Двойная защита от ошибок - резервирование от B&R

Двойная защита от ошибок - резервирование от B&R

Системы с высокой работоспособностью с резервированием процессоров являются дорогостоящими и традиционно использовались для приложений, где критично было отсутствие простоя. B&R разрушает эти барьеры и делает высокую работоспособность вполне экономичной опцией для широкого диапазона приложений. Разработка основана на модулях серии X20, которые могут быть переконфигурированы под использование с резервированием в любое время через Automation Studio 4.

Предположим, незапланированно отключение контроллера неприемлимо. На силовых подстанциях, морских платформах, на химических и фармацевтических заводах ошибки несут в себе значительный риск ущерба или травмы персонала. Однако не только в критически важных приложениях, но и в традиционном машиностроении все чаще требуется использование архитектуры с резервированием.

Высокая работоспособность благодаря резервированию

Когда систем содержит два компонента, которые идентичны или крайне похожи, эти компоненты могут быть названы резервированными. Высокая работоспособность системы часто достигается за счет того, что при отказе одного компонента резервное устройство будет выполнять его функции. Поскольку вероятность одновременного отказа обоих компонентов крайне мала, такой подход гарантирует очень высокий уровень работоспособности.

Уменьшение стоимости резервирования

Традиционно создание устойчивой к отказам системы с резервированием ЦПУ было дорогим решением, и поэтому оно использовалось для специальных приложений, например в обрабатывающей промышленности, на силовых подстанциях или в системах управления дорожным движением. В этих приложениях высокие затраты окупались по сравнению с возможными затратами, которые возникали бы при выходе системы из строя и, как следствие, повреждений и травм персонала.

С резервированием процессора с помощью системы B&R X20, интегрированным в среду разработки Automation Studio 4, высокоработоспособностые системы теперь стали экономически целесообразным решением даже для небольших проектов в классических областях машиностроения. Разработчики B&R также преуспели в создании функциональности, и решения автоматизации, создаваемые в Automation Studio 4, используют одно и то же оборудование для создания проектов как с резервированием процессоров, так и без. Это позволяет машиностроителям включать резервирование в качестве опции или даже проводить обновление существующих систем с добавлением резервирования.

Бесшовное переключение

В решении B&R один процессор обеспечивает активное управление, а второй работает в фоновом режиме ожидания. Все сетевые функции постоянно мониторятся, и когда приходит время, резервный процессор может взять на себя все функции главного без необходимости перезагрузки. В ждущем режиме резервный процессор является тоже своего рода активным. С одной стороны, возможность кросс-соединения POWERLINK позволяет ему наблюдать за всем траффиком данных, а также за сигналом синхронизации от главного процессора, чтобы в случае его отказа успеть включиться за время, не превышающее время сетевого цикла.

С дрогой - два процессора постоянно обмениваются данными через резервную шину, чтобы поддерживать синхронизацию. Этот высокоскоростной оптоволоконный интерфейс работает независимо от полевой шины и реализуется через интерфейсные модули резервирования. Это позволяет создавать высокоработоспособные системы с использованием стандартных ЦПУ из серии X20. При этом отсутствует необходимость использовать специализированные ЦПУ для резервирования, которые обычно очень дороги. Это влечет сокращение изначальных затрат и упрощает логиситку. Также это позволяет легко разрабатывать систему, которая может работать как без, так и с резервированием, при лишь небольших изменениях для перехода из одного режима в другой.

Переключения за миллисекунды

Критически важной характеристикой резервированной системой является время переключения. Это время определяет, как долго система работает "вслепую" при переключении на резервный процессора, и то, насколько эта задержка приемлима, исходя из природы системы. С решением от B&R это больше не является проблемой. Как такое может быть? Система B&R X20 обеспечивает время переключения задач 1 и 2 класса на шине ввода/вывода, которая исчисляется несколькими миллисекундами.

По сравнению со значениями из диапазона в сотни миллисекунд, которые имеют место в других решениях, B&R играет в своей собственной лиге. Результатом же является быстрая и гладкая передача управления без необходимости дорогостоящего отключения.

Поскольку новые станции подключаются автоматически "на лету" во время работы, замена компонентов может производиться персоналом с минимальными навыками без какого-либо влияния на продуктивность.

Bild2_Umschaltung
Система B&R X20 обеспечивает время переключения задач 1 и 2 класса на шине ввода/вывода, которая исчисляется несколькими миллисекундами.
 

Минимум инжиниринга

Существует лишь несколько правил относительно архитектуры системы, которые необходимо держать в уме при реализации резервирования. Например, модули ввода/вывода должны работать в сети POWERLINK или Profibus. В остальном разница между проектом с резервированием или без него минимальна.

Все конфигурирование может быть выполнено прямо в Automation Studio. Как всегда, пользователь конфигурирует только один аппаратные компонент. Для создания резервирования процессоров пользователь просто объявляет ЦПУ как резеревированный блок, который может быть добавлен в существующий проект, и конфигурирует параметры связи, а также критерий неполадки. Все другие настройки заполняются автоматически с помощью соответствующих функций Automation Studio. Индивидуальные переменные процесса и библиотеки могут быть определены как резервные или нерезервные, исходя из настроек по умолчанию, предлагаемых Automation Studio.

Философия систем от B&R позволяет создавать системы с высокой работоспособностью с реальным резервированием процессоров. И эти системы не требуют каких-либо специализированных модулей ЦПУ. Программирование приложения и конфигурирование опциональных функций резервирования происходят независимо друг от друга в среде разработки Automation Studio. С экономичным и простым во внедрении решением B&R высокая работоспособность становится привлекательной опцией для всех типов серийно выпускаемых машин.

 
Mitterbuchner_Manfred

Резервирование ЦПУ не должно быть люксовым решений только для приложений с высоким риском. В новых версиях Automation Studio и Automation Runtime это стандартная опция, которая может быть сконфигурирована так, как это необходимо.