PM511V16, Advant Controller 450 sistemi için Merkezi İşlem Biriminin (CPU) yüksek özellikli versiyonudur. Tüm kontrolörün 'beyni' olarak sistem yazılımının, kontrolör konfigürasyonunun ve uygulama programlarının yürütülmesinden sorumludur ve tüm gerçek zamanlı kontrol ve bilgi işlem görevleri için platform görevi görür. Model tanımındaki '16', 16 Mbyte Dinamik Rastgele Erişim Belleği (RAM) ile donatıldığı anlamına gelir. Standart versiyonla (PM511V08, 8 Mbytes) karşılaştırıldığında daha fazla bellek kapasitesi sunarak daha karmaşık, daha büyük ölçekli kontrol uygulamaları ve veri işleme görevlerine destek sağlar.
ABB Advant OCS (Açık Kontrol Sistemi), bilgisayar tabanlı üniteler ailesinden ve iletişim için yerel alan ağından oluşan kapsamlı bir endüstriyel otomasyon sistemidir. Bu mimaride Kontrolör, kontrol uygulamalarının yürütüldüğü temel bilgisayar birimidir.
Advant Controller 450, karışık ikili, düzenleyici ve denetleyici kontrol için tasarlanmış, Advant OCS serisindeki büyük ölçekli bir kontrol cihazıdır. Bağımsız bir sistem olarak çalışabilir veya gelişmiş bir otomasyon ağı oluşturmak için diğer Advant OCS ekipmanlarıyla (diğer kontrolörler, operatör istasyonları ve mühendislik istasyonları gibi) iletişim kurarak dağıtılmış bir kontrol sistemi içerisinde bir kontrolör olarak entegre edilebilir. Sistem, doğrudan veya uzaktan bağlanan binlerce giriş/çıkış sinyalini yönetebilir ve dağıtılmış G/Ç üniteleri, PLC tipi kontrolörler ve fieldbus'lar aracılığıyla DC motor sürücüleri ile arayüz oluşturabilir.
2. PM511V16'nın Ayrıntılı Donanım Özellikleri
2.1 Çekirdek İşlemci ve Performans
PM511V16 modülü Motorola 68040 mikroişlemci etrafında inşa edilmiştir. Bu, çekirdek çalışma frekansı 25 MHz olan 32 bitlik bir sanal bellek mikroişlemcisidir. Temel özellikleri şunları içerir:
Entegre Kayan Nokta Birimi (FPU): Karmaşık matematiksel işlemleri ve düzenleyici kontrol algoritmalarını ek bir yardımcı işlemci gerektirmeden verimli bir şekilde yönetebilir.
Bağımsız Bellek Yönetim Birimleri (MMU'lar): Çoklu görev verimliliğini ve bellek korumasını artıran sanal bellek yönetimini destekleyen çift bağımsız talimat ve veri talebi sayfalı bellek yönetim birimlerini içerir.
Çift Kanallı Önbellek: Ayrı 4 kB talimat ve 4 kB veri önbellekleri içerir, işlemci için bellek erişim gecikmesini etkili bir şekilde azaltır ve talimat yürütme hızını önemli ölçüde artırır.
2.2 Bellek Sistemi
PM511V16'nın temel avantajlarından biri yüksek kapasiteli, son derece güvenilir bellek yapılandırmasında yatmaktadır:
Kapasite: Çalışma zamanı sistem programını, denetleyici sistem konfigürasyonunu ve kullanıcı uygulama programlarını depolamak için 16 Mbyte dinamik RAM sağlar.
Organizasyon ve Kontrol: Bellek 64 bitlik bir yapıda düzenlenmiştir ve 8 bitlik Döngüsel Artıklık Denetimi (CRC) ve Hata Düzeltme Kodu (ECC) işleviyle donatılmıştır. ECC, tek bitlik hataları tespit edip düzeltebilir ve çift bitlik hataları tespit edebilir. Bu, endüstriyel kontrol ortamlarında veri bütünlüğünü ve uzun vadeli sistem kararlılığını sağlamak, kontrol anormalliklerini veya yumuşak bellek hatalarından kaynaklanan kesintileri önlemek için çok önemlidir.
Amaç: Bu RAM, işletim sisteminden kullanıcı tarafından yazılan kontrol mantığına kadar denetleyici çalışma süresi boyunca tüm yazılımlar için aktif çalışma alanı görevi görür.
2.3 Veri Yolu ve Arayüzler
Futurebus+ Arayüzü: Modül, 32 bit adres/veri hatlarını destekleyen ve zorunlu aktarım modunu kullanan gelişmiş bir Futurebus+ kart düzeyinde arayüz kullanır. Tahkim mesajlarını destekleyen dağıtılmış bir tahkim mekanizması kullanır ve denetleyici arka panelindeki diğer modüllerle (örneğin iletişim alt modülleri) yüksek hızlı, güvenilir veri alışverişini sağlar.
S100 G/Ç Arayüzü: S100 G/Ç genişletme veriyoluna özel bir arayüz sağlar. Bu arayüz aracılığıyla PM511V16, S100 I/O raflarında bulunan veri yolu genişletme kartlarına (DSBC 174 veya DSBC 176 gibi) bağlanabilir, böylece potansiyel olarak birden fazla kabine dağıtılmış çok sayıda S100 serisi proses I/O kartını yönetebilir ve kontrol edebilir.
PCMCIA Yuvası: Modülün ön panelinde, özellikle flash bellek kartı takmak için tasarlanmış bir PCMCIA yuvası bulunur. Bu kart, sistem yazılımını (temel sistem program modülü ve isteğe bağlı işlev kitaplıkları) yedeklemek için kullanılır. Sistem başlatılırken yazılım otomatik olarak flash karttan RAM'e yüklenir ve sistem kurtarmanın temelini oluşturur.
Servis Aracı Konektörü: Ön panel ayrıca servis araçları için bir konektör içerir; bu, bakım personelinin konfigürasyon, teşhis, program yükleme/indirme ve diğer işlemler için mühendislik istasyonlarını (örneğin Advant Station 100 Serisi Mühendislik İstasyonları) bağlamasını kolaylaştırır.
2.4 Yedekli İşleme Desteği
PM511V16, yüksek kullanılabilirlik gereksinimleri göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır ve işlemci yedekliliği yapılandırması için yerleşik donanım desteği sunar:
Otomatik Bekleme Mekanizması: Çift işlemcili yedekli bir sistemde yapılandırıldığında (bir birincil, bir yedek), PM511V16 içindeki mantık devresi, tüm 'yazma' işlemlerinin birincil işlemciden yedek işlemciye gerçek zamanlı kopyalanmasına olanak tanır.
Kusursuz Geçiş: Bu, yedekleme işlemcisinin belleğinin her zaman birincil işlemci verilerinin eksiksiz, güncel bir ayna görüntüsünü korumasını sağlar. Birincil işlemcide bir arızanın tespit edilmesi üzerine, yedek işlemci derhal kontrolü devralabilir ve kesinti noktasından çalışmaya devam ederek milisaniye düzeyinde kesintisiz geçiş sağlayabilir. Bu, kritik proses kontrol uygulamalarında sürekli çalışma taleplerini karşılayarak genel kontrol sisteminin kullanılabilirliğini ve hata toleransını önemli ölçüde artırır.
2.5 Durum Göstergeleri ve Operatör Arayüzü
Modül ön paneli, sahada kolay izleme ve bakım için zengin insan-makine arayüzü öğeleri sağlar:
LED Göstergeler:
F (Kırmızı): Modül arıza göstergesi.
RUN (Yeşil): Modül normal şekilde çalışıyor göstergesi.
HLT (Kırmızı): CPU durduruldu göstergesi.
TO (Sarı): Veri yolu zaman aşımı göstergesi.
BC (Yeşil): RAM bağlı göstergesi için yedek voltaj.
DUAL (Yeşil): Yedekli işlemci hazır göstergesi (yedekli yapılandırmalarda).
Başlatma Modu Seçici Anahtar: Kontrolörün başlatma ve çalışma modlarını (örneğin, CLEAR, STOP, AUTO, OFF LINE) seçmek için dört konumlu bir döner anahtar. Bu, sistem başlatma davranışını kontrol etmek için önemli bir ayar noktasıdır.
ENTER Basma Düğmesi: Denetleyiciyi manuel olarak başlatmak için kullanılır.
2.6 Elektriksel ve Mekanik Özellikler
Güç Gereksinimleri:
5 V DC: Tipik 4900 mA, Maksimum 6000 mA.
24 V DC: Tipik 200 mA, Maksimum 280 mA.
Güç Dağılımı (Isı): Tipik 25 W.
Mekanik Veriler:
Modül Boyutu: 12 SU (Alt Taşıyıcı Ünite), 6 mp (montaj konumu) standardına uygundur.
Modül Ağırlığı: Yaklaşık 0,8 kg.
3. PM511V16'nın Advant Controller 450 Sistemindeki Rolü
3.1 Sistem Yazılımı ve Uygulama Programları Platformu
PM511V16'nın 16 MB RAM'i, Advant Controller 450 için çalışan tüm yazılımları barındırır:
Sistem Programı: Tipik olarak fabrikada PCMCIA flash kartına yüklenen ve başlangıçta yüklenen gerçek zamanlı işletim sistemini, iletişim protokolü yığınlarını, teşhis programlarını, PC öğesi yorumlayıcılarını vb. içerir.
Kontrolör Sistem Konfigürasyonu: Bir mühendislik istasyonundaki konfigürasyon aracılığıyla oluşturulan sistemin donanım yapısını (örn. sayı, tip, I/O kartlarının adresleri, iletişim bağlantıları vb.) tanımlar.
Uygulama Programı (PC Programı): Kullanıcı tarafından AMPL (ABB Ana Programlama Dili) kullanılarak yazılan kontrol mantığı. AMPL, kullanıcıların AND, PID, zamanlayıcılar, sayaçlar vb. gibi standart PC öğelerini birleştirerek karmaşık kontrol stratejileri oluşturduğu grafiksel bir fonksiyon bloğu dilidir. PM511V16, bu programların yorumlanmasından ve yürütülmesinden sorumludur.
3.2 Kontrol Döngüleri için Yürütme Motoru
Advant Controller 450, çoklu görev döngüsel yürütmeyi destekler. Kullanıcılar çeşitli kontrol fonksiyon bloklarına (yürütme birimleri) 5 ms ila 32 s arasında değişen farklı döngü süreleri atayabilir. PM511V16'nın güçlü 68040 CPU'su ve geniş belleği, yüksek G/Ç noktası sayımlarında ve karmaşık kontrol algoritmalarında bile katı gerçek zamanlı gereksinimlerin karşılanabilmesini sağlar; her döngüde giriş sinyali örnekleme, kontrol hesaplamaları ve çıkış sinyali yenileme sürecinin tamamını doğru bir şekilde tamamlar.
3.3 İletişim ve Entegrasyon Merkezi
Kontrol çekirdeği olarak PM511V16, Advant Controller 450'nin tüm dahili ve harici iletişimlerini, denetleyici alt rafındaki çeşitli iletişim alt modülleri aracılığıyla yönetir:
Yukarı Bağlantı: MasterBus 300/300E gibi kontrol ağları aracılığıyla Advant Station 500 Serisi Operatör İstasyonları ve Bilgi Yönetim Sistemleri (IMS) ile veri alışverişi yapar, operatör komutlarını alır ve proses verileri ile alarmları yükler.
Aşağı Bağlantı: Advant Fieldbus 100, PROFIBUS-DP, LONWORKS gibi fieldbus'lar ve S100 I/O veri yolu uzantısı aracılığıyla çok çeşitli saha cihazları (sensörler, aktüatörler, dağıtılmış I/O, akıllı cihazlar, sürücüler) ile iletişim kurar.
Yan Bağlantı: Karmaşık dağıtılmış kontrol stratejilerini uygulamak için diğer Advant Denetleyicilerle eşler arası iletişim gerçekleştirir.
Harici Arayüzler: EXCOM'u (harici bilgisayarlarla iletişim), Çoklu Satıcı Arayüzlerini (MVI, örneğin Modbus, Siemens 3964(R)) vb. destekler ve üçüncü taraf sistemlerle entegrasyonu kolaylaştırır.
4. Teknik Avantajlar ve Uygulama Değeri
4.1 Yüksek Güvenilirlik ve Kullanılabilirlik
ECC Belleği: Rastgele bellek hatalarına karşı etkili bir şekilde koruma sağlayarak veri güvenilirliğini artırır.
Donanım Yedekliliği Desteği: Tek arıza noktası olmadan yedekli CPU sistemleri oluşturmak için sağlam bir temel sağlar; özellikle kimya, petrol ve gaz ve son derece yüksek süreklilik gereksinimleri olan enerji üretimi gibi endüstriler için uygundur.
Kapsamlı Tanılama: Ön panel LED'leri ve mühendislik istasyonları aracılığıyla erişilebilen ayrıntılı sistem durumu bilgileri, hızlı arıza tespitini kolaylaştırır.
4.2 Güçlü İşleme Yeteneği ve Ölçeklenebilirlik
25 MHz 68040 CPU + 16 MB RAM: Kapsamlı mantıksal işlemler, analog düzenleme ve Gelişmiş Proses Kontrolü (APC) algoritmaları dahil olmak üzere büyük ölçekli, son derece dinamik karma kontrol görevlerini kolayca gerçekleştirebilen, çağının endüstriyel kontrolörleri için üst düzey bir konfigürasyonu temsil ediyordu.
Modüler Tasarım: Advant Controller 450 içindeki takılabilir bir modül olarak yükseltmeleri ve bakımı kolaylaştırır. Geniş belleği ayrıca gelecekteki işlevsel genişletmeler ve daha karmaşık uygulamalar için de yer ayırır.
4.3 Esnek Uygulanabilirlik
Advant Controller 450'nin 'beyni' olan PM511V16, bu kontrolörün aşağıdaki alanlarda yaygın olarak uygulanmasını sağlar:
Proses Endüstrileri: Petrokimya, kimya, ilaç, yiyecek ve içecek gibi endüstrilerde sürekli ve toplu proses kontrolü.
Üretim: Otomotiv, çelik, kağıt hamuru ve kağıt gibi endüstrilerde karmaşık üretim hattı ve makine kontrolü.
Enerji ve Kamu Hizmetleri: Enerji santrali kontrolü (kömür elleçleme, su arıtma, yardımcı sistemler dahil), su/atık su arıtma, bölgesel ısıtma sistemleri vb.
Altyapı: Bina otomasyonu, trafik izleme vb.
4.4 Açık Ekosistem
ABB Advant OCS platformundan yararlanan PM511V16'yı barındıran kontrolör, geniş Advant ekosistemine sorunsuz bir şekilde entegre olabilir. Mevcut zengin yazılım fonksiyon kitaplıklarından (örneğin, PIDCON, PIDCONA kendi kendini ayarlayan regülatör, Fonksiyonel Birimler), mühendislik araçlarından ve operatör arayüzü çözümlerinden yararlanarak mühendislik uygulamasının karmaşıklığını ve maliyetini ve sonraki bakımı azaltabilir.
