Haute disponibilité des systèmes de commande de procédé

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2 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. 2 Agenda 1. Les concepts de haute disponibilité 2.L offre Rockwell Automation Redondance d E/S Redondance des automates Redondance de serveurs Réseau à haute disponibilité 3.Démo

3 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. 3 Qu est-ce que la haute disponibilité? La haute disponibilité est une mise en oeuvre du système qui garantit un certain degré absolu de continuité opérationnelle pendant une période de temps donnée (période de mission). Les techniques de haute disponibilité sont utilisées pour 1. Modifier un système en marche Réduire les arrêts planifiés 2. Éviter les arrêts imprévus La disponibilité est mesurable Représentée par un % Communément appelée «nombre de neufs» La haute disponibilité est d avantage que la redondance! 3

4 Pourquoi la haute disponibilité est-elle importante? Pour protéger le personnel du site Pour préserver la qualité de la production et des produits Pour protéger les équipements et actifs critiques Pour protéger l environnement et les populations locales Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés.

5 Estimation par la société de conseil ARC des pertes horaires Disponibilité Temps d arrêt possibles Par an Coût annuel estimé basé sur $12,500/heure 99 % 3,5 jours $ 99,9 % 9 heures $ 99,99 % 53 minutes $ 99,999 % 5 minutes $ 99,9999 % 30 secondes 104 $ Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés.

6 PlantPAx tire profit de la fiabilité du système ControlLogix au niveau du système central = 1 journée tous les 3 ans Disponibilité (%) Temps d arrêt annuels potentiels 99 % 3,65 jours 99,9 % 8,76 heures 99,99 % 52,6 minutes 99,999 % 5,26 minutes 99,9999 % 30 secondes Système CLX standard ControlLogix redondant La disponibilité est mesurable en % : A = MTBF/MTBF+MTTR avec MTBF = temps moyen entre défaillances, MTTR = temps moyen de réparation Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés.

8 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. Agenda 1. Les concepts de haute disponibilité 2.L offre Rockwell Automation Redondance d E/S Redondance des automates Redondance de serveurs Réseau à haute disponibilité 3.Démo

9 Caractéristiques de la plate-forme d E/S redondantes 1715 Alimentation redondante Cartes fond de panier pour les E/S (3 emplacements) Carte fond de panier à deux emplacements Borniers redondants Ports DLR Adaptateurs Ethernet redondants Modules de sorties redondants Diagnostics avancés Équipements intelligents : supervision de leur statut avec des fonctions de diagnostic interne Avantage : vous alerte des problèmes potentiels, afin que vous puissiez prendre des mesures avant qu ils ne provoquent des temps d arrêt Modules d entrées redondants Module d entrées TOR 24 V CC Module de sorties TOR 24 V CC Module d entrées analogiques 4 à 20 ma Module de sorties analogiques 4 à 20 ma Connexions pour alimentation redondante 24 V CC Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés.

10 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés Transparence Modules apparaissent sous la forme de modules uniques par facilité d utilisation mais ils sont pleinement redondants Modules configurés à partir de RSLogix 5000

11 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. Redondance ControlLogix Conception à double châssis Redondance totale Deux châssis identiques Transparence Châssis primaire/secondaire Permutation d adresse IP Facilité d utilisation Pas de code spécial Transfert automatique Traité comme un châssis Utilise le matériel 1756 standard Jusqu à : 2 processeurs 7 modules de communications

12 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. 12 Aperçu de la redondance CLX Principes de base du fonctionnement L application depuis processeur primaire est automatiquement chargée dans processeur secondaire Les modifications de données sont transmises au secondaire à la fin de chaque programme. L automate secondaire est synchronisé sur le primaire via des points de synchronisation («Sync Points») à chaque point de transfert. Système est du type «Fonction maître changeante». Chaque châssis est capable d être un châssis primaire Châssis principal Châssis secondaire 1756-RM2

14 Solution de redondance FTView SE Offre une disponibilité plus élevée du système en passant automatiquement à un ordinateur hôte secondaire si l ordinateur (ou le logiciel de serveur) primaire devient indisponible ou ne répond plus Détection de défaillance et récupération rapides. Défaillances détectées (opérateurs peuvent être notifiés) en moins de 5 secondes (valeur type) Récupération (sur défaillance) réalisée en moins de 30 secondes (valeur type) Tous les types de serveurs dans un système FTView prennent en charge la redondance : Serveurs d IHM FactoryTalk Site Edition Serveurs d alarmes et d événements FactoryTalk Serveurs de données (RSLinx Enterprise ou serveur de données OPC) Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés.

15 Solution de redondance FT View SE Simple à mettre en oeuvre. Pas de «programmation de redondance» nécessaire. Les transferts sont automatiques les opérateurs n ont rien à faire. Les retransferts sont automatiques (si l option est sélectionnée) Pris en charge par les produits standard Vous n avez pas besoin d acheter des versions spéciales de logiciel ni d option de redondance complémentaire. Vous avez besoin d acheter une licence supplémentaire pour une solution de redondance de serveur d IHM. Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés.

16 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. 16 Solution de serveur d alarmes et événements à haute disponibilité Deux configurations de redondance distinctes Déclenchement d alarme basé sur les équipements, via RSLinx Enterprise Déclenchement d alarme basé sur les points, via un serveur d alarmes basé sur les points Synchronisation automatique entre les serveurs d alarmes principaux et secondaires Mode d édition en ligne autorisé Historique d alarmes unifié Les serveurs d alarmes principaux et secondaires consignent individuellement les alarmes dans une même base de données.

17 Protocoles de résilience et topologies redondantes couche 2 En étoile redondant Flex Links Cisco Catalyst Pile de swichs StackWise 3750 En anneau Resilient Ethernet Protocol (REP) Cisco Catalyst Pile de swichs StackWise 3750 En étoile/ bus linéaire Cisco Catalyst Pile de swichs StackWise 3750 Cisco Catalyst 2955 IHM IHM Automate IHM IHM évolutifs évolutifs Zone des cellules/aires Zone des cellules/aires Automates, variateurs, et E/S distribuées Automates, variateurs, et E/S distribuées Zone des cellules/aires Automates, variateurs, et E/S distribuées Zone des cellules/aires En étoile redondant En anneau Linéaire Exigences de câblage Facilité de configuration Coûts de mise en oeuvre Bande passante Redondance et convergence Perturbation pendant actualisation du réseau Prêt à la convergence de réseaux Coût total de possession réseau et performances Meilleur choix OK Pire choix Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. 17

18 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. 18 Protocoles de résilience de réseau Le choix est dicté par l application Protocole de résilience Fournisseur mixte En anneau En étoile redondant Convergence de réseau > 250 ms Convergence de réseau 60 à 100 ms Convergence de réseau 1 à 3 ms Couche 3 Couche 2 STP (802.1D) X X X X RSTP (802.1w) X X X X X MSTP (802.1s) X X X X X rpvst+ X X X X REP X X X EtherChannel (LACP 802.3ad) X X X X Flex Links X X X DLR (CE et ODVA) X X X X StackWise X X X X X HSRP X X X X GLBP X X X X VRRP (IETF RFC 3768) X X X X X

19 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. Architecture de réseau d E/S à haute disponibilité Quoi : Topologie en anneau (DLR) Pourquoi : Architecture de réseau présentant une bonne tolérance aux pannes. Tolère n importe quelle panne isolée au niveau des supports. Aucun switch administrable nécessaire. Peut récupérer en quelque 3 ms pour un anneau à 50 stations dans le cas le plus défavorable

20 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. 20 Protocoles de résilience et topologies redondantes Exemple représentatif Production VLAN Caméra IP VLAN Liaison d accès de couche 2 Liaison entre switch/liaison 802.1Q couche 2 Variateur de fréquence Automate de sécurité E/S IHM Pile de switchs Catalyst 3750 StackWise Automate Stratix 8000/8300 REP/MSTP VLAN 103 Caméra VLAN 43 Automate Automate E/S Caméra VLAN 103 VLAN 43 Tout protocole commercial E/S de E/S est acceptable tant qu il satisfait E/S aux sécurité exigences de l application IHM E/S VLAN 104 E/S Zone industrielle Niveau 3 Zones de cellules/d aires Niveaux 0 à 2 IHM Servomoteur Variateur Variateur De fréquence

21 Copyright 2016 Rockwell Automation, Inc. Tous droits réservés. Agenda 1. Les concepts de haute disponibilité 2.L offre Rockwell Automation Redondance d E/S Redondance des automates Redondance de serveurs Réseau à haute disponibilité 3.Démo