《remium-熱備系統(tǒng)》PPT課件.ppt

1、Unity PlatformModicon Premium HSBY,Unity PlatformModicon Premium HSBY,Unity 自動化產(chǎn)品部 施耐德電氣（中國）投資有限公司上海分公司,熱備系統(tǒng)的演化,超過25年的熱備經(jīng)驗！,J212,1983,1996,1989,1986,2007,Quantum Series,FIBER OPTIC LINK,984 - 800 Series,984 Chassis Series,584 Chassis Series,UNITY Quantum,HIGH SPEED FIBER OPTIC LINK,2004,UNITY Premiu

2、m,CPU-SYNC LINK,ETY-SYNC LINK,Guide,Premium HSBY offer & architectures Premium HSBY performance Premium HSBY realization Premium HSBY maintenance Premium HSBY key characteristic,Guide,Premium HSBY offer & architectures Premium HSBY performance Premium HSBY realization Premium HSBY maintenance Premiu

3、m HSBY key characteristic,總體架構(gòu),基于Ethernet I/O scanning 的 I/O 連接結(jié)構(gòu) 主/備PLC的冗余體系 高速的CPU同步信息交換(100Mbps) 以太網(wǎng)上的遠(yuǎn)程I/O設(shè)備 本地機(jī)架 DIO/AIO & SCY Modbus 模塊 IP地址自動切換 SCADA/HMI 和 I/O 可以共享同一網(wǎng)絡(luò) 基于高端的Premium CPU硬件 高速有效的CPU同步連接 Unity使您編程隨心所欲 基于Unity Quantum熱備的技術(shù) 延續(xù) Quantum 熱備的高性能,產(chǎn)品目錄,TSXH5724M 入門級熱備處理器 768KB 程序存儲空間, 1

4、92KB 數(shù)據(jù)存儲空間 TSXH5744M 中端熱備處理器 2MB 程序存儲空間, 440KB 數(shù)據(jù)存儲空間 TSXETY4103 和 TSXETY5103 (= V4.0) 帶涂層保護(hù)的處理器 (TSXH57X4MC) 符合Premium單機(jī)所獲得的所有認(rèn)證 (工業(yè)& 海事),典型架構(gòu),BUSX上冗余I/O的架構(gòu),Modbus上的SCADA架構(gòu)和Ethernet TCP/IP上的共享I/O,帶有Modbus上的共享設(shè)備架構(gòu)和Ethernet TCP/IP上的共享I/O,Guide,Premium HSBY offer & architectures Premium HSBY performa

5、nce Premium HSBY realization Premium HSBY maintenance Premium HSBY key characteristic,卓越性能,Logic,Data,I,HSBY,O,First Section,I,HSBY,O,Data,Scan Time of MAST Scan,Primary,Standby,雙處理器架構(gòu)極大地提升熱備性能 主處理器負(fù)責(zé)邏輯解算 協(xié)處理器負(fù)責(zé)熱備數(shù)據(jù)交換 State Ram內(nèi)存區(qū) 非定位變量 強(qiáng)制位 邏輯解算與熱備數(shù)據(jù)交換同步 進(jìn)行 協(xié)處理器之間的直接數(shù)據(jù)對傳 顯著減少傳輸時間,Example 1,雙機(jī)熱備掃描時間:

6、 90ms 100 KB 數(shù)據(jù)需要交換,雙機(jī)熱備造成的影響: 10ms 3080 ms，數(shù)據(jù)傳輸時間短于同步進(jìn)行的邏輯掃描時間 : 數(shù)據(jù)傳輸不造成任何影響！,Logic Exec,Data Transfer,Input,HSBY,Output,Scan Time of MAST Scan,Primary,單機(jī)掃描時間: 80 ms 100 KB 數(shù)據(jù)需要交換,10 ms,30 ms,結(jié)果,Example 2,雙機(jī)熱備掃描時間: 120 ms 300 KB 數(shù)據(jù)需要交換,雙機(jī)熱備造成的影響: 40 ms 30 ms 來自于系統(tǒng)熱備開銷 10 ms 來自于熱備數(shù)據(jù)傳輸 (90 80 ms = 10

7、ms),單機(jī)掃描時間: 80 ms 300 KB 數(shù)據(jù)需要交換,Logic Exec,Data Transfer,Input,HSBY,Output,Scan Time of MAST Scan,Primary,30 ms,90 ms,結(jié)果,Guide,Premium HSBY offer & architectures Premium HSBY performance Premium HSBY realization Premium HSBY maintenance Premium HSBY key characteristic,配置硬件要求,兩款新型CPU，使用標(biāo)準(zhǔn)的Unity Pro V

8、3.1軟件及以上 TSXH5744M: 2MB (程序), UnityPro L或XL版本, 支持4個ETY模塊 TSXH5724M: 768KB (程序), UnityPro M, L或XL版本, 支持2個 ETY 模塊 可以使用的模塊 TSX ETY 4103 / 5103 ，最低固件版本V4.0 所有電源模塊, 所有機(jī)架, 所有PCMCIA存儲卡 所有離散量 & 模擬量 的IO 模塊 (包括Preventa安全模塊) 用于Modbus RS485 主站通訊的TSXSCY* 模塊 用于Modbus從站通訊的內(nèi)置TSXSCP114多協(xié)議卡 不能使用的模塊 所有以上并未列出的模塊 例如： CP

9、U上的PCMCIA通訊卡(CANopen, Fipway) FactoryCast HMI WMY 和 其他非 HSBY ETY模板 Profibus TSXPBY, Interbus TSXIBY Unity Pro在生成時，會檢測配置,配置軟件要求,軟件要求 Unity Pro V3.1以上 編程方面 備機(jī)只執(zhí)行Unity Pro第一個程序段 非傳輸區(qū)域大小固定為100 個字 第一個程序段中不要使用DFB,配置以太網(wǎng)架構(gòu),可以使用光纖架構(gòu) 以太網(wǎng)構(gòu)架 CPU上內(nèi)置的以太網(wǎng)連接專用于CPU之間的信息交換 （不能用于其它以太網(wǎng)服務(wù)） 連接在每對主/備ETY模塊上的所有以太網(wǎng)設(shè)備都必須在同一個子

10、網(wǎng)中 為有更高的可用性，建議在每個ETY模塊前使用不同的交換機(jī),配置以太網(wǎng)設(shè)置,受監(jiān)控的以太網(wǎng)模塊 TSXETY 用戶必須在Unity Pro中配置1個TSXETY模塊為受監(jiān)控的(受監(jiān)控表示唯一能夠在發(fā)生故障時引起自動切換的以太網(wǎng)模塊)，用于PLC間的第二重同步，傳送熱備診斷信息 如果希望IO掃描在失敗檢測時實現(xiàn)自動切換，建議將其設(shè)定在受監(jiān)控的TSXETY模塊上 備機(jī)以太網(wǎng)模板 ETY 模板IP地址自動1 主TSXETY模板IP地址不要設(shè)置為xxx.xxx.xxx.254 主TSXETY模板IP地址不要設(shè)置為連續(xù)的IP地址,配置以太網(wǎng)服務(wù),支持的以太網(wǎng)服務(wù) ModbusTCP EFB 信息 E

11、thernet IO 掃描多達(dá)64個設(shè)備 FTP Server HTTP 內(nèi)置 Web Server SMTP 電子郵件客戶端 NTP 網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議客戶端 ETY 5103 SNMP 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 不支持的以太網(wǎng)服務(wù) Global Data FDR TFTP DHCP TCP Open, slave DHCP,配置以太網(wǎng)服務(wù)狀態(tài),備機(jī)停止客戶端服務(wù)，服務(wù)器服務(wù)保持激活狀態(tài) 下表是主機(jī)和備機(jī)ETY模板以太網(wǎng)服務(wù)的比較：,熱備啟動,熱備系統(tǒng)切換 “運行/主+運行/備” 模式 只在以下情況下可能: 2個CPU之間有兩重同步連接(內(nèi)置 Ethernet + ETY模塊) 所有 ETY模塊都具有最低

12、要求的固件版本 硬件& 固件不匹配情況的檢查 主、備機(jī)架的硬件型號必須一致 如果硬件不匹配，備機(jī)將保持離線狀態(tài) 固件不匹配的情況只針對CPU，內(nèi)置的Eth和受監(jiān)控的 ETY模塊 缺省的情況不允許固件不匹配 (用戶可自行定義) CPU的唯一性識別 & 啟動順序 通過CPUs內(nèi)置以太網(wǎng)連接的MAC地址進(jìn)行識別 具有較小MAC地址的PLC是 PLC A. 主/從CPU 的狀態(tài)顯示 Unity Pro軟件中的狀態(tài)顯示 CPU的前面板 (RUN燈的閃爍狀態(tài)) 運行/主, 運行/備, 停止/離線,熱備運行,程序修改 方式：離線&在線，部分&全部 在線修改必須先在主機(jī)進(jìn)行以確保服務(wù)的持續(xù)性 離線修改將使系統(tǒng)

13、停止運行 當(dāng)兩個應(yīng)用不同時，熱備系統(tǒng)不再冗余 (不允許存在邏輯不匹配的情況) 主機(jī)和備機(jī)間沒有自動程序下載 當(dāng)系統(tǒng)非冗余時，如果發(fā)生故障，用戶可手動切換到離線的PLC 每次主機(jī)中的程序被修改后，需要把新程序下載到備機(jī) 手動切換 使用命令字 (%SW60),熱備切換,切換時所有ETY模塊交換它們的IP地址 Modbus RS485 從模塊交換Modbus地址 使用Modbus PCMCIA卡 (TSXSCP114) 自動切換 CPU及本地機(jī)架切換時間最多為2個掃描周期 引起熱備自動切換的硬件故障: 主機(jī)的CPU或內(nèi)置的以太網(wǎng)模塊 CPU機(jī)架的電源 “HSBY管理” 受監(jiān)控的 ETY HSBY-受

14、監(jiān)控的ETY和首個集線器/交換機(jī)之間的以太網(wǎng)連接 切換時，網(wǎng)頁瀏覽器必須刷新才能重新連接到熱備系統(tǒng),熱備切換,只有當(dāng)系統(tǒng)能確保將切換到一個更好的狀態(tài)時，才會進(jìn)行自動切換 引起自動切換的原因： HALT 指令 Watch Dog 溢出 程序執(zhí)行發(fā)生錯誤，%S78 = 1 (除數(shù)是0, 溢出,.) 主機(jī)CPU停機(jī)命令 主機(jī)CPU硬件或固件故障 主PLC的CPU主機(jī)架電源故障 HSBY-管理 ETY 模塊硬件或固件故障 CPU和HSBY-管理ETY模塊之間的BusX背板故障 主機(jī)受監(jiān)控的ETY模板和首個集線器/交換機(jī)之間的以太網(wǎng)電纜斷開連接 應(yīng)用程序請求切換 特殊位的設(shè)置 通過本地或遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò),熱備

15、切換,以太網(wǎng)輸入輸出的無擾切換 輸出設(shè)備必須提供足夠長的輸出保持時間(Momentum IO, Advantys STB) 輸出保持時間必須長于切換時間 機(jī)架上IO的無擾切換 機(jī)架上IO模塊必須并行接線. ABE7ACC10 / ACC11 ，用于離散量I/O JM Concept (JK300N2 and GK3000D1) ，用于模擬量I/O 只有當(dāng)輸出變化率大于CPU掃描時間時，才能實現(xiàn)無擾切換 設(shè)置故障預(yù)置值為0 (正邏輯) 以太網(wǎng)I/O設(shè)備故障時的替代 Advantys STB: 必須重新利用SIM卡以使非網(wǎng)絡(luò)參數(shù)保持一致 啟動時ETY模塊重復(fù)IP檢驗,Guide,Premium H

16、SBY offer & architectures Premium HSBY performance Premium HSBY realization Premium HSBY maintenance Premium HSBY key characteristic,易于維護(hù),狀態(tài)指示,易于維護(hù),診斷 和標(biāo)準(zhǔn)Premium相同 冗余情況下，每個PLC有1個命令寄存器%SW60 (16個位) 和一個狀態(tài)寄存器 %SW61 (16個位) 4 個反向傳輸寄存器 每個PLC有100 個本機(jī)內(nèi)存字%MW (非傳輸區(qū)域),易于維護(hù),僅通過一個熱備命令字，用戶可以對整個熱備系統(tǒng)進(jìn)行操作 僅通過一個熱備狀態(tài)字，

17、用戶可以對整個熱備系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視,Guide,Premium HSBY offer & architectures Premium HSBY performance Premium HSBY realization Premium HSBY maintenance Premium HSBY key characteristic,主要特點,編程簡單 設(shè)計與執(zhí)行像單機(jī)應(yīng)用一樣快捷 無需用戶額外編程 輕松利用Unity Pro和IEC61131-3的各種特性 操作簡單 IO模塊實現(xiàn)熱插拔和自動重新配置 IO模塊實現(xiàn)無擾切換 SCADA & HMI (IP地址交換)實現(xiàn)透明切換 高效 充分利用我們在熱備系統(tǒng)方面的經(jīng)驗 高效的數(shù)據(jù)交換(無需應(yīng)用編程) 采用強(qiáng)大的Unity Premium硬件技術(shù) 運行性能 浮點運算: 0.55 / 定點運算: 0.054 / 布爾指令: 0.039 (s/每條指令),主要特點,靈活多樣 毫無地域限制 外圍設(shè)備上采