•  

От квартиры до космодрома - надежное оборудование для интеллектуального управления зданиями

02/11/2015
Оборудование швейцарской компании Saia-Burgess Controls успешно справляется как с небольшими пространствами, например, квартиры или дачного домика, так и с самыми сложными и ответственными объектами, такими как 35-километровый тоннель «Лётсберг» в Швейцарии или аэровокзал «Внуково» в России. Мы решили рассказать о новейшей разработке Saia PCD для наиболее ответственных решений – горячем резервировании контроллеров.

Основной объём контроллеров (более 70%), производимых Saia-Burgess Controls, приходится на так называемую инфраструктурную автоматизацию, к которой относятся автоматизация инженерных подсистем зданий и технологических процессов, систем сбора и обработки информации и систем диспетчеризации. Это установки приточно-вытяжной вентиляции, тепловые пункты, котельные, насосные, хладоцентр и т.п. Кроме того, контроллеры осуществляют управление местными системами освещения, отопления, климата, сбор и обработку информации с датчиков, счётчиков воды и электроэнергии, анализ данных, шлюзование (взаимное преобразование) разных протоколов и многое другое. Одно из наиболее известных решений Saia PCD, широко использующееся уже более 10 лет, – шлюз KNX-LON, востребованный при интеграции систем вентиляции и кондиционирования таких известных компаний как Daikin, York, Mitsubishi в систему управления зданием KNX.
Разумеется, данная специфика предполагает высокую надёжность решений, но в некоторых случаях отказоустойчивость должна быть настолько высокой, что без применения специальных технологий уже не обойтись. Особенно это относится к таким объектам, как тоннели, шахты, системы жизне-обеспечения на Крайнем Севере и тому подобное. В начале 2015 года компанией анонсирована новая разработка, успешно прошедшая все испытания – системы с горячим резервированием для особо требовательных к надёжности применений на базе контроллеров PCD3.M6880. Поскольку технологии горячего резервирования имеют особенности с точки зрения реализации на практике, в этой статье мы решили рассказать немного о том, как построено решение от Saia.

Система горячего резервирования на основе контроллера PCD3.M6880
Итак, контроллеры PCD3.M6880 имеют два независимых процессора (CPU0 и CPU1). Оба процессора имеют независимые ресурсы (флаги, регистры, память данных, прерывания и т.д.). CPU1 исполняет пользовательскую программу с резервированием и контролирует общие входы и выходы модуля RIO PCD3.T668 удалённого ввода/вывода.
Резервированные программы в ведущем и ведомом контроллерах PCD3.M6880 идентичны. В нормальном режиме резервированная программа исполняется только на ведущем PCD. Состояние внутренних переменных, регистров и так далее передаётся из ведущего PCD в ведомый через второй интерфейс Ethernet (ETH2.x). В случае возникновения неисправности PCD, находившийся в режиме ожидания (резерва), принимает на себя функции ведущего контроллера без всякой задержки и продолжает исполнение резервированной программы со следующего шага. При необходимости на CPU0 контроллеров могут исполняться различные программы. CPU0 имеет те же параметры и возможности, что и стандартный PCD (например, PCD3.M5560). Локальный ввод/вывод в слотах самого контроллера, а также модули расширения ввода/вывода контролируются процессором CPU0. Внешние системы и устройства (SCADA-системы, Web-браузеры и другие внешние устройства) общаются только с CPU0. Внутренние ресурсы PCD, относящиеся к CPU0, не синхронизируются между активным и резервным PCD. Программа CPU1 не может непосредственно получить доступ к локальному вводу/выводу или регистрам CPU0 (и наоборот). Обмен данными между CPU0 и CPU1 возможен благодаря специальному механизму. Данные, которые должны быть доступны обоим CPU, описываются в файлах глобальных символов. Такие данные автоматически синхронизируются между CPU0 и CPU1 в каждом программном цикле.
 
Структурная схема контроллера
Системы SBC с резервированием обладают следующими характеристиками:
• основаны на надёжной модульной архитектуре PCD3;
• программируемый распределённый ввод/вывод позволяет создавать интеллектуальные децентрализованные узлы, что обеспечивает дополнительную безопасность;
• сетевая инфраструктура использует стандартные компоненты Ethernet и может функционировать в стандартной сети Ethernet TCP/IP наряду с другими IT-сервисами;
• простота разработки и ввода в эксплуатацию обеспечивается благодаря поддержке PG5 Project Manager, автоматически генерирующему проект;
• обеспечивается переключение из режима ожидания в активное состояние без всяких задержек;
• ведомый (резервный) контроллер имеет два процессора, один из которых исполняет резервируемую программу и отвечает за синхронизацию с ведущим контроллером. Второй независимый процессор исполняет другой процесс без резервирования. Это значительно увеличивает производительность и гибкость системы;
• комплексные диагностические возможности помогают в эксплуатации и поиске неисправностей.

Специализированный модуль удалённого ввода/вывода PCD3.T668



PCD3.T668 предназначены исключительно для использования с резервируемыми контроллерами PCD3.M6880. К одному контроллеру PCD3.M6880 можно подключить до 64 модулей PCD3.T668. За исключением поддержки резервирования эти модули обладают теми же свойствами и функционалом, что и модули RIO PCD3.T666. При этом обычные модули RIO PCD.T665 и PCD3.T666 с контроллерами PCD3.M6880 использовать нельзя. Интеллектуальные модули расширения, по сути, являются самостоятельными ПЛК, наделёнными собственными ЦПУ и оперативной памятью, что позволяет им реализовывать локальное уп-равление в соответствии с произвольно заданной программой. Благодаря этому на основе связки контроллеров PCD3.M6880 с модулями PCD3.T668 можно строить интеллектуальные системы с горячим резервированием и распределённым управлением, что ещё больше увеличивает надёжность решений.

Краткие технические параметры модулей PCD3.T668:
• можно использовать в качестве простого модуля ввода/вывода или как интеллектуальную программируемую станцию;
• можно программировать в PG5. Критически важные обработки можно производить на базе самого модуля RIO;
• исполняемая программа модуля RIO управляется централизованно при помощи утилиты Smart RIO Manager и загружается в память модуля автоматически; • обмен данными осуществляется по эффективному протоколу Ether-S-IO, легко конфигурируемому инструментом RIO Network Configurator;
• обмен данными с другими системами PCD происходит также по протоколу Ether-S-Bus • поддерживаются интеллектуальные коммуникационные модули такие, как M-Bus, DALI; • доступны другие коммуникационные протоколы (например Modbus) через Ethernet TCP/IP и через встроенный порт RS-485;
• модуль RIO имеет встроенный Web-сервер.

В заключение нельзя не упомянуть такой важный момент, как суммарная стоимость резервированного решения. Несмотря на то, что контроллер с аппаратным резервированием стоит значительно дороже обычного, цена готового решения от компании Saia Burgess Controls оказывается настолько привлекательной, что легко конкурирует со всеми предложениями в своём классе.

«Сайа Бургесс Контролз Рус»
119331, г. Москва, пр-т. Вернадского, д. 29
тел./факс: +7 (495) 744 0910
e-mail: info@saia-burgess.ru
www.saia.ru

Журнал "Точка опоры", № 201, сентябрь 2015

C PDF версией статьи можно ознакомиться здесь