Redundáns PLC vezérlő rendszer víztisztításhoz

A PLC vezérlésű rendszerek megbízhatósága növelhető redundancia alkalmazásával. Az Allen-Bradley/Rockwell Automation cég PLC rendszereiben az igényektől függően lehetőség van különböző szinteken, vagy akár az egész rendszerben a redundancia kiépítésére.

A redundáns koncepció

A redundáns rendszer alkalmazásának célja, hogy a megbízhatóság növelésével csökkentse a termelés kiesési idejét, növelje a rendszer biztonságát és adjon automatikus hibabehatárolást. Alkalmazásával elkerülhető a vezérlő esetleges hibája esetén a teljes vezérelt rendszer leállása.

A PLC rendszerekben a követelményektől függően lehetőség van a processzor, a kommunikációs hálózat és a be-kimeneti egységek redundáns kiépítésére.

A redundáns PLC rendszer alapja az aktív primer processzor mellett egy olyan szekunder processzor kialakítása, amely alkalmas a be-kimeneti egységek vezérlését átvenni.

Ennek a klasszikus megoldása látható az 1.ábrán, ahol a kihelyezett egységeket vezérlő Remote I/O buszt a primer vagy szekunder processzorra egy morze jelfogó kapcsolja át, ami a vezérlését a primer processzor egyik kimeneti moduljáról kapja. A processzorok egymást egy-egy bemeneti egységen keresztül figyelik, és indítják megfelelő programjukat.

A processzor meghibásodása esetén az átkapcsolással szemben követelmény, hogy az átkapcsolási idő minél rövidebb legyen és a szekunder processzor rövid időn belül képes legyen a vezérlés megfelelő fázisához alkalmazkodva átvenni a vezérlést. Ehhez a szekunder processzornak még a primer processzor működése idején szükséges ismerni a vezérlés paramétereit, a vezérlés fázisát és az adattáblázatokat. Ezeket az információkat az 1.ábra megvalósításában a processzorokat összekötő Allen-Bradley DH+ ipari hálózaton keresztül küldi át a két processzor egymásnak. Ennek az egyszerű processzor duplikálásnak hiányossága, hogy az átkapcsolási idő nagy és így csak lassú folyamatok vezérlésére alkalmas, valamint magas szintű programozási ismereteket igényel. Ilyen rendszerek működnek hazánkban kemence vezérléseknél.

A 2.ábra egy korszerű Allen-Bradley PLC-5 redundáns rendszert ábrázol. Ehhez a rendszerhez kifejlesztették a Backup Communication Modul-t (=BCM), amely a processzorok működését koordinálja és egy külön gyors buszon keresztül biztosítják processzor közötti teljes adatcserét valamint a kommunikációs és vezérlőcsatornák gyors átkapcsolását. Ilymódon ez gyors folyamatokhoz is alkalmazható.

A primer processzor működésének hibáját a BCM egység detektálja és automatikusan átkapcsolja mind a Remote I/O buszt mind pedig a DH+ rendszer buszt, így biztosítja a felügyeleti rendszer felé is az éppen aktív processzorral való kapcsolatot.

Nagy megbízhatóságú víz-sótalanító

Tatabányán a kanadai tulajdonú ZENON Systems Kft megalakulása óta membrántechnológián alapuló víztisztítással foglalkozik. Idén többek között az Egyesült Arab Emirátus által kiírt nemzetközi tenderen nyerte el egy víz-sótalaní tó rendszer megvalósítási jogát. A tenderen lényeges szempont volt a nagyteljesítményű hatékony sótalanítás mellett a nagy megbízhatóságú működés.

Az első feladatot teljesíti az általuk már sok helyen alkalmazott és jól bevált fordított ozmózis membrán-technológia; a második feladatnak az Allen-Bradley redundáns PLC-5 rendszere tesz eleget, melynek a megtervezéséhez a PYRAMID-Automatika Kft nyújt konzultatív segítséget. Az Allen-Bradley cég vezérlő rendszerének kiválasztásában egyik döntő tényező volt, hogy a világhálózatán keresztül komplett helyi szolgáltatást nyújt az Emirátusban is.

Az Arab Emirátusban az ivóvíz értéke a benzin ára fölött van. A Sharjah-i Emírség vízellátásához nyersvízként brakkvíz -azaz nagy sótartalmú rétegek alatt lévő víz- áll rendelkezésre, melynek igen magas a sótartalma (TDS=7000mg/liter). Ebből kell ivóvíz minőséget előállítani 1000 m3/h teljesítménnyel. A víztisztító mű leállása igen komoly gondokat jelentene, ez indokolta a vezérlő redundáns kiépítését.

A víz-sótalanító redundáns vezérlője

A rendszerben a felügyeleti funkciókat a két számítógépen a ROCKWELL SOFTWARE cég RSView felügyeleti programja látja el.

Az RSView program Windows NT/95 környezetben alkalmazható felügyeleti és megjelenítő program, melynek segítségével a kezelő személyzet felügyelheti a teljes rendszert.

Ezen számítógépek akár külön-külön, akár egymással párhuzamosan képesek a felügyeleti vezérlő feladatokat ellátni. A számítógépek egymáshoz és a redundáns vezérlőkhöz duplikált DH+ hálózaton keresztül csatlakoznak.

A processzorok PLC-5/60-as típusjelzésű Allen-Bradley gyártmányú korszerű nagyteljesítményű PLC processzorok. Ezen processzorok külön-külön vázban helyezkednek el önálló tápegységekkel. Ezek közül az egyik az aktív vezérlő, a másik a meleg tartalék (Backup).

Az előbb említett két vázban levő 1784-BCM típusú Backup (átkapcsoló) kommunikációs modulok a HSSL jelű nagysebességű soros vonalon vannak összekötve, azok kölcsönösen figyelik egymás és a hozzájuk kapcsolódó processzor működését, és ha az aktív vezérlő modulban hiba lép fel, automatikusan, átadják a vezérlést a másik vezérlőnek és a DH+ és Remote I/O hálózatokat is átkapcsolják.

A processzorokban ugyanazon vezérlő program fut és az átkapcsolás után a hibátlan folytatja a vezérlést. A processzor két DH+ és két Remote I/O port-tal rendelkezik. Így kiépíthető egy duplikált DH+ és Remote I/O hálózat.

A technológia közeli vezérlések a rendszerben öt területi csoportra lettek osztva. A rendszerben 912 kétállapotú be-kimenet, 100 analóg be-kimenet és 72 hőmérsékletmérő pont van, ez 137 Flex I/O egységet jelent. Az Allen-Bradley Flex I/O be-kimeneti moduljai DIN sínre pattinthatóak, sorkapocs és elektronikai egységekből állnak és az elektronika feszültség alatt is cserélhető, lényegesen lerövidítve ezáltal a hibaelhárításra szükséges időt.

A processzorok Remote I/O csatornánként maximum 16 Flex I/O konfigurációt képesek kezelni.

A technológia közeli kezelői funkciókat 5 db PanelView aktívmátrix monitor látja el, ezek is a Remote I/O buszra csatlakoznak.

A rendszer magában foglalja a távprogramozhatóság lehetőségét, egy modemes kapcsolat segítségével bármikor, akár Magyarországról is módosítható illetve bővíthető a PLC-k programja.