Unidade de processador ABB PM864AK01 3BSE018161R1

O PM864AK01 é um componente central da plataforma de hardware do controlador AC 800M da ABB, representando uma unidade de processador de alto desempenho e altamente confiável. Consiste na Unidade Processadora PM864A combinada com a Placa Base TP830, projetada especificamente para aplicações complexas de controle em automação industrial. Como membro da família de controladores AC 800M, o PM864AK01 integra poderosas capacidades de processamento, expansão de comunicação flexível e um design robusto de nível industrial, atendendo a diversos requisitos que vão desde controle lógico simples até complexos sistemas de controle distribuído (DCS) e sistemas de alta integridade.

A plataforma AC 800M é um sistema de hardware modular onde os usuários podem configurar a unidade do processador com vários módulos de interface de comunicação, unidades de E/S e módulos de fonte de alimentação de acordo com as necessidades específicas da aplicação. Dentro deste ecossistema, o PM864AK01 atua como o “cérebro”, responsável por executar a lógica de controle, processar dados, gerenciar comunicações e coordenar a operação de todo o sistema de controle. É particularmente adequado para aplicações que exigem alto desempenho de processamento, disponibilidade de sistema e diversidade de comunicação, como indústrias de processo, manufatura, gerenciamento de energia e controle de infraestrutura.

O PM864AK01 não apenas oferece suporte à operação como um controlador independente, mas também se integra perfeitamente a redes de controle que compreendem vários controladores, estações de operação e servidores, permitindo soluções de automação distribuída em grande escala. Seu design considera plenamente as duras demandas dos ambientes industriais, apresentando excelente compatibilidade eletromagnética (EMC), uma ampla faixa de temperatura operacional e construção mecânica confiável, garantindo operação estável a longo prazo em ambientes industriais críticos.

II. Principais recursos e vantagens

1. Excelente desempenho de processamento:

• Processador Core: Equipado com um microprocessador MPC862 de 96 MHz, oferecendo poder de computação robusto.

• Configuração de memória: Possui 32 MB de SDRAM, garantindo bom funcionamento de programas aplicativos complexos e multitarefa.

• Comparado aos antecessores: Seu desempenho máximo teórico é até duas vezes maior que o do processador PM860. A melhoria real sustentada do desempenho, dependendo da aplicação, varia de 10% a 50%, melhorando significativamente a capacidade de resposta do sistema e a capacidade de tratamento de dados.

2. Capacidades flexíveis de comunicação e expansão:

• Ricas portas de comunicação integradas: Fornece quatro portas de comunicação padrão: duas portas Ethernet 10BaseT (CN1, CN2), uma porta serial RS-232C com suporte para modem (COM3) e uma porta de serviço RS-232C para ferramentas (COM4), facilitando conexões de rede e periféricos.

• Potente Barramento de Expansão: Através do CEX-Bus (Communication Expansion Bus), vários módulos de interface de comunicação podem ser conectados, como PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1/HSE, Modbus TCP, PROFINET IO, EtherNet/IP, etc., possibilitando fácil interconexão com diversos fieldbuses e dispositivos inteligentes.

• Conexão de E/S local: O ModuleBus elétrico integrado permite a conexão direta de um cluster local contendo até 12 módulos de E/S S800 para processamento de sinal local rápido e confiável.

3. Suporte de alta disponibilidade e redundância:

• Redundância do processador: O PM864A suporta emparelhamento com outro PM86x ou PM891 para formar um par redundante, permitindo uma alternância entre primário/backup sem interrupções. No caso de falha do processador primário, o backup pode assumir o controle em 10 milissegundos, com as saídas do processo congeladas, maximizando o tempo de atividade do sistema.

• Mecanismo de tolerância a falhas: Emprega tecnologia avançada de sincronização baseada em unidades de execução e pontos de reversão, garantindo que o estado da unidade de backup esteja consistentemente alinhado com a unidade primária.

• Manutenção Online: Suporta a substituição de uma unidade de processador defeituosa enquanto o sistema está em execução (substituição online), reduzindo significativamente o tempo de inatividade não planejado.

4. Suporte ao sistema de alta integridade:

• O PM864A pode servir como base para um controlador AC 800M High Integrity (HI). Combinado com a unidade de monitoramento de segurança SM810/SM811 ​​e unidades S800 I/O HI com certificação SIL, e executando a versão High Integrity do software do controlador, ele pode construir um sistema de segurança certificado pela IEC 61508 SIL2 pela TÜV.

• O PM865 (uma versão aprimorada do PM864) oferece avanços adicionais nesta área, integrando recursos como proteção dupla contra sobretensão, supervisão aprimorada do oscilador e autotestes on-line.

5. Armazenamento e backup de dados confiáveis:

• Mídia de armazenamento: Apresenta uma interface de cartão Compact Flash para armazenar programas de aplicativos e reter dados a frio, facilitando o carregamento, backup e recuperação de programas.

• Backup de bateria: Oferece soluções de backup de bateria interna e externa (SB821, SB822) para manter a memória RAM e os dados do relógio em tempo real (RTC) durante perda de energia externa. O tempo de reserva da bateria interna do PM864A foi significativamente melhorado, com um mínimo de 235 horas.

6. Design Industrial Robusto e Certificações:

• Montagem: Utiliza montagem em trilho DIN padrão de 35 mm, compacta e fácil de instalar/manter.

• Classificação de proteção: IP20, fornecendo proteção básica contra poeira e contato com os dedos.

• Certificações Extensas: Está em conformidade com a Diretiva EMC da UE (2004/108/EC) e a Diretiva de Baixa Tensão (2006/95/EC), atende aos padrões internacionais como UL 508, UL 60079-15 (para locais perigosos) e oferece certificação TÜV opcional, adequada para vários ambientes industriais.

III. Arquitetura e composição do sistema

A arquitetura física do PM864AK01 reflete claramente a sua filosofia de design modular:

1. Unidade de Processador (PM864A):

• Este é o módulo funcional principal, contendo a placa da CPU, a placa da fonte de alimentação e o painel frontal.

• Placa CPU: Integra o microprocessador MPC862, SDRAM, controladores de comunicação, relógio em tempo real, indicadores LED, botão INIT e interface de cartão CF.

• Placa de fonte de alimentação: Converte a entrada de 24 Vcc em fontes isoladas de +5 V e +3,3 V para a CPU e unidades de E/S. Ele também contém drivers/receptores RS-232C opticamente isolados para a porta de serviço e o suporte interno da bateria.

• Painel frontal: Fornece exibição de status e interface de operação básica.

2. Placa de base (TP830):

• Este é o hub de conexão do sistema, montado permanentemente no trilho DIN.

• Placa de terminação: Centraliza a maioria dos terminais de conexão externa, incluindo terminais de parafuso para alimentação e supervisão de alimentação redundante, conectores RJ45 para a rede de controle e porta de serviço, o plugue elétrico ModuleBus e o conector CEX-Bus.

• Aterramento: Aterrado ao trilho DIN através de componentes metálicos, aumentando a imunidade a ruídos.

• Distribuição de energia: A alimentação de 24 Vcc conectada ao TP830 alimenta todas as unidades do CEX-Bus e do ModuleBus elétrico.

Exemplo típico de configuração de sistema:
Um sistema controlador AC 800M centrado no PM864AK01 pode incluir:

• Unidade Central: Unidade de processador PM864AK01.

• Expansão da comunicação: Através do barramento CEX esquerdo, conecte um módulo de interface PROFIBUS DP CI854A para vincular estações de E/S remotas do S800 (por exemplo, por meio de unidades CI801 FCI), expansíveis até 768 módulos de E/S. Simultaneamente, um módulo CI860 pode ser adicionado para conectar-se a uma rede FOUNDATION Fieldbus HSE.

• E/S local: Através do ModuleBus elétrico do lado direito, conecte um cluster de E/S S800 com até 12 módulos.

• E/S óptica remota: Através da porta ModuleBus óptica integrada, conecte modems ópticos TB820 para expandir até 6 clusters ModuleBus ópticos remotos adicionais (máximo de 12 módulos cada), suportando um total de até 84 módulos de E/S óptica remota.

• Sistema de energia: Alimentado por módulos de fonte de alimentação da série SD83x, opcionalmente configurados com unidades de votação SS823/SS832 para redundância de fonte de alimentação e conectados a baterias externas SB821 ou SB822 para backup estendido de memória.

Em uma configuração redundante, dois processadores PM864A são conectados por meio do cabo RCU Link, compartilham o mesmo CEX-Bus e se conectam ao ModuleBus óptico de cada cluster de E/S S800 por meio de dois modems de cluster TB840 independentes, garantindo a continuidade da comunicação de E/S se alguma das CPUs falhar.

4. Campos de aplicação

Graças ao seu alto desempenho, confiabilidade e excelente escalabilidade, o PM864AK01 é adequado para vários campos exigentes de automação industrial:

1. Indústrias de Processo: Sistemas de Controle Distribuído (DCS) em petróleo e gás, petroquímica, refino, farmacêutica, tratamento de água, etc., para controle contínuo de processos, intertravamentos de segurança e processamento em lote.

2. Power & Energy: Sistemas auxiliares de controle em usinas de energia (térmicas, hidrelétricas, renováveis), monitoramento de rede, Sistemas de Gerenciamento de Energia (EMS) e automação de subestações.

3. Manufatura: Controle de linha de produção, controle de máquina e interfaces MES em manufatura discreta e em lote, como produção automotiva, de alimentos e bebidas e de semicondutores.

4. Infraestrutura: Automação predial, sinalização e controle metroviário/ferroviário, controle de ventilação/iluminação de túneis, sistemas logísticos portuários.

5. Sistemas de segurança de alta integridade: Como parte de sistemas de controle relacionados à segurança que exigem nível de integridade de segurança SIL2, por exemplo, sistemas de proteção de caldeiras, sistemas de desligamento de emergência (ESD), sistemas de detecção de incêndio e gás (F&G) (requer combinação com software SM810/SM811 ​​e HI).