Sterowanie « Wróć do listy produktów

PACSystems High Availability
/ wysoka dostępność w systemach automatyki

PACSystems High Availability to redundantny system sterowania, pracujący w układzie bezuderzeniowego przełączania jednostek centralnych. Przeznaczony jest do zaawansowanych aplikacji przemysłowych, w których z uwagi na wysokie koszty nieplanowanego przestoju, wymaga się rozwiązań gwarantujących wysoki poziom niezawodności oraz dostępności.

  • rezerwacja na poziomie jednostek centralnych
  • rezerwacja na poziomie magistral komunikacyjnych
  • rezerwacja na poziomie zasilaczy systemowych
  • przełączanie bezuderzeniowe dla procesów szybkozmiennych
  • pojedyncza lub podwójna magistrala światłowodowa do synchronizacji danych
  • niezależna od jednostki centralnej, synchronizacja danych w kazdym cyklu programu (2.12GHz)
  • możliwość naprawy/wymiany modułu na ruchu
  • 64MB pamięci przeznaczonej na program sterujący, dane oraz projekt
  • programowanie i konfiguracja systemu na ruchu
  • współpraca z układami VersaMax I/O, RX3i I/O, PAC8000 I/O
  • elastyczna konfiguracja układów wejść/wyjść

Charakterystyka


Nieplanowane przestoje i awarie stanowią bardzo duże zagrożenie dla wszystkich przedsiębiorstw narażając je na spadek wydajności i rentowności, spadek satysfakcji i zadowolenia klientów oraz utratę reputacji. Nawet krótki okres przestoju może być bardzo kosztowny z uwagi na swoje konsekwencje.

Z tego powodu klienci dla których zatrzymanie procesu produkcyjnego jest niemożliwe z uwagi na bardzo wysokie konsekwencje finansowe, zagrożenie dla życia ludzkiego lub zanieczyszczenia środowiska inwestują w systemy podnoszące dostępność. Systemy takie z uwagi na swoją funkcjonalność można stosować zarówno w rozwiązaniach sterowania dyskretnego jaki i w aplikacjach o charakterze ciągłym, redukując koszty wynikające z nieplanowanych przestojów.

Co to jest układ wysokiej dostępności?


Układ wysokiej dostępności to system sterowania zbudowany z redundantnych elementów. Redundantne elementy gwarantują przełączenie na moduł rezerwowy w razie awarii modułu głównego, dzięki czemu awaria elementu nie zatrzymuje procesu produkcyjnego. Oferowany przez GE Intelligent Platforms system redundancji PACSystems HA zapewnia automatyczne przełączanie bez uderzeniowe (Hot Standby Redundancy) co oznacza, że proces przełączenia na moduł rezerwowy jest niezauważalny dla całego procesu.

Schemat_architektury_PACSystems_HA_Profinet

Co oznacza wysoka dostępność?


Wysoka dostępność systemu wyraża się wartością 99.999%, które dla pojedynczego kontrolera wynosi 99.9%. Te dodatkowe 0.099% dostępności stanowi redukcję nieplanowanych przestojów do 5 minut rocznie w stosunku do 9 godzin w przypadku pojedynczego kontrolera. Przekłada się to bezpośrednio na ponoszone koszty związane z nieplanowanym przestojem, które w zależności od branży, typu aplikacji mogą wynosić od kilku do kilkuset tysięcy złotych.

Schemat_architektury_PACSystems_HA_Profinet
Dostępność systemu Orientacyjny czas przestoju na rok
95% 18 dni
99% 4 dni
99.9% 9 godzin
99.99% 1 godzina

Korzyści z posiadania systemu wysokiej dostępności


Zastosowanie systemów wysokiej dostępności PACSystems HA przynosi szereg korzyści dla użytkownika końcowego oraz dla służb odpowiedzialnych za utrzymanie ruchu. System taki pozwala na:

  • Podniesienie niezawodności i dostępności systemu sterowania
  • Redukcję kosztów dzięki minimalizacji ryzyka wystąpienia nieplanowanych przestojów
  • Możliwość łatwej rozbudowy i serwisu systemu bez jego zatrzymywania

Dla kogo przeznaczone są systemy wysokiej dostępności PACSystems HA?


Branze PACSystems HA

Rozwiązania wysokiej dostępności PACSystems HA zostały zaprojektowane z myślą o systemach produkcji ciągłej, wsadowej oraz dyskretnej i z powodzeniem mogą być stosowane w aplikacjach gdzie sterowany proces ma charakter wolno lub szybkozmienny. Znajdują zastosowanie wszędzie tam gdzie nieplanowany przestój oznacza zagrożenie dla życia i zdrowia ludzkiego lub pociąga za sobą duże koszty oraz utratę reputacji firmy w oczach klientów.

Tolerancja przestojów a koszty operacyjne


Bez względu na branże w której działa przedsiębiorstwo, nieplanowany przestój zawsze ma negatywny wpływ na ciągłość produkcji, natomiast konsekwencje mogą być różne. Jeśli przestój oznacza nie tylko niższą jakość, ale i zniszczenie części instalacji lub produkcji, zagrożenie dla ludzi i środowiska, wówczas inwestycja w systemy redundantne jest uzasadniona i znacząco redukuje koszty operacyjne.

Czy potrzebuję systemu wysokiej dostępności PACSystems HA?


Zanim podejmiemy decyzję o wdrożeniu systemu redundancji należy zastanowić się nad potrzebą inwestowania w takie systemy. Po wstępnych analizach w większości przypadków okazuje się, że system taki może spłacić się już po kilku miesiącach od momentu wdrożenia. To co należy przeanalizować w pierwszej kolejności to:

  • Jak często pojawiają się nieplanowane przestoje?
  • Z czego one wynikają?
  • Jaki jest średni czas usunięcia awarii (MTTR)?
  • Czy w zakładzie służby odpowiedzialne za utrzymanie ruchu są stale na miejscu, czy w tym celu wykorzystywane są zewnętrzne firmy świadczące takie usługi?
  • Jaki jest roczny koszt przestoju? (czas przestojów w ciągu roku x koszt przestoju MTTR na godzinę)
  • Czy instalacja jest częścią składową większego procesu? Jaki wpływ na resztę procesu ma wyłączenie zatrzymanie naszej instalacji i jaki koszt to generuje?

Po jakim czasie się spłaca układ redundancji PACSystems HA?


Typowy system wysokiej dostępności wymaga zainwestowania dodatkowych środków na drugą jednostkę centralną, kasetę montażową, zasilacz, moduły do synchronizacji danych oraz moduły komunikacyjne. W zależności od typu aplikacji w której system będzie pracował nakłady poniesione na inwestycję zwrócą się gdy układ zabezpieczy nas już przed pierwszym nieplanowanym przestojem.

Branża Średni koszt nieplanowanego, godzinnego przestoju instalacji [PLN] Okres zwrotu z inwestycji w system redundantnego sterowania [godziny]
  min max od do
Chemia 9 000 120 000 5.0 0.4
Petrochemia 15 000 150 000 3.0 0.3
Energetyka 80 000 550 000 0.6 0.1
Produkcja wody 5 800 14 000 7.8 3.2
Górnictwo / hutnictwo 7 500 90 000 6.0 0.5

Redukcja kosztów podczas modernizacji działających układów do rozwiązań wysokiej dostępności


Systemy podwyższonej dostępności można wdrożyć również w obiektach już pracujących, gdzie do kontroli procesu wykorzystano rozwiązania PACSystems RX3i lub RX7i. Do sterowania wykorzystane zostaną te same urządzenia i ten sam algorytm sterujący. System rozbudowany zostanie jedynie o dodatkowy kontroler oraz moduły pozwalające na synchronizację danych. Konfiguracja układu redundancji wspierana jest przez wizardy dostępne w oprogramowaniu narzędziowym w którym przygotowano program sterujący.

Szkolenia z konfiguracji i programowania PACSystems HA


Każdy system redundancji oferowany jest wraz z kompleksowym szkoleniem zarówno dla integratorów pod kątem wdrożenia i konfiguracji jak i służb utrzymania ruchu w zakresie późniejszej rozbudowy i serwisu. Tylko odpowiednio przeszkolony personel w połączeniu z niezawodnością PACSystems HA dają gwarancję wysokiej dostępności systemu przez cały okres życia instalacji.

Co można redundować w systemie sterowania?


Poziom redundancji uzależniony jest od wymagań obiektu dlatego PACSystems HA pozwala na redundancję na różnych poziomach.

 

 

Redundancja jednostek centralnych


Wysoką niezawodność podczas sterowania zapewniają dwie specjalizowane jednostki centralne, z których pierwsza zajmuje się kontrolą procesu, druga równolegle przetwarza dane otrzymane od jednostki głównej. Obie jednostki nieustannie synchronizują ze sobą dane aby w momencie wystąpienia awarii jednostki aktywnej przejęcie sterowania przez jednostkę rezerwową nastąpiło bezuderzeniowo.

Redundancja modułów i magistral komunikacyjnych


Wymiana danych w PACSystems HA bazuje na łączu Ethernet a jej wysoką niezawodność gwarantują redundantne moduły komunikacyjne do warstwy aplikacyjnej oraz do warstwy układów wejść-wyjść. Architektura systemu może być oparta o topologię gwiazdy, magistrali, lub pierścienia i obsługuje redundancję magistral komunikacyjnych w całym systemie. Komunikacja może być realizowana w oparciu o medium elektryczne (skrętka) lub światłowodowe.

Redundancja modułów synchronizujących


Synchronizacja danych pomiędzy kontrolerami realizowana jest niezależnie od jednostek centralnych przy pomocy dedykowanych modułów synchronizujących. Wykorzystywane jest w tym celu łącze światłowodowe, pozwalające wymieniać dane na odległość do 10 km z szybkością 2.12 GHz. Synchronizacja danych realizowana jest dwukrotnie w każdym cyklu pracy kontrolera dzięki czemu przełączanie na moduł rezerwowy realizowany jest w czasie pojedynczych milisekund.

Redundancja zasilaczy systemowych


Każda kaseta systemowa może być wyposażona w redundantne zasilacze systemowe. Dzięki nim dostarczamy nadmiarową moc do zasilania węzła oraz zabezpieczymy system na wypadek uszkodzenia źródeł zasilania.

Redundancja modułów wejść-wyjść


Dla aplikacji w których przewidziano redundancję urządzeń obiektowych PACSystems HA pozwala na redundancję modułów wejść-wyjść.

Automatyczne przełączenie na element zapasowy


Zasada działania systemu redundantnego polega na automatycznym i bezuderzeniowym przełączeniu sterowania na element zapasowy w razie awarii elementu głównego. Jest to możliwe dzięki automatycznej i szybkiej synchronizacji danych pomiędzy kontrolerami. Synchronizacja danych procesowych gwarantuje, przejęcie sterowania w sposób bezuderzeniowy przez kontroler zapasowy i kontynuowanie pracy z dokładanie takimi samymi danymi jakie miał kontroler główny w chwili awaryjnego wyłączenia. Dzięki temu system pracuje bez przerw, spadku jakości oraz wydajności produkcji.

PACSystems PNSR - Redundancja na sieci Profinet


Komunikacja pomiędzy systemem nadrzędnym a układami wejść-wyjść może być oparta o sieć Profinet. Kontrolery sieci Profinet instalowane w stacjach procesowych pozwalają na wymianę danych z szybkością 1Gb, mogą pracować w sieci RING dzięki obsłudze protokołu MRP oraz posiadają wbudowane, redundantne interfejsy miedziane oraz światłowodowe. Dzięki temu architektura systemu jest bardzo prosta i niezawodna gwarantując jednocześnie asynchroniczną komunikację w czasie rzeczywistym. Konfiguracja redundancji wykorzystuje gotowe wizzardy dzięki czemu proces konfiguracji i parametryzacji przebiega bardzo szybko.

PACSystems HA PNSR

Redundancja na sieci Ethernet (EGD)


PACSystems HA EGD copy

Wymiana danych w systemie redundancji PACSystems HA może bazować na protokole Ethernet Global Data. W tym przypadku wykorzystywane są moduły do sieci Ethernet, komunikacja ma charakter rozgłoszeniowy a szybkość wymiany danych wynosi 100 Mbps. Taka architektura pracy wymaga od programisty większego zaangażowana a konfigurację systemu daje natomiast możliwość lokalnego sterowania w ramach węzła oddalonego.

Obsługa modułów komunikacyjnych w węzłach wejść-wyjść


System redundancji PACSystems HA pozwala na obsługę modułów komunikacyjnych zainstalowanych w kasetach wejść-wyjść. W węzeł VersaMax I/O (Profinet) oraz RX3i I/O (EGD) możliwa jest obsługa modułów Modbus RTU Master oraz Profibus DP Master. Docelowo taka funkcjonalność pojawi się również w węzłach RX3i I/O PNS (Profinet).

Wysoka wydajności


Kontroler pracujący w układzie rezerwacji PACSystems HA RX3i może sterować instalacjami automatyki obsługującymi kilkadziesiąt tysięcy sygnałów obiektowych. Algorytm sterowania dla takich aplikacji może korzystać z kilkunastu milionów zmiennych dostępnych w programie sterującym, z czego ponad 6 milionów może być synchronizowanych. Kontroler taktowany jest zegarem o częstotliwości 1 GHz i wykonuje program logiczny z prędkością 0.047 ms / 1000 operacji bitowych.

Niezależna od jednostki centralnej synchronizacja danych procesowych ma niewielki wpływ na czas cyklu pracy nawet przy synchronizacji dużej ilości danych pomiędzy kontrolerami. Przekłada się to w bezpośredni sposób na maksymalizację wydajności systemu.

Architektura systemu
Wykorzystana technologia PACSystems RX3i PACSystems RX7i
Redundancja jednostek centralnych tak tak
Redundancja zasilaczy systemowych tak tak
Redundancja modułów komunikacyjnych tak tak
Redundancja magistral komunikacyjnych tak tak
Redundancja modułów do synchronizacja danych tak tak
Redundancja modułów wejść-wyjść tak tak
Komunikacja w systemie pomiędzy kontrolerami a węzłami wejść-wyjść Ethernet Global Data (EGD) - 10/100 Mbps
Profinet - 10/100/1000 Mbps, MRP
Ethernet Global Data (EGD) - 10/100 Mbps
Wydajność systemu
Jednostka centralna 1.2 GHz 1.8GHz
Szybkość wykonywania programu 0.047mS / 1000 operacji 0.047mS / 1000 operacji
Ilość pamięci 64 MB RAM i 64 MB Flash 64 MB RAM i 64 MB Flash
Ilość synchronizowanych danych 6 000 000 rejestrów 6 000 000 rejestrów
Czas przełączenia na kontroler redundantny 1 cykl programu 1 cykl programu
Synchronizacja danych niezależna od CPU, 2 razy w każdym cyklu programu niezależna od CPU, 2 razy w każdym cyklu programu
Szybkość synchronizacji danych 2.12 GHz 2.12 GHz
Odległość pomiędzy modułami do synchronizacji do 10 km do 300 m
Obsługiwane węzły wejść-wyjść
Obsługiwane technologie PACSystems RX3i I/O, VersaMax I/O, PAC8000 I/O PACSystems RX3i I/O, VersaMax I/O, PAC8000 I/O
Komunikacja Ethernet (EGD), Profinet Ethernet (EGD)
Obsługa modułow komunikacyjnych w węzłach RX3i - Profibus DP Master/Slave, moduł szeregowy, Ethernet, Genius, Profinet RX3i - Profibus DP Master/Slave, moduł szeregowy, Ethernet, Genius, Profinet
VersaMax I/O - Modbus RTU Master, Profibus DP Master VersaMax I/O - Modbus RTU Master, Profibus DP Master
Obsługa lokalnych programów sterujących w węzłach RX3i tylko w RX3i I/O na sieci EGD tylko w RX3i I/O na sieci EGD

Pliki do pobrania

Kontakt Przejdź do kontaktu »

Zostaw wiadomość lub zadaj pytanie – odpowiemy niezwłocznie.

Wsparcie handlowe

12 424 00 60
sprzedaz@astor.com.pl

Wsparcie techniczne

12 424 00 88
support@astor.com.pl

Formularz kontaktowy

Pozostaw nam kontakt - skontaktujemy się z Tobą.

*wymagane

Imię i nazwisko:*

Adres e-mail:*

Numer telefonu:*

Komentarz:*

Kontakt

Potrzebujesz pomocy? Skontaktuj się z nami. Odpowiemy na wszystkie Twoje pytania.

Wsparcie handlowe
12 424 00 60
sprzedaz@astor.com.pl

Wsparcie techniczne
12 424 00 88
support@astor.com.pl


Case studies

Nowoczesna produkcja wsadowa w zakładach chemicznych Stepan

Siniat w Koninie - zrobotyzowana paletyzacja materiałów budowlanych

MPWiK w Lesznie - Kompleksowa automatyzacja produkcji wody pitnej


Zobacz wszystkie case studies »

O ASTOR

Firma ASTOR od 30 lat wspiera wspiera podnoszenie efektywności procesów w przemyśle, produkcji oraz infrastrukturze dostarczając komponenty automatyki przemysłowej, robotyki, systemy IT oraz wiedzę biznesową i techniczną. W naszym portfolio znajdują się systemy sterowania GE Intelligent Platforms i Horner APG, oprogramowanie przemysłowe Wonderware, roboty przemysłowe Kawasaki i Epson, produkty do bezprzewodowej transmisji danych SATEL Oy oraz falowniki, panele HMI i urządzenia sieciowe Astraada. Oferujemy usługi doradcze w ramach ASTOR Consulting i szkolenia w ramach Akademii ASTOR.

Program partnerski ASTOR

Do Programu zapraszamy małe (jednoosobowe), średnie i duże firmy z branży automatyki, informatyki przemysłowej, robotyki oraz produkcji maszyn, które chcą związać się z firmą ASTOR na dłużej i umacniać wspólną pozycję w branżach przemysłu i infrastruktury.

Co zyskam zostając
certyfikowanym partnerem ASTOR?
Sprawdź korzyści »

Kontakt

ASTOR Centrala
ul. Smoleńsk 29
31-112 Kraków

12 428 63 00
12 428 63 00
info@astor.com.pl

Język PL EN
Copyright: © ASTOR Sp. z o.o. Wszystkie prawa zastrzeżone