepszona wersja PM864) oferuje dalsze postępy w tej dziedzinie, integrując funkcje, takie jak podwójna ochrona przeciwprzepięciowa, ulepszony nadzór oscylatora i autotesty online.

5. Niezawodne przechowywanie i tworzenie kopii zapasowych danych:

• Nośniki pamięci: Zawiera interfejs karty Compact Flash do przechowywania programów użytkowych i przechowywania danych na zimno, ułatwiając ładowanie programów, tworzenie kopii zapasowych i odzyskiwanie.

• Bateria zapasowa: oferuje rozwiązania w zakresie tworzenia kopii zapasowych baterii wewnętrznej i zewnętrznej (SB821, SB822) w celu utrzymania pamięci RAM i danych zegara czasu rzeczywistego (RTC) podczas zewnętrznej utraty zasilania. Czas podtrzymania akumulatora wewnętrznego PM864A został znacznie skrócony i wynosi minimum 235 godzin.

6. Wytrzymała konstrukcja przemysłowa i certyfikaty:

• Montaż: wykorzystuje standardowy montaż na szynie DIN 35 mm, jest kompaktowy i łatwy w instalacji/konserwacji.

• Stopień ochrony: IP20, zapewniający podstawową ochronę przed kontaktem z kurzem i palcami.

• Rozbudowane certyfikaty: Zgodny z dyrektywą UE EMC (2004/108/WE) i dyrektywą niskonapięciową (2006/95/WE), spełnia międzynarodowe standardy, takie jak UL 508, UL 60079-15 (dla miejsc niebezpiecznych) i oferuje opcjonalny certyfikat TÜV, odpowiedni do różnych środowisk przemysłowych.

III. Architektura i skład systemu

Fizyczna architektura PM864AK01 wyraźnie odzwierciedla filozofię modułowej konstrukcji:

1. Jednostka procesora (PM864A):

• Jest to podstawowy moduł funkcjonalny, zawierający płytę procesora, płytę zasilacza i panel przedni.

• Płyta procesora: integruje mikroprocesor MPC862, SDRAM, kontrolery komunikacyjne, zegar czasu rzeczywistego, wskaźniki LED, przycisk INIT i interfejs karty CF.

• Płyta zasilacza: Przekształca wejściowe napięcie prądu stałego 24 V na izolowane zasilanie +5 V i +3,3 V dla procesora i jednostek we/wy. Zawiera także optoizolowane sterowniki/odbiorniki RS-232C dla portu serwisowego i wewnętrznego uchwytu baterii.

• Panel przedni: Wyświetla stan i podstawowy interfejs operacyjny.

2. Płyta bazowa (TP830):

• Jest to koncentrator przyłączeniowy systemu, montowany na stałe na szynie DIN.

• Tablica terminacyjna: Centralizuje większość zewnętrznych zacisków przyłączeniowych, w tym zaciski śrubowe do nadzoru zasilania i zasilania nadmiarowego, złącza RJ45 do sieci sterującej i portu serwisowego, wtyczkę elektryczną ModuleBus i złącze CEX-Bus.

• Uziemienie: Uziemione do szyny DIN za pomocą metalowych elementów obudowy, co zwiększa odporność na zakłócenia.

• Dystrybucja zasilania: Zasilanie 24 V DC podłączone do TP830 zasila wszystkie urządzenia na magistrali CEX i elektrycznej ModuleBus.

Typowy przykład konfiguracji systemu:
System sterownika AC 800M skupiony wokół PM864AK01 może obejmować:

• Jednostka centralna: jednostka procesorowa PM864AK01.

• Rozszerzenie komunikacji: Za pomocą lewej strony magistrali CEX podłącz moduł interfejsu CI854A PROFIBUS DP w celu połączenia zdalnych stacji we/wy S800 (np. poprzez jednostki CI801 FCI), z możliwością rozbudowy do 768 modułów we/wy. Jednocześnie można dodać moduł CI860 w celu połączenia z siecią FOUNDATION Fieldbus HSE.

• Lokalne wejścia/wyjścia: poprzez elektryczną magistralę ModuleBus po prawej stronie można podłączyć jeden klaster wejść/wyjść S800 z maksymalnie 12 modułami.

• Zdalne optyczne wejścia/wyjścia: poprzez wbudowany port optyczny ModuleBus można podłączyć modemy optyczne TB820 w celu rozbudowy maksymalnie 6 dodatkowych zdalnych klastrów optycznych ModuleBus (maksymalnie 12 modułów każdy), obsługujących łącznie do 84 zdalnych optycznych modułów we/wy.

• System zasilania: Zasilany przez moduły zasilaczy serii SD83x, opcjonalnie skonfigurowany z jednostkami do głosowania SS823/SS832 w celu zapewnienia redundancji zasilania i podłączony do zewnętrznych akumulatorów SB821 lub SB822 w celu podtrzymania rozszerzonej pamięci.

W konfiguracji nadmiarowej dwa procesory PM864A są połączone kablem RCU Link, korzystają z tej samej magistrali CEX-Bus i łączą się z optyczną magistralą ModuleBus każdego klastra we/wy S800 za pośrednictwem dwóch niezależnych modemów klastra TB840, zapewniając ciągłość komunikacji we/wy w przypadku awarii któregokolwiek procesora.

IV. Pola aplikacji

Dzięki wysokiej wydajności, niezawodności i doskonałej skalowalności PM864AK01 nadaje się do wielu wymagających dziedzin automatyki przemysłowej:

1. Przemysł przetwórczy: rozproszone systemy sterowania (DCS) w przemyśle naftowym i gazowym, petrochemicznym, rafineryjnym, farmaceutycznym, uzdatnianiu wody itp. do ciągłej kontroli procesu, blokad bezpieczeństwa i przetwarzania wsadowego.

2. Energia i energia: Pomocnicze systemy sterowania w elektrowniach (cieplnych, wodnych, odnawialnych), monitorowanie sieci, systemy zarządzania energią (EMS) i automatyka podstacji.

3. Produkcja: Sterowanie linią produkcyjną, sterowanie maszynami i interfejsy MES w produkcji dyskretnej i seryjnej, np. w branży motoryzacyjnej, spożywczej i półprzewodnikowej.

4. Infrastruktura: Automatyka budynków, sygnalizacja i sterowanie metrem/koleją, sterowanie wentylacją/oświetleniem tuneli, systemy logistyki portowej.

5. Systemy bezpieczeństwa o wysokiej integralności: Jako część systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem wymagających poziomu integralności bezpieczeństwa SIL2, np. systemy ochrony kotłów, systemy awaryjnego wyłączania (ESD), systemy wykrywania pożaru i gazu (F&G) (wymaga połączenia z oprogramowaniem SM810/SM811 ​​i HI).