Решения повышенной надежности

Традиционно, для повышения надежности промышленных систем управления, применяется полное или частичное резервирование наиболее ответственных элементов. Резервирование предусматривает использование двух или более взаимозаменяемых объектов для случаев их отказа или перевода в режим технического обслуживания. В большинстве случаев достаточно резервировать управляющие контроллеры, реже встречаются случаи, когда необходимо резервировать также и ввод/вывод.

Имеется несколько уровней производительности для систем резервирования контроллеров:

  • «холодное» резервирование, когда резервный контроллер выключен и должен запускаться вручную в случае события отказа основного контроллера;
  • «теплое» резервирование, когда резервный программируемый контроллер включен и контролирует состояние основного контроллера, но данные в его памяти не синхронизированы с основным;
  • «горячее» резервирование, когда резервный контроллер включен, контролирует состояние основного и полностью синхронизирован с ним.

Наиболее надежным и эффективным способом резервирования является «горячее» так как без синхронизации, при переключении с основного на резервный контроллер, данные могут теряться, что может приводить к «удару», то есть непреднамеренному изменению выходных параметров алгоритмов управления.

Компания Emerson (ранее GE A&C, GE IP, GE Fanuc) имеет в своем портфолио решения по горячему резервированию для специализированных систем критичного контроля и противоаварийной защиты на базе платформ функциональной безопасности Mark VIeS и PAC8000 SafetyNet. Для систем общепромышленного применения, предлагается технологию высокой доступности (High Availability) на базе платформы PACSystems RX3i. Решение PNSR (PACSystems RX3i Profinet System Redundancy) предполагает использование высокопроизводительных контроллеров PACSystems RX3i, ультра-быстрых модулей синхронизации RMX и отказоустойчивого интерфейса обмена данными ввода/вывода PROFINET MRP.

Решение PNSR позволяет сохранить работоспособность системы управления при следующих сбоях:

  • Сбой и восстановление любого из процессоров;
  • Сбой и восстановление узлов ввода / вывода;
  • Обрыв кабеля и восстановление кольца PROFINET;
  • Обрыв кабеля и восстановление, когда узел ввода-вывода находится в режиме обслуживания;
  • Обрыв оптоволоконного кабеля и восстановление в одном или обоих каналах синхронизации контроллеров;
  • Запуск системы с автономным процессором в режиме RUN;
  • Изменение конфигурации оборудования или логики.

Модули рефлекторной памяти RMX обеспечивают синхронизацию данных в памяти основного и резервируемого контроллера на скорости 2,12Гбод (более 174мБ/сек) два раза за цикл, на расстоянии до 10 км по одномодовому оптоволокну. Новая версия процессорного модуля для резервирования CPE330 выпускается со встроенным контроллером сети PROFINET, что значительно удешевляет решение. Кроме наиболее производительного решения PNSR, Emerson предлагает более бюджетное решение на отдельно-стоящих контроллерах PACSystems RX3i CPE400/410.

Горячее резервирование на контроллерах RX3i CPE400

В этом случае, синхронизация производится по резервированному 1Гб/сек Ethernet соединению. Сравнительная характеристика систем резервирования приведена в таблице внизу.

Основная информация для заказа:

Номер по каталогу Описание
IC695CPE330 Процессорный модуль контроллера PACSystems RX3i с поддержкой резервирования и встроенным контроллером PROFINET. 2-х ядерный CPU 1ГГц, 64 МБ памяти
IC695RMX128 Модуль рефлекторной памяти для систем горячего резервирования, 2 оптоволоконных одномодовых модема, синхронизация до 300м
IC695RMX228 Модуль рефлекторной памяти для систем горячего резервирования, 2 оптоволоконных многомодовых модема, синхронизация до 10км
IC695PNC001 Контроллер сети PROFINET MRP, 2 Ethernet порта, медь, 2 слота для оптоволоконных модемов
IC695CPE400 Процессорный модуль контроллера PACSystems RX3i, отдельно-стоящий, 6 Ethernet портов, PREDIX machine
IC695CPL400 Процессорный модуль контроллера PACSystems RX3i, отдельно-стоящий, 6 Ethernet портов, 2-я ОС Linux
EPXPNS001 RSTi-EP сканнер сети PROFINET MRP, 2 Ethernet порта, медь