AC500 High Availability sistemi, yedekli cihazlar ve iletişim ile gerçekleştirilen daha yüksek kullanılabilirlik gerektiren otomasyon sistemlerinin talebi için tasarlanmıştır. Yedeklilik konsepti, otomasyon sisteminin parçalarının arızalanması nedeniyle üretim kaybı riskini azaltır ve böylece planlanan atıl süreleri en aza indirir.
Örneğin, birincil istasyonun arızalanması durumunda kontrol ikincil istasyon tarafından otomatik olarak devralınabilir.
AC500 Yüksek Kullanılabilirlik sistemi, standart AC500 PLC'lere dayalı yedeklilik uygular:
-
PLC
-
Saha iletişimi
-
SCADA iletişim
Yüksek kullanılabilirlik / yedeklilik sistemlerindeki genel farklılıklar, yedekler arasındaki geçişin hangi şekilde ve ne kadar hızlı gerçekleştiğidir.
-
Soğuk bekleme: Yedek bir sistem var ancak çalışır durumda değil - Geçiş için sürecin tamamen durması (izin vermesi) gerekir - örneğin çıkışlar sıfıra inebilir.
-
Sıcak bekleme: Her iki CPU da çalışıyor olabilir (= sıcak) ancak örneğin geçiş için iletişimin başlatılması/durdurulması gerekir - Sürecin, örneğin çıkışlarda daha uzun donma sürelerini tolere etmesi gerekir - örneğin birkaç saniye.
-
AC500 High Availability sistemleri "hot-standby "dır:
-
Yedek CPU'lar ve tüm iletişimler her zaman çalışır durumdadır (hot)
-
Her iki CPU'da sürekli arıza tespiti ve karşılıklı durum değişimi
-
Kritik/tarihsel verilerin birincilden ikincil verilere sürekli senkronizasyonu
-
Birincil CPU'da herhangi bir arıza olması durumunda çok kısa sürede otomatik geçiş
-
Yukarıdaki şekil boyunca AC500 HA işleminin ayrıntıları:
-
PLC yedekliliği: İki PLC (A ve B) paralel olarak çalışmakta ve hesaplama ve okuma yapmaktadır.
Birincisi «birincil» = aktif, bu da saha cihazlarına veri yazmak anlamına gelir.
Diğeri «ikincil» (= stand-by), aynı zamanda hesaplama yapar, ancak yalnızca alandan veri okur ve birincilden senkronizasyon (veya kısa = sync) verilerini alır.
-
Senkronizasyon verileri, senkronizasyon bağlantısı üzerinden birincil CPU'dan ikincil CPU'ya iletilecek olan, örneğin geçmiş içeriğe sahip kritik dahili değişkenlerdir, böylece ikincil her zaman en son verilere sahip olur ve hemen devralabilir. Özel HA kütüphanesi fonksiyon bloklarının (sayaçlar, zamanlayıcılar, integral kontrolörler, ... gibi) geçmiş verileri otomatik olarak senkronize edilir, ek Veriler, örneğin olaylar ve teşhis, kullanıcı tarafından senkronizasyon blokları ile senkronize edilebilir. Senkronizasyon bağlantısı ayrıca her CPU'nun teşhis verilerini içeren bir «lifecom1» sinyali (ileri geri) iletir, böylece her iki CPU da diğer CPU'nun durumunu bilir. İkincil CPU artık «lifecom1» almazsa, birincil CPU'da bir arıza olduğunu varsayar ve birincil durumu devralır. Senkronizasyon bağlantısı koparsa, her iki CPU da birincil durumu benimsemeye çalışacaktır, bu nedenle paralel ayrı bir bağlantı «lifecom2» bir "senkronizasyon bağlantısı" arızasını "diğer PLC" arızasından ayırmak için kullanılır. «lifecom2» veri senkronizasyonu/lifecom1'den farklı bir fiziksel iletişim yolu üzerinden yönlendirilmelidir, örneğin Saha veya SCADA ağı.
-
Saha G/Ç bağlantısı Ethernet protokolü ModbusTCP üzerinden gerçekleştirilir - CI52x cihazlarını (CI521 veya CI522) bağlar.
Saha veya SCADA ağının yüksek kullanılabilirliği/yedekliliği için, kanıtlanmış Ethernet ağ yedekliliği mekanizmaları kullanılır. ( AC500 'da bunun en az 2 (tek bir arıza noktasından kaçınmak için) harici, yönetilen anahtar tarafından gerçekleştirildiği varsayılır), bu da AC500 HA'yı daha hızlı bir yedekleme mekanizması / protokolü ile kullanabilme avantajına sahiptir.
-
CI52x modülleri ile G/Ç iletişimi için iki varyant mevcuttur.
Daha küçük sistemler için, MRP (Ortam Yedeklilik Protokolü) veya DLR (Cihaz Seviyesi Halkası) kullanılıyorsa CI52x modülleri doğrudan papatya dizimi şeklinde bağlanabilir (yukarıdaki önceki şekilde olduğu gibi). CI52x halka kurtarmaya aktif olarak katılmaz, ancak özel bir FW hızlı halka tespitine ve çok kısa donma sürelerine izin verir. Örneğin çok sayıda IO ve kümeye sahip daha büyük sistemler tipik olarak yine de özel bir yönetilen anahtar aracılığıyla ağa bağlanır.
-
SCADA bağlantı iki Ethernet bağlantı noktasının doğası gereği yedeklidir ve yönetilen anahtarlar tarafından daha fazla yedeklilik seviyesi ile genişletilebilir. SCADA kendisi de basit bir bağlantı ve bir bağlantı arızası durumunda aktif PLC ile iletişimi sağlamak için birincil PLC'yi değiştirebilir. OPC DA sunucusunun yedeklilik mekanizması kullanılmıyorsa, SCADA seviyesinin kendisi HA durum bitlerine dayalı olarak birincil ve ikincil PLC ve IP adreslerini işleyebilmeli ve ayırt edebilmelidir. CP600 için Modbus veya AC500 iletişim protokolü için aynı şeyi yapmak üzere bir komut dosyası mevcuttur.
Çoğu PLC uygulamasında arızalanacak kritik bileşenler, PLC'nin altında tipik olarak güç kaynağı veya kablolar veya anahtarlar gibi iletişim bileşenleridir. Bu nedenle SPOF (Single Point Of Failure) arıza olasılığının yüksek olduğu ve arızaların tolere edilemediği yerlerde yedek cihazlar veya yedekleme fonksiyonları eklenerek önlenmelidir.
HA çekirdek işlevselliği tipik olarak farklı seviyelerde yalnızca tek bir arızayı tolere edebilir. Ardından, tekrar yedeklilik sağlamak için arızalı parçanın onarılması şiddetle tavsiye edilir. Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, G/Ç-ağ kablolaması, PLC'leri değiştirmeden iletişimi sürdürebilen yedekleme mekanizması (örneğin halka) ile kablo arızası için ikinci bir bağımsız yedekleme katmanı sağlar: PLC seviyesinde ikinci bir arıza, her iki bağlantı, yönetilen anahtar hala çalıştığı sürece tolere edilebilir, ancak yine de hemen onarılması şiddetle tavsiye edilir.
AC500 High Availability sisteminin kendisi yalnızca ilk hatayla ilgilenir. Örneğin, ikinci bir arıza durumunda birincil PLC, ikinci arıza meydana gelene kadar birincil PLC olarak kalır. Bu, başka geçiş yapılmamasına neden olur (manuel geçişler dahil).
İyi planlanmış bir iletişim ağı ile normal ve paylaşılan ethernet ağları üzerinden veri senkronizasyonuna izin veren verimli veri senkronizasyon mekanizması sayesinde, PLC'ler coğrafi olarak ayrı çalışabilir (birçok 10th kilometre). Böylece tam mekanik yıkımla sonuçlanan felaket olaylarında bile süreci veya altyapıyı kontrol etmek için bir PLC mevcut olacaktır.
İkincil PLC veya tek CI52x modülleri, çalışan bir sistemde birincil PLC veya proses kesintiye uğramadan değiştirilebilir. (HA paketi yüklüyse Automation Builder adresinin "Examples" dizinindeki belgeyi kontrol edin).
Kütüphaneler
Yüksek kullanılabilirlik elde etmek için CODESYS uygulaması, HA-Modbus TCP kütüphanesinden ve CI52x kütüphanesinden HA fonksiyon blokları ile geliştirilmelidir. Sistem ve G/Ç modüllerini yapılandırmak için toplu veri yöneticisi aracı (BDM) kullanılıyorsa - bu, kullanıcıya özel hazırlanmış bir "şablon" uygulamayla sonuçlanan kod oluşturma yoluyla temel ilk yapılandırma adımı için otomatik olarak yapılır (aşağıya bakın).
-
HA-Modbus TCP kütüphane HA kontrol ve HA yardımcı fonksiyon bloklarını içerir
-
HA kontrolü fonksiyon blokları, teşhis toplayarak ve gerekirse anahtarlama yaparak temel HA işlevselliğini yönetir.
-
HA yardımcı fonksiyon blokları, zamanlayıcılar, sayaçlar, PI kontrolü gibi integral veriler için dahili senkronizasyon ile uygulama programında standart fonksiyonlar sağlar.
-
-
CI52x kütüphanesi haberleşme arayüz modüllerini yapılandırmak ve haberleşmek için bir fonksiyon bloğu içerir ve çıkışlara sadece birincil PLC'nin yazmasını sağlar. Girişler her iki PLC tarafından da okunur.
-
Her iki PLC için de aynı uygulama kullanılmalı/indirilmelidir.
Toplu veri yöneticisi aracı (BDM)
CI52x Modbus TCP'lerin yapılandırılması için ayrı bir Toplu Veri Yöneticisi aracı (BDM) sağlanmıştır. Özellikle büyük sistemlerde HA'yı rahatça tasarlamak ve CI52x ile ilgili yapılandırma ve değişken verilerini tek bir yerde oluşturmak için BDM kullanımı önerilir:
-
Kullanılan G/Ç modüllerinin konfigürasyonu ve parametreleri
-
Değişken adlandırma, yapılandırma, iletişim ve tüm temel HA işlevleri için program kodu oluşturma
BDM aracı SCADA programlama ve dokümantasyona da verimli bir şekilde hizmet edebilir.