[Logix] Bài 16: Cấu hình Redundancy với Controllogix qua Ethernet/IP

[Logix] Bài 16: Cấu hình Redundancy với Controllogix qua Ethernet/IP


Hệ thống dự phòng sự cố

Trong các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao người ta thường sử dụng các hệ thống điều khiển có cấu hình Hot Backup, Warm Backup hoặc Redundancy. Về cơ bản hệ thống gồm 2 CPU cùng chạy một chương trình, trong đó một CPU chạy chính, CPU còn lại ở chế độ Standby, khi CPU chính bị sự cố, CPU Standby sẽ nhận quyền điều khiển để duy trì chương trình hoạt động và trở thành CPU chính. Trong các cấu hình dự phòng sự cố này, Hot backup, warm backup được thực hiện thông qua việc lập trình trong chương trình và thời gian chuyển đổi khi gặp sự cố khoảng vài trăm ms còn Redundancy thực hiện hoàn toàn dựa trên phần cứng, thời gian chuyển đổi sự cố nhỏ hơn 20ms.

Bài này sẽ giới thiệu cách cấu hình Redudancy với Controllogix thông qua mạng Ethernet/IP
Cơ bản

• Chỉ Controllogix mới thực hiện được Redundancy (Compactlogix chỉ có thể thực hiện Hot backup, warmbackup…)
• Để Redudancy vơi Ethernet/IP, Firmware thấp nhất là 19.5 (Firmware hỗ trợ Redundancy thường có dạng xx.5yy)
• Trên Chassis CPU chỉ có CPU, Module truyền thông và Module redudancy (1756-RM), không được gắn Module IO.
• Toàn bộ IO trong hệ thống Redundancy đều là RemoteIO

Mô hình trong bài này như sau:

Cấu hình phần cứng như sau:

• Chassis A và B hoàn toàn giống nhau:
  • Slot 0: CPU L63
  • Slot 1: Ethernet module 1756-EN2TR (có Dual-Ethernet port) địa chỉ IP ban đầu : 192.168.1.50
  • Slot 7: Ethernet module 1756-EN2TR (có Dual-Ethernet port) địa chỉ IP ban đầu : 192.168.1.60
  • Slot 9: Redundancy Module 1756-RM
• Chassis Remote IO (ở đây chỉ có 1 Chassis)
  • Slot 0: Ethernet module 1756-EN2TR (có Dual-Ethernet port) địa chỉ IP ban đầu : 192.168.1.52
  • Slot 5: 1756-IB32
  • Slot 6: 1756-OB32
• Network
  • Như trên hình minh họa, trong đó Remote IO và các mô đun Ethernet kết nối thành mạng vòng DLR (Device Level Ring), có thể kết nối theo các Topology khác cũng được.

Về tổng quan, các bước thực hiện sẽ như sau:

• Lắp đặt phần cứng trên Chassis A và B hoàn toàn giống nhau
• Upgade Firmware cho các Module trên Chassis A và B giống nhau
• Các địa chỉ IP của các mô đun tương ứng giữa 2 Chassis cũng phải cài đặt giống nhau (Ví dụ: ban đầu địa chỉ của 2 mô đun đều là 192.168.1.n, khi chạy hệ thống, Module trên chassis Primary sẽ có địa chỉ .n còn trên Chassis Standby sẽ tự động chuyển thành địa chỉ là .n+1, do đó luôn để dành địa chỉ n+1 này cho các module trên chassis redundancy để tránh xung đột địa chỉ IP)
• Viết chương trình bình thường, trong đó cấu hình là Redudancy. Chỉ cần Download cho một CPU (Primary), CPU còn lại sẽ tự động cập nhật chương trình thông qua Module 1756-RM
• Kết nối sợi cáp quang giữa 2 mô đun 1756-RM trên 2 chassis.
• Bật nguồn một CPU và download chương trình
• Bật nguồn CPU còn lại
• Kiểm tra trạng thái xem việc Redundancy đã được thực hiện thành công hay không (nếu thành công, trên mô đun 1756-RM của Chassis Primary sẽ hiện chữ “PRIM”, và trên mô đun 1756-RM trên Chassis Stanby sẽ hiện chữ “SYN”)

Switch Over

Switch Over là việc chuyển từ CPU Primary sang CPU Standby khi CPU Primary bị sự cố. Khi một trong các điều kiện sau sảy ra thì hệ thống sẽ Switch Over:

• Mất nguồn CPU Primary
• Major Fault trên CPU Primary
• Mất truyền thông trên Chassis Primary
• Do người dùng ra lệnh chuyển

Thực hiện

Download Firmware mới 20.54 từ trang của Rockwell sau, khi download xong, cài đặt Firmware trong đó và RMC Tool.
http://support.rockwellautomation.com/ControlFlash/

Trong Rslogix 5000, khi tạo Project mới chỉ cần chọn Redundancy Enabled như sau:

Các bước cấu hình còn lại tương tự như một chương trình gồm 1 Chassis CPU và các Chassis remote IO bình thường. Ví dụ như sau (luôn ON ngõ ra O6.0)

(Download file)
Download chương trình xuống CPU A

Kiểm tra trên Rslinx Classic, Click phải vào Module 1756-RM, chọn Module Configuration (nếu bạn chưa thấy dòng này hiện ra tức là chưa cài đặt thành công RMCTool (xem ở trên), cài đặt xong khởi động lại Rlinx Classic)

Chọn “Sychronization Status” để xem trạng thái. Nếu OK, sẽ thấy “Full” giống hình sau. Trường hợp không “Full”, chương trình sẽ báo nguyên nhân tại sao (thường là do Firmware giữa 2 Chassis khác nhau,..), kiểm tra và khắc phục.

Việc cấu hình Redundancy vậy là xong. Có thể thử bằng cách tắt nguồn CPU A, ta thấy chương trình vẫn chạy bình thường.
Module RM trên Chassi Primary khi chạy:

Module RM trên Chassis Standby khi chạy:

GHI CHÚ

Trên đây chỉ là các bước cơ bản nhất để tạo một chương trình Redundancy với Controllogix qua mạng Ethernet/IP. Trên thực tế để sử dụng hiệu quả, bạn cần phải tìm hiểu kĩ các kĩ thuật để thực hiện tối ưu hệ thống của mình. Tài liệu tham khảo bắt buộc:

http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/1756-um535_-en-p.pdf
Giap Van Vy