Процессорный блок ABB PM864AK01 3BSE018161R1

PM864AK01 является основным компонентом аппаратной платформы контроллера AC 800M компании ABB и представляет собой высокопроизводительный и надежный процессорный блок. Он состоит из процессорного модуля PM864A в сочетании с базовой платой TP830, разработанного специально для сложных приложений управления в промышленной автоматизации. Являясь членом семейства контроллеров AC 800M, PM864AK01 объединяет в себе мощные вычислительные возможности, гибкое расширение коммуникаций и прочную конструкцию промышленного уровня, отвечая разнообразным требованиям, начиная от простого логического управления и заканчивая сложными распределенными системами управления (РСУ) и системами высокой целостности.

Платформа AC 800M представляет собой модульную аппаратную систему, в которой пользователи могут конфигурировать процессорный блок с различными модулями интерфейса связи, блоками ввода-вывода и модулями питания в соответствии с конкретными потребностями приложения. В этой экосистеме PM864AK01 выступает в роли «мозга», отвечающего за выполнение логики управления, обработку данных, управление коммуникациями и координацию работы всей системы управления. Он особенно хорошо подходит для приложений, требующих высокой производительности обработки, доступности системы и разнообразия коммуникаций, таких как перерабатывающая промышленность, производство, управление энергопотреблением и управление инфраструктурой.

PM864AK01 не только поддерживает работу в качестве автономного контроллера, но также легко интегрируется в сети управления, состоящие из нескольких контроллеров, операторских станций и серверов, что позволяет создавать крупномасштабные распределенные решения автоматизации. Его конструкция полностью учитывает суровые требования промышленной среды и отличается превосходной электромагнитной совместимостью (ЭМС), широким диапазоном рабочих температур и надежной механической конструкцией, обеспечивающей долгосрочную стабильную работу в критических промышленных условиях.

II. Ключевые особенности и преимущества

1. Выдающаяся производительность обработки:

• Базовый процессор: оснащен микропроцессором MPC862 с тактовой частотой 96 МГц, обеспечивающим надежную вычислительную мощность.

• Конфигурация памяти: 32 МБ SDRAM обеспечивает бесперебойную работу сложных прикладных программ и многозадачность.

• По сравнению с предшественниками: его теоретическая пиковая производительность почти вдвое выше, чем у процессора PM860. Фактическое устойчивое улучшение производительности, в зависимости от приложения, колеблется от 10% до 50%, что значительно повышает скорость реагирования системы и возможности обработки данных.

2. Гибкие возможности связи и расширения:

• Богатый набор встроенных коммуникационных портов: четыре стандартных коммуникационных порта: два порта 10BaseT Ethernet (CN1, CN2), один последовательный порт RS-232C с поддержкой модема (COM3) и один сервисный порт RS-232C для инструментов (COM4), облегчающий сетевые и периферийные подключения.

• Мощная шина расширения: через CEX-Bus (шину расширения связи) можно подключить многочисленные интерфейсные модули связи, такие как PROFIBUS DP, FOUNDATION Fieldbus H1/HSE, Modbus TCP, PROFINET IO, EtherNet/IP и т. д., что обеспечивает простое соединение с различными полевыми шинами и интеллектуальными устройствами.

• Локальное соединение ввода-вывода: встроенный электрический модуль ModuleBus позволяет напрямую подключать один локальный кластер, содержащий до 12 модулей ввода-вывода S800, для быстрой и надежной локальной обработки сигналов.

3. Поддержка высокой доступности и резервирования:

• Резервирование процессора: PM864A поддерживает соединение с другим PM86x или PM891 для формирования резервной пары, обеспечивающей плавное переключение основного/резервного процессора. В случае сбоя основного процессора резервный процессор может взять на себя управление в течение 10 миллисекунд, при этом выходные данные процесса замораживаются, что максимально увеличивает время безотказной работы системы.

• Механизм отказоустойчивости: использует передовую технологию синхронизации на основе исполнительных устройств и точек отката, гарантируя, что состояние резервного устройства постоянно соответствует состоянию основного устройства.

• Онлайн-обслуживание: поддержка замены неисправного процессорного блока во время работы системы (онлайн-замена), что значительно сокращает время незапланированных простоев.

4. Поддержка системы высокой целостности:

• PM864A может служить основой для контроллера AC 800M High Integrity (HI). В сочетании с блоком мониторинга безопасности SM810/SM811 ​​и сертифицированными по SIL блоками S800 I/O HI, а также с версией программного обеспечения контроллера High Integrity он может создать систему безопасности, сертифицированную TÜV по стандарту IEC 61508 SIL2.

• PM865 (улучшенная версия PM864) предлагает дальнейшие усовершенствования в этой области, интегрируя такие функции, как двойная защита от перенапряжения, улучшенный контроль генератора и онлайн-самотестирование.

5. Надежное хранение и резервное копирование данных:

• Носитель данных: имеет интерфейс карты Compact Flash для хранения прикладных программ и данных холодного хранения, что облегчает загрузку программ, резервное копирование и восстановление.

• Резервное питание от батареи: предлагает решения для резервного копирования как внутренней, так и внешней батареи (SB821, SB822) для сохранения оперативной памяти и данных часов реального времени (RTC) во время отключения внешнего питания. Время автономной работы внутренней батареи PM864A значительно увеличено и составляет минимум 235 часов.

6. Прочный промышленный дизайн и сертификаты:

• Монтаж: используется стандартный монтаж на DIN-рейку 35 мм, компактный и простой в установке/обслуживании.

• Степень защиты: IP20, обеспечивающая базовую защиту от пыли и контакта с пальцами.

• Обширные сертификаты: соответствует Директиве ЕС по ЭМС (2004/108/EC) и Директиве по низкому напряжению (2006/95/EC), соответствует международным стандартам, таким как UL 508, UL 60079-15 (для опасных зон), а также предлагает дополнительную сертификацию TÜV, подходящую для различных промышленных сред.

III. Архитектура и состав системы

Физическая архитектура PM864AK01 четко отражает философию модульного дизайна:

1. Процессорный блок (PM864A):

• Это основной функциональный модуль, содержащий плату ЦП, плату блока питания и переднюю панель.

• Плата ЦП: объединяет микропроцессор MPC862, SDRAM, контроллеры связи, часы реального времени, светодиодные индикаторы, кнопку INIT и интерфейс CF-карты.

• Плата источника питания: преобразует входное напряжение 24 В постоянного тока в изолированные источники питания +5 В и +3,3 В для ЦП и модулей ввода-вывода. Он также содержит оптоизолированные драйверы/приемники RS-232C для сервисного порта и внутреннего держателя батареи.

• Передняя панель: обеспечивает отображение состояния и основной рабочий интерфейс.

2. Базовая пластина (TP830):

• Это соединительный узел системы, стационарно установленный на DIN-рейке.

• Клеммная панель: централизует большинство внешних соединительных клемм, включая винтовые клеммы для контроля питания и резервного питания, разъемы RJ45 для сети управления и сервисного порта, электрический разъем ModuleBus и разъем CEX-Bus.

• Заземление: Заземляется на DIN-рейку через металлические компоненты корпуса, что повышает помехоустойчивость.

• Распределение электропитания: Питание 24 В постоянного тока, подключенное к TP830, питает все устройства на шине CEX-Bus и электрической шине ModuleBus.

Типичный пример конфигурации системы:
Система контроллера AC 800M, основанная на PM864AK01, может включать в себя:

• Центральный блок: процессорный блок PM864AK01.

• Расширение связи: через левую шину CEX-Bus подключите интерфейсный модуль CI854A PROFIBUS DP для связи удаленных станций ввода-вывода S800 (например, через блоки CI801 FCI), с возможностью расширения до 768 модулей ввода-вывода. Одновременно можно добавить модуль CI860 для подключения к сети FOUNDATION Fieldbus HSE.

• Локальный ввод-вывод: через правую электрическую шину ModuleBus подключите один кластер ввода-вывода S800, включающий до 12 модулей.

• Удаленный оптический ввод-вывод: через встроенный оптический порт ModuleBus подключите оптические модемы TB820 для расширения до 6 дополнительных удаленных оптических кластеров ModuleBus (максимум 12 модулей каждый), поддерживающих в общей сложности до 84 удаленных оптических модулей ввода-вывода.

• Система питания: питание от модулей питания серии SD83x, опционально сконфигурированных с блоками голосования SS823/SS832 для резервирования источника питания и подключенных к внешним батареям SB821 или SB822 для расширенного резервного копирования памяти.

В резервированной конфигурации два процессора PM864A подключаются через кабель RCU Link, используют одну и ту же шину CEX-Bus и подключаются к оптической шине ModuleBus каждого кластера ввода-вывода S800 через два независимых модема кластера TB840, обеспечивая непрерывность связи ввода-вывода в случае сбоя любого ЦП.

IV. Области применения

Благодаря своей высокой производительности, надежности и превосходной масштабируемости PM864AK01 подходит для множества требовательных областей промышленной автоматизации:

1. Перерабатывающая промышленность: распределенные системы управления (РСУ) в нефтегазовой, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, фармацевтической, водоочистной и т. д. для непрерывного управления технологическими процессами, защитными блокировками и пакетной обработкой.

2. Электроэнергетика: вспомогательные системы управления электростанциями (тепловыми, гидроэлектростанциями, возобновляемыми источниками энергии), мониторинг сети, системы управления энергопотреблением (EMS) и автоматизация подстанций.

3. Производство: управление производственной линией, управление оборудованием и интерфейсы MES в дискретном и серийном производстве, например, в автомобилестроении, производстве продуктов питания и напитков, а также производстве полупроводников.

4. Инфраструктура: автоматизация зданий, сигнализация и управление метро/железнодорожным транспортом, управление вентиляцией/освещением туннелей, системы портовой логистики.

5. Системы безопасности с высокой степенью интеграции: как часть систем управления, связанных с безопасностью, требующих уровня полноты безопасности SIL2, например, систем защиты котла, систем аварийного останова (ESD), систем обнаружения пожара и газа (F&G) (требуется сочетание с программным обеспечением SM810/SM811 ​​и HI).