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Hochverfügbarkeit sichert Produktivität

Störungen und Ausfälle betriebswichtiger Komponenten verringern die Produktivzeiten von Maschinen und Anlagen. Darüber hinaus führen sie oft zu Folgeschäden und langwierigen Reparaturen. Dabei entstehen hohe Kosten und der Produktionsausfall verursacht wirtschaftliche Verluste.

Redundanzlösungen von Bachmann electronic steigern gezielt und nachhaltig die Anlagenverfügbarkeit: Auf jede Aufgabenstellung zugeschnittene Umsetzungsvarianten reduzieren Stillstandszeiten und optimieren Produktivität und Betriebssicherheit. Die nahtlose Einbettung in das bestehende und bewährte Hardware-, Engineering- und Programmierkonzept, verbunden mit der Robustheit bewährter Bachmann-Komponenten, garantieren dabei höchste Betriebssicherheit und maximieren den Ertrag. Diese optimale Kombination garantiert dabei nicht nur durchgängige Einfehlertoleranz, sondern in vielen Fällen sogar Mehrfehlertoleranz.

CPU Redundanz

CPU Redundanz

Werden kritische Aufgaben durch eine zentrale Master-CPU ausgeführt, so schützt eine redundante Ausführung des Masters gegen den Verlust dieser Funktionen.
Diese CPU- oder Master-Redundanz kann durch unterschiedliche Methoden umgesetzt werden:
1) Hot-Standby Redundanz
2) Warm-Standby Redundanz
Der Hauptunterschied zwischen den Lösungsansätzen besteht im Verhalten während der Umschaltung zwischen den beiden Master-CPUs beim Ausfall des aktiven Masters. Dabei interessiert sowohl die Zeit, die zum Wechsel benötigt wird, als auch ob dieser stoßfrei erfolgen kann.

Hot-Standby Redundanz

Hot-Standby Redundanz

Im Hot-Standby System arbeitet die Ersatz–CPU (Master B) synchron mit der Haupt-CPU (Master A). Sie erhält die gleichen Eingabewerte und berechnet über das gleiche Applikationsprogramm die Ausgabewerte. Integrierte Selbst- und Fremdüberwachungsmechanismen der Master-CPUs garantieren eine schnellstmögliche Reaktion auf Abweichungen im bestimmungsgemäßen Betrieb. Relevante Prozessvariablen und innerer Status werden zwischen den Master-Steuerungen zyklisch verglichen und bei Bedarf automatisch abgeglichen.

Die Systemumgebung und spezielle Erweiterungen in den Entwicklungswerkzeugen unterstützen eine unterbrechungsfreie Programmierung, Überwachung und Online-Wartung.

Die Abbildung zeigt das Schema einer Hot-Standby Redundanz-Umsetzung mit zyklischem Abgleich zwischen den Redundanz-Mastern und zeitsynchronisierten Stationen.
Durch die stoßfreie Umschaltung eignet sich die Hot-Standby Redundanz speziell für kritische Überwachungs-, Steuerungs- und Regelungsaufgaben.

Warm-Standby Redundanz

Warm-Standby Redundanz

Warm-Standby Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass die Ersatz-CPU (Master B) parallel zur Haupt-CPU (Master A) aktiv ist und im Idealfall alle Daten der angeschlossenen Unterstationen empfängt und verarbeitet. Integrierte Selbstüberwachungsmechanismen ermöglichen eine automatische Fehlerdetektion. Dies führt zu einer selbstständigen Umschaltung bei Ausfall des aktiven Masters – ein externer Trigger kann weggelassen werden. Die Umschaltzeit gegenüber einem vergleichbaren Cold-Standby System ist dabei erheblich reduziert.

Trotz parallelem Lesen und Verarbeiten von Eingangsdaten werden Zustandsinformationen, Messwerte und Status zwischen beiden Master-Systemen nicht synchronisiert. Die Autonomie der Master-Steuerungen ist eine charakteristische Eigenschaft der Warm-Standby Redundanz und bedingt, dass ebenfalls nur eine harte, jedoch zeitlich unmittelbare Umschaltung möglich ist.

Anwendungsgebiete von Warm-Standby Systemen setzen die Zulässigkeit des Verlustes der Verarbeitungs-Historie bzw. eine harte Umschaltung der Master-Steuerungen voraus. Dies trifft insbesondere Applikationen, welche auf Netzwerkkomponenten und intelligente Systeme ausschließlich lesend zugreifen. Somit ist die Warm-Standby Redundanz beispielsweise für Alarm- und Monitoring-Systeme eine kostengünstige und zuverlässige Lösung.

Netzwerkredundanz

Netzwerkredundanz

Netzwerkredundanz = Kommunikations- + Medienredundanz
Häufig lassen sich Fehlfunktionen auf gestörte oder fehlerhafte Datenübertragungskanäle zurückführen. Abhilfe schafft in diesem Fall der Einsatz einer Kommunikations- oder Medienredundanz.

Das Kernprinzip der Kommunikationsredundanz ist, dass die Information zwei- oder mehrmals übertragen wird. Geschieht dies sequenziell über dieselbe Signalleitung, werden eine verringerte Nutzbandbreite sowie ein möglicher Komplettausfall bei Verbindungsproblemen in Kauf genommen. Einzelfehler in Datenpaketen können durch diese Methode zuverlässig behoben werden.

Beim Einsatz der Medienredundanz wird der physikalische Übertragungskanal verdoppelt. Wird dabei auf unterschiedliche Verkabelungsrouten geachtet, wird das Risiko eines Totalausfalls durch ein Einzelereignis praktisch eliminiert.

Nur durch die gleichzeitige Anwendung beider Technologien kann die beste Verfügbarkeit erreicht werden. Diese Kombination von Kommunikations- und Medienredundanz wird unter dem Begriff Netzwerkredundanz zusammengefasst.

Condition Monitoring

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M1-Steuerung

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Die M1-Steuerungshardware vereint in perfekter Weise die Offenheit einer PC-basierten Steuerung mit der Zuverlässigkeit industrieller Hardware-Plattformen.

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