[{"term":"Budynek","id":0,"type":"QUICKLINKS"},{"term":"Biblioteki_BA","id":1,"type":"QUICKLINKS"},{"term":"221","id":2,"type":"QUICKLINKS"},{"term":"Noty aplikacyjne","id":3,"type":"QUICKLINKS"},{"term":"WAGO-I/O-PRO","id":4,"type":"QUICKLINKS"}]
{ "@context": "https://schema.org", "@type": "BreadcrumbList", "itemListElement": [ { "@type": "ListItem", "position": 1, "name": "Strona startowa", "item": "https://www.wago.com/pl" }, { "@type": "ListItem", "position": 2, "name": "Produkty", "item": "https://www.wago.com/pl/produkty" }, { "@type": "ListItem", "position": 3, "name": "Automatyka", "item": "https://www.wago.com/pl/automatyka" }, { "@type": "ListItem", "position": 4, "name": "WAGO ACR bez tajemnic", "item": "https://www.wago.com/pl/automatyka/wago-acr-bez-tajemnic" } ] } [{"url":"/produkty","name":"Produkty","linkClass":null,"categoryCode":null},{"url":"/automatyka","name":"Automatyka","linkClass":null,"categoryCode":null},{"url":"/automatyka/wago-acr-bez-tajemnic","name":"WAGO ACR bez tajemnic","linkClass":"active","categoryCode":null}]
Tematy 31 maja 2022

WAGO APPLICATION BASED CONTROLLER REDUNDANCY (ACR) bez tajemnic

Redundancja, czyli zwiększona niezawodność działania układów sterowania i monitoringu

W pierwszej części cyklu artykułów na temat redundancji wprowadziliśmy zagadnienia redundancji zasilania, CPU i komunikacji oraz spróbowaliśmy odpowiedzieć na pytanie, dlaczego i w jakich przypadkach użytkownicy potrzebują takiej funkcjonalności. W tej części szerzej omówimy rozwiązanie redundancji WAGO.

Dlaczego stosujemy redundancję:

  • Zwiększamy bezpieczeństwo funkcjonowania instalacji
  • Ograniczamy koszty awarii
  • Optymalizujemy proces zarządzania awarią

Układ redundancji WAGO (ACR) - geneza, kontekst aplikacyjny, obszary zastosowania

Zanim przejdziemy do techniki i szczegółów warto poznać kontekst, w którym powstało rozwiązanie redundancji WAGO, czyli ACR. Inspiracją były konkretne potrzeby branży morskiej - obszaru w których z powodzeniem jest stosowana automatyka sterownikowa WAGO. Jest to branża o tyle ciekawa, że warunki pracy urządzeń i systemów są szczególnie trudne i komponenty oraz układy poddawane są dodatkowej, surowej certyfikacji nieobowiązującej na lądzie.

Trzeba pamiętać, że statek na otwartym morzu jest jednak wyizolowanym środowiskiem – dostęp do części i służb technicznych jest, w porównaniu z lądem, mocno ograniczony. Biorąc pod uwagę powyższe dobrze by na morzu wszystko sprawnie działało, a ewentualne usterki urządzeń nie rzutowały na poziom bezpieczeństwa ludzi i sprzętu. W tym kontekście redundancja jest jak najbardziej pomocna i w części aplikacji wymagana.

Nasi norwescy koledzy wspólnie ze swoimi klientami szukali sposobu na zapewnienie redundantnego sterowania i redundantnej komunikacji dla aplikacji na statkach i aplikacji offshore. Partnerom WAGO zależało na wypracowaniu takiego rozwiązania, które tolerowałoby pojedynczą usterkę w układzie sterowania – tzw. Single Point of Feilure (SPOF).

Spotkaliśmy więc z jednej strony oczekiwanie klientów, by podnieść dostępność (niezawodność) produkowanych przez nich instalacji, z drugiej chęć uniknięcia drastycznego podnoszenia kosztów, które mogłyby ograniczać konkurencyjność systemów produkowanych przez naszych klientów.

Dodatkowo podkreślano wymóg, by całość zbudować tak, by spełnione zostały regulacje morskich towarzystw klasyfikacyjnych. Konkretnie, by wzięto pod uwagę wymagania klasyfikatora DNV.

Jedyną drogą, by nie podnosić kosztów, było wykorzystanie standardowych, a więc łatwo dostępnych jednostek CPU i standardowych modułów wejść/wyjść (na marginesie elementy te mają certyfikację morską), w sposób gwarantujący odporność układu na pojedynczą usterkę, czyli SPOF. Innymi słowy zamiast budować nową rodzinę sterowników z redundancją sprzętową, zadano sobie pytanie, jak połączyć ze sobą standardowe sterowniki, switche i jak oprogramować całość, by spełnione zostały artykułowane przez użytkowników wymagania – stąd Application Based Redundancy.

Większość potrzeb i aplikacji jaki zgłaszali nam klienci dotyczyła procesów wolnozmiennych.

Aplikacje związane były z układami pompowymi, układami HVAC, sterowaniem oświetleniem, systemami alarmowania i monitoringu.

Do tego typu instalacji przyjęty czas gwarantowanego przełączania układu sterowania podstawowego na rezerwowy na poziomie 200 ms był więcej niż wystarczający.

Mimo, że inspiracją do powstania ACR była branża morska rozwiązanie jest stosowane w przemyśle, infrastrukturze i budynkach.

Jak jest zorganizowany układ redundancji WAGO (ACR)
- co jest potrzebne, topologie sieci

Mówiąc o ACR wypada przyjrzeć się dwóm warstwom - warstwie sprzętowej i warstwie programowej. Warstwa sprzętowa bazuje na standardowych sterownikach i modułach I/O WAGO serii 750, czyli sprzęcie, który jest dobrze znany.

  1. Standardowe moduły I/O serii 750 mogą zostać zintegrowane w systemie Smart-Couplery.
  2. Smart-Couplery jako zdecentralizowane sterowniki PLC automatycznie wykrywają podłączone moduły.
  3. Lokalne dane są wysyłane redundantnie do Masterów. Każdy węzeł wiem, która stacja jest dostępna w sieci oraz czy występują jakieś błędy.

Stała synchronizacja zmiennych/stanów pomiędzy obydwoma Masterami gwarantuje czas przełączania do 200 ms. Jeden z Masterów jest wiodący, drugi pozostaje w stanie czuwania.