Řídící systém SandRA

Řídící systém SandRA
Přehled technických prostředků, novinky
Pavel Kulík
Zákaznický den 2015
Safe and Reliable Automation
2011 – obchodní značka pro řídící stanice Z100 a Z200
2014 – rozšíření obchodní značky na celý řídící systém ZAT
SandRA - řídicí systém třídy DCS
Komplexní řídicí systém pro náročná průmyslová odvětví
Klasickou energetiku
Jadernou energetiku
Teplárenství
Vodní elektrárny
Dopravu a těžbu nerostů
Plynárenství
Další průmyslová odvětví
Speciální aplikace
SandRA
Robustnost a spolehlivost – výběr prvků, architektura ŘS,
různé typy a úrovně redundance prvků
Otevřenost - umožňuje integraci zařízení jiných výrobců
Flexibilita a individuální řešení - podpora vlastního vývoje a
výroby umožňuje maximální přizpůsobení řídicího systému
požadavkům zákazníka.
Pokročilé nástroje pro správu a údržbu systému - projektování,
konfigurace a správa celého řídicího systému se provádí z
Inženýrské stanice
Dlouhá doba provozního života - dlouhodobá dostupnost
náhradních dílů, možnost postupné modernizaci či rozšiřování
řídicího systému po částech s garancí kompatibility s
předchozími generacemi ŘS ZAT
SandRA – architektura
Klientské PC
Operátorské pracoviště
Historian
Server
Datové
úložiště
I/O1
AOS1
Inženýrská stanice
I/O2
AOS2
Procesní stanice
SandRA
Stanice vzdálených
I/O
Information
Server
Z200
Z210
Řídicí systém SandRA
Operátorská
úroveň
HMI
SCADA
Procesní
úroveň
Technologická
úroveň
Procesní stanice
Speciální aplikace
Systémový SW a SW
nástroje
Polní instrumentace,
vzdálené I/O
Operátorská pracoviště
ZAT stabilní systémový
integrátor
Produkty Wonderware,
Reliance, ControlWeb,
20 let zkušeností
20 let úzké spolupráce s
Wonderware
SandRA – procesní stanice
Z200
•
•
•
Otevřený systém
Obecné funkce
Vysoký výpočetní
výkon
Z100
•
•
•
Z210
•
•
•
Lokální stanice
Komunikační bridge
Stanice s malým
počtem I/O
Uzavřené aplikace
Bezpečnostní funkce
v JE (kat. B)
speciální HW (I/O)
Z110
•
•
•
Kompaktní přístroje
Speciální funkce
Shodná koncepce
HW a SW
SandRA Z200 – základní vlastnosti
Redundance – Všechny klíčové prvky
stanice je možno volit jako redundantní.
Funkce Live Insertion – Všechny zásuvné
desky řady Z200 umožňují výměnu desky
za provozu řídící stanice
Galvanické oddělení –důsledně
dodržováno galvanické oddělení
vstupních obvodů a komunikačních linek
od obvodů interní logiky a napájení
Napájení –Napájení je přivedeno dvěma
nezávislými systémy až na úroveň
jednotlivých zásuvných desek.
Z200 - sortiment desek
Řídící deska (CPU) - vysoký výpočetní výkon (800 MIPS
@450MHz), 2x Ethernet, 2 x sériové rozhraní ,1 x USB
Napájecí zdroje - možnost paralelního nebo redundantního
chodu, 24 VDC, 48 VDC, diagnostika
Desky binárních I/O - rozlišení 1ms, diagnostika
přerušeného vedení, galvanické oddělení vstupů a
výstupů, speciální deska pro měření otáček turbiny
Desky analogových vstupů a výstupů (AI/AO) - ultrapřesné
vstupy 0,03%, vysoká odolnost proti rušení, integrovaný
regulátor, deska s integrovaným HART modemem
Komunikační desky
master Profibus DP
2 kanály Ethernet 100BASE - průmyslový Ethernet
POWERLINK
6 x asynchronní sériová linka RS232/422/485.
SandRA Z210 - kompaktní stanice
Kompaktní procesní stanice řady SandRA
Z210 jsou vhodné například pro řízení:
• výměníkových stanic
• malých vodních elektráren
• monitoring a řízení produktovodů
• regulační a předávací stanice
v plynárenství, zásobníky plynu
• čističky odpadních vod
• mnoho dalších aplikací v nejrůznějších
oborech
•
komunikační bridge pro sběr dat z různých
zařízení a s různými komunikačními protokoly
SandRA Z100 – speciální aplikace
Z100 nachází uplatnění v
oblastech:
• Řídicí systémy se zvýšenou
bezpečností – kategorie „B“
• Speciální řešení zejména pro
jadernou energetiku (např. ŘS pro
řízení pohonů regulačních tyčí
jaderného reaktoru, regulátor výkonu
reaktoru atd.)
SandRA Z100 – varianty provedení
SandRA Z110
Kompaktní přístroje
AVR Z110 Regulátor buzení
synchronního generátoru
DSD Z110 Číslicové synchronizační
zařízení -funkce fázovače,
srovnávače napětí,
synchronizátoru a kontrolního
obvodu
OZSS Z100 řídící jednotka pro
synchronizaci připojení natáčecího
zařízení k turbogenerátoru
Vzdálené vstupy/výstupy X20
• Vzdálené IO pro systém SandRA
• Komunikace Profibus DP,
POWERLINK, ModBus TCP
• Široký sortiment I/O modulů
• Záruka dlouhodobé
dostupnosti
• Zdařilé mechanické provedení
• Výroba v Rakousku
• Podpora v nástroji Pertinax
SandRA – komunikace
Operátorské pracoviště
Datové úložiště
SuiteLink
I/O1
AOS1
Inženýrská stanice
I/O2
AOS2
Procesní LAN
PERNET
BRIDGE
ZAT
Procesní stanice
Z200
Fieldbus
Z210
SandRA
Komunikační protokoly
Procesní LAN
PERNET (UDP)
MODBUS – TCP
IEC 60870-5-104
POWERLINK
UDP, TCP/IP
Fieldbus
MODBUS - TCP/RTU
POWERLINK
Profibus DP
HART
…….
SandRA – projekční nástroje
SandRA
Klientské PC
Operátorské pracoviště
Historian
Server
Datové
úložiště
I/O1
AOS1
Z200
I/O2
AOS2
Procesní stanice
Stanice vzdálených
I/O
Information
Server
Inženýrská stanice
Z200
Z210
Projekční databáze Pertinax
Historian
HMI/SCADA
Zobrazení dat z PD na
snímku HMI/SCADA
Spojení s externí
databází zákazníka
(databáze čidel,
kabelů,….)
Pertinax 6
Tvorba algoritmů
Projekční databáze
Pertinax
Pertinax 6
Tvorba algoritmů
Reporty pro zákazníka
PernetSim
Simulace procesních
stanic
Zkušebna - testy
Import dat
CSV, XLS. TXT
PERTINAX 6
Projekční, programovací a vývojový nástroj pro aplikační SW a komplexní
správu procesních stanic ZAT
Editor – konfigurace, kreslení, překlad, křížové kontroly
Simulátor – kontrola funkce off-line na PC
Analyzátor – nahrávání ASW, diagnostika stanice on-line, úprava parametrů,
grafy, trendy atd. (vše on-line)
ZAT IMS
Instrument Management Software
OS1
4 – 20 mA
OS2
4 – 20 mA
ZAT IMS
4 – 20 mA
(Inženýrská stanice)
Procesní LAN
Ethernet
PernetSim
Simulace komunikace s procesními stanicemi
Operátorská pracoviště
Historian
Server
Datové
úložiště
I/O server 1
I/O server 2
PernetSim
Procesní stanice
Řídicí systém SandRA
systém pro robustní i malé aplikace
DCS architektura
nová perspektivní řada procesních stanic SandRA Z200 a Z100
otevřenost umožňující integraci produktů různých výrobců
komfortní nástroje pro projektování a údržbu
flexibilita – maximální přizpůsobení potřebám zákazníka
reference z aplikací v širokém spektru oborů
snadná migrace ze starších generací systémů ZAT
dlouhá provozní doba života zajištěná servisními službami s
podporou vlastního vývoje a výroby
Novinky roku 2014
Řešení rychlých řídících úloh
Nová varianta řídící desky pro Z200
s typovým označením BB0001M2
4x rychlejší přístup na IO desky díky
paralelnímu zpracování
Plně zpětně kompatibilní s
BB0001M1 (M2 lze použít jako
náhradní díl za M1)
Stejný procesor jako BB0001M1
Výroba BB0001M1 bude v 2015
ukončena
Řešení rychlých řídících úloh
Více úrovňové časování řídicích úloh
Pevná, uživatelem definovaná základní perioda výpočtu algoritmu
Dělení algoritmu na maximálně dvacet úloh spouštěných ve volitelných
násobcích základní periody zpracování
Řešení rychlých řídících úloh
Více úrovňové časování řídicích úloh
20 ms
Rezerva < 10%
20 ms
20 ms
20 ms
20 ms
Rezerva > 50%
Pertinax 6 – Konfigurátor stanice
Konfigurace HW stanice
Konfigurace komunikačních kanálů z jednoho místa
Zobrazení a výběr dostupných vlajek (I/O bodů
algoritmu)
Křížové kontroly mezi HW a SW konfigurací stanice
Pertinax 6 - Konfigurátor stanice
Konfigurace
Ovládací prvky
Cílový stav
Jeden kofigurátor pro
celou stanici - jeden
konfigurační soubor
Výhoda
Eliminace chyb v
konfiguraci a jejich
detekce již při návrhu
aplikačního SW.
Tree view
Struktura konfigurace
Property grid
Vlastnosti vybraného prvku konfigurace
Pertinax 6 – další novinky
Komunikace Simple Network Management Protocol
(SNMP) pro správu a diagnostiku IT zařízení (PC,
aktivní síťové prvky, UPS apod.)
Komunikace se zabezpečovacími ústřednami
Siemens a Galaxy pomocí kryptovaných protokolů.
Komunikace s elektroměry protokolem M-BUS po
ethernetu.
Funkční blok pro výpočet životnosti parní turbíny.
Automatizovaný tester desek SandRA
Automatizovaný tester desek SandRA
Testování všech garantovaných parametrů
Kalibrace a justování analogových desek
Definovaný postup a podmínky testování,
opakovatelnost testů
Automatická tvorba protokolů o zkouškách a
kalibračních listů
Automatické ukládání výsledků testů do databáze
Vyloučení chyb způsobených lidským faktorem
Připravujeme verzi testeru určenou pro testování u
zákazníka
Regulátor výkonu jaderného
reaktoru
Vývoj a realizace prototypu regulátoru výkonu jaderného
reaktoru typu VVER na platformě SandRA Z100
Spolupráce na vývoji se Škoda JS
Ověření funkce v reálním čase
metodou HIL (hardware ve
smyčce) proti modelu reaktoru
EDUS a porovnáním s
matematickým modelem
regulátoru.
Regulátor vyhověl ve všech kontrolovaných parametrech.
Nové kompaktní řídicí stanice
SandRA Z210
SandRA Z210
Určení:
Lokální řídící stanice pro rozsáhlé systémy – možno
rozmístit po technologii
Autonomní ŘS s menším počtem I/O
Telemetrické stanice
Komunikační bridge
Základní vlastnosti:
Výpočetní výkon a SW vlastnosti shodné s CPU řady Z200
Projekční nástroje jako pro Z200 (Pertinax, PDP)
Vstupy a výstupy řešeny moduly X20
UC0005A1
ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA
Procesor PowerQUICC II MPC8270 (jádro PowerPC 603E™ s integrovanými moduly
FPU, CPM, PCI a paměťového řadiče) na frekvenci 450MHz
16kB datové cache, 16kB instrukční cache
128MB paměti SDRAM s podporou ECC
128MB paměti FLASH
2MB zálohované paměti SRAM
Slot pro SD kartu
Zálohovaný obvod RTC
3 kanály sériové rozhraní + terminál
USB rozhraní
3 kanály Fast Ethernet 100BASE-TX
Galvanické oddělení komunikačních rozhraní od systému
montáž modulu na DIN lištu
UC0006A1 – komunikace POWERLINK
ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA
Stejné jako UC0005A1
2 kanály Fast Ethernet 100BASE-TX
s protokolem Powerlink
Možnost Ring Redundancy
konfigurace
Dodávky v II.Q. 2015
UC0007A1 – integrované I/O
ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA
Stejné jako UC0005A1
16x AI 0(4) – 20 mA
2x AO 0(4) – 20 mA
32x DI (čítače) 24 VDC
6x DO 24 VDC
WiFi IEEE 802.11 54MBit/s
Dodávky v II.Q. 2015
Řídící systém
Směry dalšího rozvoje
Prohlubování integrace nástrojů pro projektování,
správu a údržbu systému
Rozvoj diagnostických a simulačních nástrojů
Rozšiřování komunikačních možností systému
Vývoj HW a SW pro bezpečnostní aplikace kategorie
SIL3 a „B“
Děkuji za pozornost