GE IS420UCSBS1A UCSA اسٹینڈ ایلون کنٹرولر ماڈیول

IS420UCSBS1A مارک VIeS سیریز کے اندر ایک حفاظتی کنٹرولر ہے، خاص طور پر صنعتی فنکشنل سیفٹی لوپس کے لیے انجنیئر کیا گیا ہے جس میں SIL 2 اور SIL 3 (سیفٹی انٹیگریٹی لیول) کی صلاحیتوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ اسٹینڈ لون، مضبوط کمپیوٹنگ یونٹ کے طور پر ڈیزائن کیا گیا، یہ کنٹرولر صنعتوں جیسے بجلی کی پیداوار، تیل اور گیس اور کیمیائی پروسیسنگ میں اہم حفاظتی ایپلی کیشنز کے لیے مرکزی حیثیت رکھتا ہے، جہاں آپریشنل اعتبار اور خطرے کو کم کرنا سب سے اہم ہے۔

IEC 61508 معیار کے مطابق تصدیق شدہ، IS420UCSBS1A، اپنے وقف شدہ حفاظتی I/O ماڈیولز کے ساتھ، حفاظتی آلات کے نظام (SIS) کو لاگو کرنے کے لیے ایک تصدیق شدہ پلیٹ فارم فراہم کرتا ہے، جو مؤثر طریقے سے اہم حفاظتی افعال میں خطرے کو کم کرتا ہے۔

2. سسٹم آرکیٹیکچر اور ہارڈ ویئر ڈیزائن

2.1 اسٹینڈ الون ماڈیولر ڈیزائن
IS420UCSBS1A میں ایک خود ساختہ، ماڈیولر فن تعمیر ہے۔ روایتی کنٹرولرز کے برعکس جہاں I/O کو بیک پلین پر رکھا جاتا ہے، یہ تقسیم شدہ I/O پیک کے ساتھ خصوصی طور پر ایک نجی، خصوصی مقصد والے ایتھرنیٹ نیٹ ورک کے ذریعے بات چیت کرتا ہے جسے IONet کہتے ہیں۔ یہ ڈیزائن ایپلیکیشن ان پٹ کے لیے ناکامی کے کسی ایک نقطہ کو ختم کرتا ہے۔ اگر کسی کنٹرولر کو دیکھ بھال یا مرمت کے لیے بند کر دیا جاتا ہے، تو سسٹم کا فن تعمیر اس بات کی ضمانت دیتا ہے کہ کوئی بھی ان پٹ ضائع نہیں ہوتا، حفاظتی لوپ کے مسلسل آپریشن کو یقینی بناتا ہے۔

2.2 پروسیسر اور میموری

• مائیکرو پروسیسر: 600 میگاہرٹز انٹیل EP80579 پروسیسر کا استعمال کرتا ہے، جو حقیقی وقت کے حفاظتی کنٹرول کے لیے درکار ڈیٹرمنسٹک کارکردگی فراہم کرتا ہے۔

• یادداشت:

• 256 MB DDR2 SDRAM خرابی کو درست کرنے والے کوڈ (ECC) کے ساتھ بہتر ڈیٹا کی سالمیت کے لیے۔

• آپریٹنگ سسٹم، فرم ویئر، اور ایپلیکیشن کوڈ کو ذخیرہ کرنے کے لیے 2 گیگا بائٹس NAND فلیش۔

• غیر اتار چڑھاؤ والے پروگرام کے متغیرات کے لیے فلیش بیکڈ SRAM۔

2.3 بغیر پنکھے کے ڈیزائن اور بجلی کی فراہمی

• کولنگ: IS420UCSBS1A ایک پنکھے کے بغیر ماڈیول ہے، جو مربوط حرارت کے پنکھوں کے ذریعے غیر فعال کولنگ پر انحصار کرتا ہے۔ یہ ناکامی کے ایک عام نقطہ کو ختم کرتا ہے، وشوسنییتا کو بہتر بناتا ہے، اور دیکھ بھال کو کم کرتا ہے۔

• پاور ان پٹ: 28 V DC ان پٹ قبول کرتا ہے۔

• اندرونی پاور کنورژن: آنے والی 28 V DC کو ایک ریگولیٹڈ اندرونی 5 V DC سپلائی میں تبدیل کیا جاتا ہے، جس سے دیگر تمام اندرونی پاور پلین حاصل کیے جاتے ہیں۔

• بجلی کی کھپت: چوٹی پاور ڈرا 26.7 ڈبلیو ہے، جس کی برائے نام آپریشنل کھپت 15.6 ڈبلیو ہے۔

2.4 ماحولیاتی ناہمواری۔

• آپریٹنگ درجہ حرارت: -30 ° C سے 65 ° C (-22 ° F سے 149 ° F) کے لئے درجہ بندی کی گئی، اسے سخت صنعتی ماحول میں تعیناتی کے لئے موزوں بناتا ہے۔

3. مواصلات اور نیٹ ورکنگ کی صلاحیتیں۔

3.1 IONet نیٹ ورک
کنٹرولر I/O ماڈیولز سے تین آزاد IONet پورٹس کے ذریعے جڑتا ہے۔

• نیٹ ورک کی قسم: ایک نجی ایتھرنیٹ نیٹ ورک جو مکمل طور پر مارک* کنٹرول ڈیوائسز کے لیے وقف ہے۔

• پروٹوکول: کنٹرولرز اور I/O ماڈیولز کے درمیان قابل اعتماد مواصلت کے لیے TCP/IP استعمال کرتا ہے۔

• فالتو پن: IONet redundancy کنٹرولر redundancy کے برابر ہے۔ بے کار نظاموں میں، متعدد آزاد IONet راستے مواصلات کی سالمیت کو یقینی بناتے ہیں۔

3.2 پرائمری اور سیکنڈری ایتھرنیٹ انٹرفیس

• ENET1 (پرائمری):

• عام طور پر UDH (یونٹ ڈیٹا ہائی وے) کنکشن کے طور پر ترتیب دیا جاتا ہے۔

• HMIs، مورخین، اور دیگر کنٹرولرز کے ساتھ مواصلت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

• EGD (ایتھرنیٹ گلوبل ڈیٹا)، Modbus، اور OPC-UA جیسے پروٹوکول کو سپورٹ کرتا ہے۔

• ENET2 (ثانوی):

• نوٹ: مارک VIeS سیفٹی کنٹرولر کے لیے تعاون یافتہ نہیں ہے۔ نان سیفٹی کنٹرولرز پر، یہ عام طور پر CDH پیئر ٹو پیئر کنکشن کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

3.3 پریسجن کلاک سنکرونائزیشن
سسٹم IEEE 1588 پریزیشن ٹائم پروٹوکول (PTP) کو R, S اور T IONets میں استعمال کرتا ہے تاکہ تمام I/O پیکس اور کنٹرولرز کی گھڑیوں کو ±100 مائیکرو سیکنڈز کے اندر ہم آہنگ کیا جا سکے، وقت کے مطابق ڈیٹا کے حصول اور کنٹرول کو یقینی بنایا جائے۔

4. سافٹ ویئر سسٹم اور پروگرامنگ

4.1 آپریٹنگ سسٹم
IS420UCSBS1A QNX نیوٹرینو پر چلتا ہے، ایک ثابت شدہ، ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم (RTOS) جو تیز رفتار، زیادہ قابل اعتماد صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ حفاظتی افعال کے ردعمل کے وقت کے تقاضوں کو پورا کرنے کے لیے اس کا تعییناتی رویہ اہم ہے۔

4.2 پروگرامنگ لینگوئجز
کنٹرولر مختلف انجینئرنگ ترجیحات کے مطابق متعدد پروگرامنگ پیراڈائمز کی حمایت کرتا ہے:

• کنٹرول بلاک لینگویج: فنکشن بلاکس کا استعمال کرتے ہوئے پیچیدہ اینالاگ اور مجرد کنٹرول لوپس کے لیے۔

• Relay Ladder Diagram (RLD): بولین منطق کو ایک مانوس سیڑھی کی شکل میں نافذ کرنے کے لیے۔

• معاون ڈیٹا کی اقسام: ایک جامع سیٹ جس میں بولین، 16/32-بٹ دستخط شدہ/غیر دستخط شدہ عدد، اور 32/64-بٹ فلوٹنگ پوائنٹ نمبر شامل ہیں۔

4.3 آن لائن تبدیلیاں
کنٹرول سوفٹ ویئر میں معمولی تبدیلیاں آن لائن کی جا سکتی ہیں بغیر کسی کنٹرولر کو دوبارہ شروع کرنے، سسٹم کی دستیابی کو بڑھانے اور خرابیوں کا سراغ لگانا آسان بنائے۔

4.4 سیفٹی سافٹ ویئر برانڈنگ
فنکشنل سیفٹی کے لیے ایک اہم خصوصیت، برانڈنگ ایک لازمی عمل ہے جب بھی مارک VIeS سیفٹی کنٹرولر میں ایپلیکیشن کوڈ کو تبدیل اور ڈاؤن لوڈ کیا جاتا ہے۔ یہ عمل خفیہ طور پر نئے کوڈ کو 'برانڈز' بناتا ہے، اس کی صداقت اور سالمیت کو یقینی بناتا ہے۔ کوئی بھی غیر مجاز تبدیلی آپریٹرز کو ممکنہ حفاظتی سالمیت کے مسئلے سے آگاہ کرتے ہوئے برانڈ کی مماثلت کو متحرک کرتی ہے۔ یہ SIL 2/3 سرٹیفیکیشن کو برقرار رکھنے کے لیے ایک بنیادی ضرورت ہے۔

5. حفاظتی خصوصیات اور سرٹیفیکیشنز

5.1 فنکشنل سیفٹی لیول
IS420UCSBS1A کنٹرولر اور اس سے منسلک سیفٹی I/O ماڈیولز خاص طور پر SIL 2 اور SIL 3 سیفٹی لوپس میں استعمال کے لیے ڈیزائن اور تصدیق شدہ ہیں جیسا کہ IEC 61508 کے ذریعے بیان کیا گیا ہے۔

5.2 ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر سرٹیفیکیشن
مارک VIeS سسٹم پر مشتمل مخصوص کنٹرول ہارڈویئر اور سافٹ ویئر نے فریق ثالث کے جائزہ کار سے IEC 61508 سرٹیفیکیشن حاصل کیا ہے، جو حفاظتی اہم ایپلی کیشنز کے لیے ان کی مناسبیت کی آزادانہ توثیق فراہم کرتا ہے۔

5.3 ریڈنڈنسی اور فالٹ ٹولرنس
کنٹرولر کو ڈوئل یا ٹرپل ماڈیولر ریڈنڈنٹ (TMR) کنفیگریشن میں کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ان سیٹ اپ میں، یہ ہم مرتبہ کنٹرولرز کے ساتھ ہم آہنگ ہوتا ہے، تبادلہ کرتا ہے:

• ووٹنگ اور ابتدا کے لیے داخلی ریاستی اقدار۔

• حیثیت اور مطابقت پذیری کی معلومات۔
  یہ فن تعمیر اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ ایک کنٹرولر کی ناکامی حفاظتی فنکشن کی خطرناک ناکامی کا باعث نہیں بنتی ہے۔

6. تنصیب اور دیکھ بھال

6.1 فزیکل انسٹالیشن
کنٹرولر ایک واحد ماڈیول ہے جو کی ہول ماؤنٹنگ ڈیزائن کا استعمال کرتے ہوئے براہ راست پینل شیٹ میٹل پر ماؤنٹ ہوتا ہے۔ مناسب تھرمل انتظام کو یقینی بنانے کے لیے اسے ٹھنڈے پنکھوں کے ذریعے عمودی ہوا کے بہاؤ کے ساتھ نصب کیا جانا چاہیے۔

6.2 اسٹیٹس انڈیکیٹرز (ایل ای ڈی)
فرنٹ پینل فوری حیثیت کی تشخیص کے لیے ایل ای ڈی کا ایک جامع سیٹ فراہم کرتا ہے:

• لنک: ٹھوس سبز ایک قائم شدہ IONet ایتھرنیٹ لنک کی نشاندہی کرتا ہے۔

• ایکٹ: ٹھوس یا چمکتا ہوا سبز رنگ IONet پیکٹ ٹریفک کی نشاندہی کرتا ہے۔

• پاور: ٹھوس سبز اشارہ کرتا ہے کہ اندرونی 5V سپلائی آپریشنل ہے۔

• آن لائن: ٹھوس سبز اشارہ کرتا ہے کہ کنٹرولر آن لائن ہے اور ایپلیکیشن کوڈ پر عمل کر رہا ہے۔

• DC: ٹھوس سبز اشارہ کرتا ہے کہ یہ کنٹرولر بے کار سیٹ میں نامزد کنٹرولر ہے۔

• OT (زیادہ درجہ حرارت): پیلا ایک خطرے کی گھنٹی کی حالت کی نشاندہی کرتا ہے۔ سرخ رنگ اشارہ کرتا ہے کہ ایک سفر ہوا ہے۔

7. بیک اپ، بحال اور تبدیلی

7.1 بیک اپ اور بحالی کا طریقہ کار
کنٹرولر پر ایک وقف شدہ پش بٹن کنٹرولر کی کنفیگریشن اور فرم ویئر کو USB ڈرائیو میں بیک اپ اور بحال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

• USB ڈرائیو کی ضرورت: USB 2.0 کے مطابق، غیر خفیہ کردہ، کم از کم 4 GB کی گنجائش کے ساتھ، FAT32 کی شکل میں ہونا ضروری ہے۔

• عمل: بیک اپ/ریسٹور اسٹیٹس کی نشاندہی USB آن LED سے ہوتی ہے۔ عمل کے دوران ایک ٹھوس روشنی سرگرمی کی نشاندہی کرتی ہے، اور یہ کامیاب تکمیل پر بند ہو جاتی ہے۔ چمکنا ناکامی کی نشاندہی کرتا ہے۔

7.2 کنٹرولر کی تبدیلی
ناقص کنٹرولر کو تبدیل کرنے کے لیے ایک منظم طریقہ کار کی تعریف کی گئی ہے، حفاظت اور ڈیٹا کی سالمیت پر زور دیتے ہوئے:

1. بیک اپ: اگر ممکن ہو تو ناکام کنٹرولر کے NAND فلیش کا بیک اپ لیں۔

2. پاور ڈاؤن: متعلقہ JPDC پر مخصوص پاور پلگ (JCR، JCS، یا JCT) کو منقطع کریں۔

3. کیبلز منقطع کریں: IONet اور VLAN کیبلز کو ہٹا دیں۔

4. جسمانی ہٹانا: پیچ کو ڈھیلا کریں اور کی ہول ماؤنٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرولر کو ہٹا دیں۔

5. تنصیب: نیا کنٹرولر انسٹال کرنے کے عمل کو ریورس کریں۔

6. بحال کریں اور ترتیب دیں: نئے کنٹرولر پر بیک اپ بحال کریں یا COM1 پورٹ کے ذریعے ToolboxST انجینئرنگ ٹول کا استعمال کرتے ہوئے اس کے IP ایڈریس کو ترتیب دیں۔