Ridondanza Profibus - Mpi ? - Ho i miei dubbi

[Stefano Locci]

Salve a tutti.. prima di fare le mie considerazioni e porvi la domanda, cito testualmente la descrizione di quello che dovrei realizzare, riportata nell'elaborato di progetto dell'ente.... (si tratta di un impianto di depurazione)

[...] al fine di connettere e mettere quindi in comunicazione diretta i differenti strumenti in campo, gli attuatori ed i PLC,deve essere posata una doppia rete di comunicazione di campo la quale persegue il duplice scopo di connettere i vari PLC e sincronizzare le differenti attuazioni avvenute in esercizio.Gli elementi che caratterizzano il sistema di connessione del bus di campo che dovrà essere messo in opera sarà quindi descritto come :

-monitoraggio e memorizzazione storica delle variabili di processo

-quallificazione dei flussi energetici e di materia

-corretta gestione delle risorse umane

mantengono la loro validità se nel sistema perdura uno stato di efficienza anche durante eventuale stati di avaria o guasto delle strutture hardware alle quali è affidata la gestione intelligente dei processi locali.Al fine di poter raggiungere questo elevato livello di performance lo stesso sistema deve essere contraddistinto da

-Affidabilità,ovvero la qualità di un sistema di continuare a funzionare anche in presenza di guasti

-Scalabilità, ovvero la qualità di un sistema di poter essere riconfigurato in occasione di mal funzionamenti, al fine di fornire un livello di servizio efficiente.

Nella pratica, le caratteristiche sopra descritte si traducono nel rilevamento, la correzione e la tolleranza ai guasti, le quali si raggiungono sfruttando la ridondanza di alcuni elementi per quanto concerne l'affidabilità, e la graceful degradation per ciò che riguarda la scalabilità. La ridondanza prevista nel caso in esame viene proposto un ibrido fra una ridondanza hardware, ma mirata ai soli elementi della rete di connessione d'impianto; ed una ridondanza di informazione in cui le stesse vengono trattate con opportuni codici che permettono di rilevare e/o correggere eventuali errori e trasferire contemporaneamente ai soggetti deoutati alla gestione intelligente degli I/O di sistema sincronizzandoli.

L'architettura di sistema della rete, è stata configurata prevedendo lo scambio Master/Slave in caso di anomalia o fuori servizio della CPU dei PLC Slave utilizzati nella gestione degli input/output(I/O). Nella fattispecie il sistema proposto è dotato di una rete ad intelligenza distribuita, costituita da diverse sottostazioni, ciascuna dotata di un PLC in grado di gestire delle periferiche slave, I/O strumentazione di processo, inverter e gli altri attuatori necessari alla conduzione delle differenti fasi del processo. Ogni sottostazione in condizioni normali deve essere in grado di gestire e controllare la sua parte di impianto e di processo. Le varie sottostazioni sono anche collegate tra loro mediante rete MPI per consentirne la sincronizzazione e il dialogo con la stazione di supervisione. La stazione di supervisione, nella quale è posizionato il PLC Master, è configurata in modo tale da poter sostituire qualsiasi sottostazione nella eventualità di un anomalia o fuori esercizio,prendendo in carico sia il processo che fisicamente tutti gli slave profibus della sottostazione in avaria senza creare alcun sconpenso all'impianto. Nella realtà, in caso di avaria di un PLC Slave verranno rimandati alla gestione del Master le sole variabili di processo che necessitano di una gestione intelligente, le restanti proseguiranno il loro esercizio grazie alla logica cablata tradizionale. Per ottenere l'effetto desiderato è indispensabile commutare gli slave e collegarli alla rete master profibus di supervisore mediante idoneo sistema. La stazione di supervisione, come già introdotto, è dotata di Master Profibus, e la sua configurazione software deve essere tale da comprendere tutti gli slave dell'impianto. Il software implementato è sincronizzato, mediante la rete MPI o similari, con gli applicativi delle varie sottostazioni e al riscontro della anomalia deve farsi carico della porzione di processo della sottostazione da supplire, segnale la anomalia e proseguire il processo fino al totale ripristino del guasto [....]

Chiaro?!?!

***** INTERPRETAZIONE ******

Credo che l'ente chieda una ridondanza della rete in maniera tale da eliminare o ridurre al minimo i disservizi e la perdita dei dati, ma la ridondanza (premesso che devo utilizzare Siemens xchè è prevista l'implementazione su un sistema esistente) non deve essere fatta tra 2 reti profibus (magari con l'hardware specifico tipo moduli fail-safe) ma con 1 rete profibus e una rete MPI... cioè.. Normalmente tutto il sistema dialoga sulla rete profibus, perdo la comunicazione con una macchina e automaticamente e in tempi ragionevoli commuto sulla rete MPI. Questo naturalmente va gestito tutto via software, e la cosa mi preoccupa...ma soprattutto quello che mi turba è come fare sul lato supervisore (WinCC) che è collegato alla rete con una scheda PCI tipo CP5614A2... io mi chiedo, e chiedo a voi...è realizzabile questo tipo di sistema? qualcuno lo ha mai fatto o ne ha sentito parlare? è affidabile?

Mi sono dimenticato di dire che il sistema da gestire è composto da un Supervisore e circa 13 stazioni decentrate con relative CPU e Pannelli Operatore... Se qualcuno è interessato ad aiutarmi e avesse bisogno di più informazioni, basta chiedere.

Grazie a tutti.

[Eddy_g]

Giuro che l'ho letto 3 volte ma non ne ho capito un gran che, comunque mi sembra di capire tutto queste precauzioni in cao di avaria siano solo per avarie delle CPU, e se si rompe una scheda di in/out che interfaccia un qualcosa di "vitale".

Comunque giusto ieri sono stato ad un workshop Siemens dove si è accennato alle CPU serie 400H che lavorano in "tandem" proprio per risolvere problemi di continuità di processo in caso di anomalia su una delle due CPU.

[Stefano Locci]

Eddy_g ...ma secondo te, si può fare una ridondanza tra una rete profibus e una MPI? ..ti viene in mente come?.. perchè io continuo a sollevare qualche dubbio e loro mi rispondono che gli era stato detto dai tecnici della Siemens....io parlo con i tecnici della Siemens e mi dicono di "Ni"... mi serve una risposta e/o un parere da specialisti..

ciao

[Luca Bab]

ridondanza

difficile la definizione esatta di rindondanza.

Se ti basta ricevere i dati o da profibus o da mpi ( gli stessi dati )

la cosa e' sicuramente possibile

Luca

[Stefano Locci]

Non basta ricevere i dati da una rete o da un'altra..il discorso è di questo tipo; in caso di errore su una rete (esempio: il topo mangia il cavo profibus e non vedo più il plc della sezione x ) per non avere una perdita di dati (sul supervisore) e un disservzio devo automaticamente commutare sull'altra rete..(MPI).... a prova di errore .. Fail safe..

[Eddy_g]

Se la metti così foorse è più semplice non "commutare" la rete ma semplicemente duplicare la trasmissione dei dati su entrambe le reti e se una si interrompe l'altra resta comunque attiva, se inoltre invce di avere una rete MPI e una Profibus ne metti due profibus semplifichi ancora ulteriormente.

[Stefano Locci]

ciao ..e questo può essere fatto anche sul lato supervisore?...io non vado pazzo per i prodotti siemens, quindi cerco di evitarli, ho fatto solo qualcosina....ma se non ricordo male in wincc devo creare un collegamento, configurare tutti i parametri della rete ecc., e poi dire alla variabile su quale "collegamento" deve leggere le informazioni e posso indirizzare una variabile solo su un collegamento tra tutti quelli creati... oppure stò capendo male, e mi vuoi dire che la rete deve essere configurata come se fosse una unica e duplicata solo fisicamente, mettendone un'altra in parallelo ?

rete1 __________________________________

rete2 | _______|_______|_________|_______ supervisore

| | | | | | | |

(plc1) (plc2) (plc3) (plc x) .....

Grazie

[Stefano Locci]

scusa ma il disegnino non è venuto proprio come l'avevo scritto...poi magari se vuoi ti posso mandare uno schema dell'architettura , e appena hai due minuti liberi puoi vederla e magari darmi un consiglio ...

ciao

[Eddy_g]

Intendevo appunto due reti che arrivano al supervisore, che trasmettono due variabili distinte ma equivalenti. Poi come gestirle sul supervisore sia esso un pannello, un PLC o altro dipende dall'applicazione.

[Alessiooo]

io ti consiglierei una bella stazione 400h, come unità I/O remote usi delle belle im153-2 . a questo punto hai due reti profibus una in back-up all'altra.

per quanto riguarda wincc puoi sfruttare le due linee profibus

oppure se hai la possibilità di spendere due soldini in più metti due belle cp443 e vai in ethernet verso i supervisori

in questo modo hai la ridondanza sulla rete, e le cpu sono in hot back-up

ciao

[Gianmario Pedrani]

Per Siemens la vera ridondanza avviene solo se utilizzi sistemi 400H come ti ha spiegato Alessio, con quel sistema esiste un solo programma che gira nelle 2 cpu che si sincronizzano con 2 moduli sin in fibra ottica tra di loro, poi esci con 2 linee profibus, una e vai alle im152-2 con bus caldo, nel senso che ogni scheda, puo essere estratta senza che le altre schede alla loro destra perdano la comunicazione con le cpu.

Poi puoi fare un altra ridondanza, che è solo software e questa la fai con le cpu del 300 ma anche li poi devi uscire con 2 reti profibus, ed andare alle im153-2 sempre con bus hot..

Quello che chiedi tu con Siemens lo puoi fare ma devi farti tutto tu, ed non è certificato come sistema ridondante

[Stefano Locci]

Abbiamo chiarito tutto..quello che volevano non era da intendere come pensavo io.

Praticamente per ogni CPU di reparto gli I/O non sono fisicamente montati sui "rack" ma sono tutte periferiche decentrate, normalmente dialogano con la CPU di reparto, in caso di errore della CPU, la rete viene commutata con dei relè su un'altra (sempre profibus) facente capo ad un'altra CPU (che loro chiamano Master) che prende in carico quelli I/O.

Quindi il programma dovrà essere duplicato, e gli stati degli I/O verranno sincronizzati continuamente tramite la rete MPI, quindi nel momento in cui avviene il blocco, in teoria, non ci dovrebbero essere ripercussioni sull'impianto.

Concettualmente è semplice, ma non mi pare, e questo è solo un mio parere, (e quindi molto discutibile) che questo sistema sia così rivoluzionario e permetta di ottenere una ridondanza a basso costo come il committente sostiene.

A mio avviso, occorrerebbe valutare e parlare di probabilità; cioè, dal momento che questo sistema mi garantirebbe una continuità di servizio solo in caso di rottura delle CPU...quante probabilità ha una CPU di rompersi??..in un impianto di depurazione quali sono le cause che potrebbero generare un disservizio?..è più probabile che si rompa una CPU o che ad esempio un topo si mangi un cavo di profibus ?...o ancora...in quella configurazione, se si rompe un IM153 io comunque perderei la comunicazione con gli I/O sia dal PLC di reparto che da quello centrale...e allora mi chiedo...se le probabilità che si rompa un IM153 sono le stesse o inferiori a quelle di rottura di una CPU, ho risolto qualcosa?...Per me la soluzione ideale, in rapporto al tipo di applicazione/prezzo, senza farsi troppe "seghe mentali" è quella di un'anello ottico ridondante, per non perdere la comunicazione con il supervisore e/o eventuali scambi di dati tra le macchine, ogni reparto "intelligente", con la sua CPU ,i suoi I/O e volendo esagerare una supervisione locale con dei pannelli operatore...e si rompe la CPU ( che per me, se gli impianti sono fatti bene, è un evento raro) si sostituisce. Le CPU sono 13 e tutte identiche, ne tieni una a magazzino...inserisci la memory card con il programma, tempo max 10 min. e rimetti l'impianto in esercizio. In un depuratore un fermo di 10 min. è accettabile. ....tenendo presente che se non funziona il plc, hanno voluto che l'impianto funzionasse con una logica elettromeccanica....(l'impianto a tripla sicurezza..meglio di un'aereo!!!!)...... comunque, ognuno ha il suo modo di pensare e le sue convinzioni , se il committente chiede questo, giusto o sbagliato, dobbiamo cercare di soddisfare le sue aspettative... tanto pagano i contribuenti!!!

Grazie a tutti.