Applicatieve controllerredundantie (ACR) van WAGO
Schepen zonder bemanning in plaats van zeevaardersromantiek? Initiatieven voor "autonomous ships" forceren deze ontwikkeling. Van de onbemande machineruimte, die nochtans maximaal 24 uur zonder directe ingreep in werking mag zijn, naar een autonoom varend schip, dat tot wel zes weken zonder menselijke ingreep in het systeem in bedrijf dient te zijn, is het echter nog een lange weg. Het redundantieconcept van WAGO voor besturingssystemen maakt deze weg korter en biedt een oplossing om fouten in het automatiseringssysteem te compenseren en een continue werking van het technische systeem te garanderen.
De grootste uitdaging in de loop van de toenemende autonomie van de scheepvaart: het systeem zo betrouwbaar maken dat externe interventies niet nodig zijn. Dit is realiseerbaar door een groter aandeel gestandaardiseerde componenten aan boord en door een hoge beschikbaarheid voor veiligheidsrelevante systemen door middel van redundantie. Om de betrouwbaarheid van het automatiseringssysteem te garanderen, moeten behalve de PLC ook de voedingsspanning en het communicatiemedium - bijv. ETHERNET - voldoen aan de beschikbaarheidseisen van het technische systeem. WAGO biedt zijn klanten in de sector van de scheepstechniek een eenvoudige en economische oplossing in de vorm van een applicatieve controllerredundantie.
Als programmeeromgeving voor de besturing wordt de engineering-tool e!COCKPIT van WAGO gebruikt. De multi-knoop-programmeeromgeving kan het PLC-programma heel eenvoudig in beide PLC sturen. Om gebruik te kunnen maken van de applicatieve controllerredundantie, moet een softwarebibliotheek met de vereiste synchronisatiefuncties in de master-PLC worden geïntegreerd. De bibliotheek biedt de mogelijkheid, subknopen door middel van een duaal-LAN redundant te integreren. De subknopen, ook smart-koppelaars genoemd, hoeven hierbij niet te worden geprogrammeerd. Ze kunnen met enkel een SD-kaart worden geboot en via een geïntegreerde webserver geconfigureerd. De analoge ingang-/uitgangsmodules en digitale ingang-/uitgangsmodules worden automatisch door de smart-koppelaar herkend. Net zo automatisch wordt het procesbeeld door de bovengeschikte master-PLC ter beschikking gesteld. De master-PLC's kunnen bovendien via Modbus-TCP-protocol met superieure SCADA-systemen communiceren. De redundante aankoppeling geschiedt via twee gescheiden netwerken.
De opbouw van de oplossing stemt overeen met een SPOF-tolerant systeem (Single Point of Failure), zodat een opgetreden storing, zoals bijvoorbeeld het wegvallen van de voedingsspanning, de LAN-verbinding, de switches of de besturing, steeds kan worden gecompenseerd. Een verdubbeling van de Ethernet-topologie en de redundante overdracht van berichten maken een soepele omschakeling bij een eventuele fout in één van de netwerken mogelijk. De typische omschakeltijden na het uitvallen van een PLC voldoen aan de eisen van DNV GL bij het gebruik van gebruikelijke alarm- en bewakingssystemen.
Tekst: Norman Südekum
Foto: WAGO
Dubbele beveiliging op alle wereldzeeën
Het redundantieconcept van WAGO voor controllers biedt met name klanten uit de offshoresector echte voordelen door intrinsiek veilige modules te gebruiken en door de belangrijkste nevenvariabelen in het HART-protocol op te nemen.
