Tematy 9 czerwca 2020

Redundancja aplikacyjna systemu sterowania WAGO (ACR)

Bezzałogowe rejsy zamiast romantycznych wypraw po morzach i oceanach? To całkiem możliwe, ponieważ autonomiczna żegluga staje się coraz bardziej modna. Na powszechne zastosowanie autonomicznych statków, które będą mogły samodzielnie płynąć nawet przez sześć tygodni, trzeba będzie jednak jeszcze poczekać – obecnie maszynownia może pracować bez ingerencji człowieka przez maksymalnie 24 godziny. Redundantne sterowanie WAGO to jedno z rozwiązań, dzięki którym wykorzystywanie bezzałogowych statków staje się coraz bardziej realne, ponieważ minimalizuje ono skutki awarii systemu automatyki i redukuje liczbę przerw w działaniu urządzeń technicznych.

Podwójne zabezpieczenie żeglugi morskiej

Redundancja aplikacyjna systemu sterowania WAGO może być atrakcyjna przede wszystkim dla klientów z branży morskiej. Polega ona na zastosowaniu iskrobezpiecznych modułów oraz transmisji istotnych zmiennych pomocniczych za pośrednictwem protokołu HART.

Największym wyzwaniem w dobie rosnącej automatyzacji branży żeglugowej jest zapewnienie jak najwyższej niezawodności systemów na statku, i to w taki sposób, aby nie była potrzebna ingerencja z zewnątrz. Można to osiągnąć przez zwiększenie udziału standaryzowanych komponentów w systemach sterowania oraz zapewnienie maksymalnej sprawności systemów istotnych dla bezpieczeństwa dzięki wykorzystaniu redundancji, a to wiąże się z koniecznością spełnienia odpowiednich wymagań nie tylko w zakresie sterowników, lecz także w zakresie zasilania i medium komunikacyjnego, jakim jest np. ETHERNET. WAGO oferuje użytkownikom z branży morskiej proste i ekonomiczne rozwiązanie – redundancję aplikacyjną systemu sterowania.

Środowiskiem programistycznym jest tu narzędzie inżynierskie CODESYS WAGO. Pozwala ono na przesyłanie programu sterowania do dwóch sterowników. Aby skorzystać z redundancji aplikacyjnej systemu sterowania, należy zaimplementować w masterze bibliotekę z potrzebnymi funkcjami synchronizacji. Dzięki bibliotece można redundantnie podłączyć podrzędny węzeł poprzez układy Dual-LAN Węzeł podrzędny, zwany również smart coupler, nie wymaga programowania – wystarczy bootowanie z karty SD i konfiguracja przez serwer WWW. Moduły I/O z serii 750 (zarówno analogowe, dwustanowe, jak i te złożone) są rozpoznawane automatycznie.

Obraz procesu jest automatycznie udostępniany masterom. Sterowniki, które pełnią funkcję masterów, mogą komunikować się z nadrzędnymi systemami SCADA za pomocą protokołu Modbus TCP. Połączenie redundantne jest realizowane przez dwie osobne sieci.

Architektura tego rozwiązania odpowiada systemowi o tolerancji SPOF (single point of failure, czyli pojedynczy punkt awarii), tzn. błąd (np. awaria zasilania, połączenia LAN, switcha lub sterownik) jest zawsze kompensowany. Podwojenie topologii ETHERNET i redundantny transfer danych umożliwiają bezkolizyjne przełączanie sieci w razie awarii. Typowe czasy przełączania po awarii sterownika, przy wykorzystaniu systemów alarmowania i monitorowania, zostały określone w wymaganiach DNV GL.

Tekst: Norman Südekum

Zdjęcie: WAGO

Co potrafi redundancja aplikacyjna systemu sterowania WAGO (ACR)?

Zwiększa niezawodność (wydłuża czas bezawaryjnego działania, minimalizuje skutki awarii).
Zbiera i grupuje dane.
Zapewnia redundancję medium (pierścień lub zdublowanie infrastruktury).
Jest systemem modularnym i skalowalnym.

Dodatkowe zalety:

Łatwy rozruch całego systemu bazującego na standardowym sprzęcie WAGO
Wystarczająca dla prostych regulatorów
Krótkie czasy przełączania (zgodne z wymaganiami instytucji klasyfikujących)
Dostępne moduły iskrobezpieczne
Transmisja istotnych zmiennych pomocniczych przez protokół HART

Możliwość wyboru topologii sieci

Zwiększ sprawność centralnych systemów alarmowych na statku dzięki redundancji aplikacyjnej systemu sterowania WAGO.