O PM866 é uma unidade de processador de alto desempenho dentro da plataforma de hardware do controlador AC 800M da ABB, pertencente à série PM8xx/TP830. AC 800M é uma plataforma de hardware modular que compreende unidades de hardware individuais que podem ser configuradas e programadas para executar múltiplas funções de controle. Como unidade central de processamento desta plataforma, o PM866 é capaz de conduzir aplicações complexas de controle de automação, desde pequenos controladores lógicos programáveis até sistemas avançados de controle distribuído e até mesmo sistemas de segurança de alta integridade.
O PM866 deve ser usado em conjunto com a placa de base TP830 para formar um módulo processador completo. Essa combinação fornece recursos de processamento poderosos, interfaces de comunicação ricas e design de alta confiabilidade, tornando-o adequado para ambientes industriais com altas demandas de desempenho de controle e disponibilidade do sistema.
2. Composição de Hardware e Estrutura Física
Fisicamente, a Unidade de Processador PM866 consiste em duas partes básicas:
A própria unidade do processador: Contém a placa da CPU e a placa da fonte de alimentação.
Placa CPU: Integra o microprocessador MPC866 (rodando a 133 MHz), 64 MB de SDRAM, controladores para todas as interfaces de comunicação integradas, relógio em tempo real, LEDs indicadores de status, botão INIT e interface de cartão Compact Flash.
Placa de fonte de alimentação: Gera fontes de +5 V e +3,3 V isoladas e protegidas por circuito para a placa principal e unidades de E/S. Ele também contém drivers/receptores RS-232C opto-isolados para a porta de serviço e um suporte de bateria reserva para backup de memória/relógio em tempo real.
A placa de base TP830: Abriga a placa de terminação.
A maioria das conexões externas termina nesta placa. É aterrado ao trilho DIN através dos componentes metálicos da carcaça.
A placa terminal é fornecida com terminais de parafuso para alimentação e monitoramento de alimentação redundante, conectores RJ45 para a rede de controle e portas seriais, um conector de porta de serviço e conectores para ModuleBus elétrico e CEX-Bus.
A unidade do processador é montada em trilhos DIN horizontais usando um mecanismo exclusivo de deslizamento e trava e pode ser equipada com uma tampa removível fixada com parafusos. A fonte de alimentação de 24 V DC é conectada à placa de base TP830, alimentando todas as unidades no CEX-Bus e no ModuleBus elétrico.
3. Principais funções e recursos
3.1 Desempenho de processamento e armazenamento
Microprocessador: Utiliza o MPC866 rodando a 133 MHz, fornecendo poderosa capacidade de processamento de instruções. Seu desempenho é aproximadamente 1,4 vezes maior que o PM864.
Sistema de memória:
64 MB SDRAM: Para executar o sistema e programas aplicativos.
4 MB Flash PROM: Para armazenamento de firmware.
Backup de memória: Suporta backup do conteúdo da memória por meio de uma bateria interna ou unidades de bateria externas (SB821 ou SB822), garantindo a retenção de dados e programas durante a perda de energia.
Interface Compact Flash: Suporta carregamento de aplicativos e armazenamento de dados armazenados a frio por meio de um cartão CF, facilitando atualizações de programas e arquivamento de dados.
3.2 Capacidades de Comunicação e Expansão
O PM866 oferece uma arquitetura de comunicação flexível e poderosa:
Portas de comunicação integradas (localizadas na placa de base TP830):
CN1 e CN2: Duas portas Ethernet 10BaseT para conexão à rede de controle.
COM3: Uma porta serial RS-232C com suporte para modem.
COM4: Uma porta serial RS-232C dedicada para conexão de ferramentas de serviço.
Barramento de expansão de comunicação: O barramento CEX.
O conector CEX-Bus no lado esquerdo da placa de base TP830 permite a conexão de módulos de interface de comunicação adicionais, expandindo bastante o suporte ao protocolo do controlador.
Exemplos de tipos de módulos conectáveis: PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1, Ethernet de alta velocidade (FF HSE), portas duplas RS-232C, etc.
Suporta o uso de interfaces de comunicação redundantes, por exemplo, PROFIBUS DP redundante.
Nota: A porta COM3 na placa de base não pode ser usada em uma configuração de CPU redundante.
Conexão do sistema de E/S:
ModuleBus elétrico: Em uma configuração de CPU única, um cluster de E/S S800 (até 12 unidades) pode ser conectado diretamente ao plugue ModuleBus elétrico integrado no lado direito da placa de base TP830.
ModuleBus óptico: Através do ModuleBus óptico, até 7 clusters (cada um com até 12 unidades) podem ser conectados, permitindo que um único controlador AC 800M conecte até 96 unidades de E/S S800 (usando apenas o ModuleBus).
Integração Fieldbus: Através de módulos de interface correspondentes no CEX-Bus (por exemplo, CI854A para PROFIBUS DP, CI860 para FF HSE), um grande número de E/S remotas ou dispositivos de campo podem ser conectados, expandindo significativamente a capacidade do ponto de E/S. Por exemplo, um único segmento PROFIBUS DP pode conectar até 32 estações, cada uma com até 24 módulos, totalizando até 768 módulos.
3.3 Funcionalidade de Redundância
O PM866 suporta Redundância de Unidade de Processador, pertencente à série com capacidade redundante junto com PM861, PM864, PM865 e PM891.
Configuração Redundante: O sistema contém duas unidades de processador PM866, uma atuando como Controlador Primário e outra como Controlador Backup (hot stand-by).
Comutação sem interrupções: Se ocorrer uma falha no controlador primário, o sistema executa uma transição sem interrupções em menos de 10 milissegundos, com o controlador de backup assumindo as tarefas de controle. As saídas do processo são congeladas durante a transição.
Manutenção Online: Uma unidade de processador defeituosa (seja primária ou de backup) pode ser substituída enquanto o sistema está em execução. A redundância é restaurada após a substituição.
Mecanismo de sincronização:
As duas unidades de processador são conectadas através de um cabo RCU Link (máx. 1 m).
Ambos estão conectados ao mesmo CEX-Bus e qualquer um pode controlar as unidades de expansão.
Emprega um princípio de tolerância a falhas baseado em pontos de reversão. O controlador primário estabelece periodicamente pontos de rollback contendo o estado completo do processador (registros + memória de dados) durante a execução e registra alterações na memória de dados desde o último ponto de rollback em um buffer de log. No ponto de rollback, esses dados de log são transferidos para o controlador de backup, sincronizando seu estado com o primário.
Se o primário falhar, o backup retoma a execução a partir do último ponto de reversão. Ao reutilizar os resultados de operações periféricas já executadas, garante nenhum impacto na E/S do processo (unidades de comunicação no CEX-Bus).
Proteção de memória: A RAM da unidade do processador possui uma função automática de memória dupla invertida para detectar erros de bits arbitrários na memória. Todas as atualizações de memória são gravadas na memória primária e invertida em paralelo e comparadas a cada ciclo de leitura. Uma incompatibilidade força uma transição.
Tratamento de endereços de rede: Em uma configuração redundante, para garantir uma transição tranquila para a rede de controle, os endereços MAC e IP são trocados entre as CPUs primárias iniciais e de backup. Independentemente de qual módulo da CPU atue como primário, o controlador redundante é sempre identificado pelo mesmo conjunto de endereços, tornando a alternância transparente para outros dispositivos da rede.
3.4 Conexão de E/S e Expansão do Sistema
Conforme mostrado em seu diagrama de blocos funcionais, o PM866 gerencia o ModuleBus óptico e elétrico por meio de seu controlador ModuleBus interno e a comunicação de expansão por meio do controlador CEX-Bus. Esta arquitetura permite uma configuração flexível do sistema de E/S com base nas necessidades da aplicação:
E/S local direta: Conecte a E/S do S800 via ModuleBus elétrico/óptico.
E/S remota/distribuída: Conecte-se via fieldbuses como PROFIBUS DP, FF HSE, etc.
Sistemas Híbridos: Vários métodos de conexão de E/S podem ser usados simultaneamente.
Conexão redundante de E/S: Em sistemas redundantes, as unidades de E/S S800 são conectadas a ambas as CPUs por meio do ModuleBus óptico e de dois modems de cluster TB840 em cada cluster de E/S. O ModuleBus elétrico integrado na placa de base TP830 não pode ser usado em sistemas redundantes.
3.5 Fonte de Alimentação e Diagnóstico
Entrada de alimentação: 24 V CC nominal (faixa 19,2 - 30 V CC), conectada através de um terminal de parafuso de quatro pinos.
Monitoramento da fonte de alimentação redundante: Fornece entradas de status SA e SB para monitorar o status da fonte de alimentação redundante.
Reservatório de Energia Interno: Possui reservatório de energia interno de 5ms, suficiente para a CPU realizar um desligamento controlado.
Indicadores de status LED: O painel frontal fornece vários conjuntos de indicadores LED para diagnóstico rápido do status da unidade e do canal, simplificando a solução de problemas.
Classificação de proteção: IP20, adequada para instalação dentro de gabinetes.
4. Cenários de aplicação
Com seu alto desempenho, alta confiabilidade e poderosas capacidades de expansão, a unidade de processador PM866 é adequada para uma ampla gama de campos de controle de automação industrial:
Sistemas de Controle Distribuído (DCS): Atua como uma estação de controle local em um DCS, lidando com malhas de controle analógicas e digitais complexas.
Aplicações de alta disponibilidade: Em setores críticos como petróleo e gás, produtos químicos e energia, sua funcionalidade de redundância é usada para construir sistemas de controle ininterruptos.
Controle de lote e processo: Adequado para processos contínuos e em lote que exigem resposta rápida e processamento lógico complexo.
Controle de máquinas grandes: pode servir como controlador principal para grandes linhas de produção ou máquinas pesadas.
Integração de múltiplos barramentos: Atua como um gateway central e controlador em sistemas híbridos que exigem a integração de vários barramentos de campo e protocolos Ethernet industriais, como PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus, Modbus TCP e EtherNet/IP.
