泓格iDCS-8830 产品为支持Modbus/ TCP 及 Modbus/UDP 冗余型的模块化远端I/ O系统,此系统最多可支持8个I/O插槽并支 持单一或双重架构,iDCS-8830 并提供了简 易的安装方式,使双重架构下的应用更容易维 护,也由于iDCS-8830 模块化及高度稳定的 特性,搭配图控直观式的画面呈现,也让整个 系统更值得倚赖。
硬件上有了iDCS-8830作为冗余的基础, 软件上,InduSoft本身也能提供冗余机制,也 让整个系统多了一层防护。InduSoft作为一款 国际主流的组态软件,其丰富的功能、简易的 开发界面,即使是没有程式基础的人也能够快速的上手;在网际网络与智慧型行动装置蓬勃 发展的现在,InduSoft 在 WEB 与行动装置存 取(SMA)的应用上更是走在时代的尖端。
系统架构
依应用现场分布区域来说,整个系统可分 为三大区及一中控室,三个区域分别独立运 作,而中控室则将三个区域的电表资料收集回 来作资料监控、呈现及各装置状态的显示,包 含连线状态、冗余状态、I/O 状态等等。而区 域一、二两个区域更是将整个冗余机制发挥的 淋漓尽致。
由下而上的冗余机制
以区域一为例,从电表冗余、控制器冗余、网络冗余至iDCS-8000 AO输出冗余,各别说 明如下:
◆电表冗余
每颗电表均具有双回路,可供两个控制器 ( WP-5239-CE7, InduSoft 主机 )同时轮询, 而同一电力线会有两颗电表同时量测;当主要 电表讯号异常时,冗余电表仍能正常的提供资讯。
◆控制器冗余
控制器使用两台WP-5239-CE7,内建 InduSoft运行版,负责将电表所有电力资讯收集回来,当主要电表讯号异常时,主动切换至 冗余电表收集资讯。而当主要、冗余电表连线 均异常时,有可能是回路一出现故障,则主要控制器会将控制权转移至冗余控制器 ( 回路 二),当回路一恢复正常时,控制权便转移回 主要控制器。
控制器除了向电表索取电力资讯外,还负 责将部分电力资料转换成4~20mA 对应值, 透过Ethernet 输出至iDCS-8000,由iDCS8000输出对应的AO给DCS设备。
◆iDCS-8000 AO输出冗余
iDCS-8830 是由电源、通讯、I/O 模块以 及外接端子板组合而成,电源模块部分主要提 供绝佳的隔离电源给iDCS-8830 的所有模块使用,通讯模块为上位机与iDCS-8830的I/O模块的沟通界面,iDCS-8830的I/O 模块用来 截取或控制现场端的设备,端子板为现场讯号 到I/O模块的配线装置。
通讯模块为一对以以太网络所组合而成的通讯界面,并支持工业界最常使用的Modbus/ TCP 或 Modbus/UDP 的通讯协议,而I/O 部 分可设定为8片单一或4对双重运作的功能, 让系统建置上更为稳定。在iDCS-8830 上的 所有模块都具备热拔插,使得模块在替换上变 得极为简易,当模块被设定为双重运作时,因 具备热插拔的特性,模块在替换时将不会中断 系统运作。
InduSoft控制器会侦测iDCS-8000通讯模 块(MCU1、MCU2)的状态,当MCU1 通讯 异常时,控制器会将AO资料转送给MCU2, 而当MCU1 恢复正常时,则转由MCU1 接收 AO资料。
◆ 网络冗余
RS-405/408系列是泓格科技针对以太网 络通讯冗余需求设计,内建Cyber-Ring 冗余 技术的网络交换机 ; 当网络线路发生故障时, Cyber-Ring 机制能自动侦测故障并且启动冗 余路径,确保系统正常运作。RS-405/408 系 列能强化电缆(copper)或光纤(Fiber optic) 网络冗余能力,双电源输入能支持电力冗余, 警报输出接点能连接警报装置, 在电力发生 故障时实时发出警报通知维护单位进行故障排 除。免电脑安装设计不仅简化安装程序,也降低安装施工与日后维护的复杂度与费用。
Cyber-Ring是泓格科技研发支持环状架构 的网络冗余技术,可以在网络中提供一个冗余 路径,一般状况下冗余路径处于休眠状态,讯 息不会经过冗余路径,当线路断线或故障发生 时 Cyber-Ring 冗余技术会在20ms 内侦测到 错误。自动唤醒冗余路径取代故障的线路负责 网络讯息传递,避免线路故障造成以太网络通 讯中断。
在本应用中,区域一有两台RS-405,与 区域三的RS-408 形成一个环状网络;区域 二也有两台RS-405 与区域三的RS-408 也形 成一个环状网络,双环状网络确保中控端的 InduSoft主机在任一段的网络毁损时,也能访问到各区域的InduSoft控制器。
结论
在此应用中,从下端电表冗余到中继端 InduSoft 控制器冗余再到iDCS-8830 AO 输 出冗余,最后搭配RS-405/408 建构的环状网 络,确保了整个系统的稳定性,也由于冗余的 特性,当部分设备或线路出现故障的情形,可 以在不影响系统运作的状态下进行维修与维 护,这也省去了传统系统在需要停机维修时可 能造成的额外成本。
最后修改:2018/1/16 9:28:38