Topologie d'un système de redondance d'UC (E/S Quantum EthernetHot Standby)

Quantum EIO Composants du système

La conception d'un anneau assure la redondance du câblage, sans avoir à faire courir deux câbles. La figure ci-dessous montre une architecture simple d'anneau en boucle de chaînage d'un système de redondance d'UC (Quantum EIOHot Standby) :

1A+2A

UC (CPU) et coprocesseur de l'automate primaire

1B+2B

UC (CPU) et coprocesseur de l'automate redondant

Liaison fibre optique de synchronisation des UC (CPU)

4A+4B

Alimentations primaire et redondante

5A+5B

Modules de communication RIO primaire et redondant

Connexion Ethernet entre les modules de communication d'E/S distantes

Stations RIO Ethernet dans une configuration en boucle de chaînage

Poste de travail Control Expert

NOTE : Les architectures décrites dans ce document ont été testées et validées dans différents scénarios. Si vous envisagez d'utiliser d'autres architectures que celles décrites dans ce document, testez-les et validez-les entièrement avant de les mettre en œuvre.

Réseau Quantum EIO

Le module de communication d'E/S distantes 140CRP31200 est connecté aux modules adaptateur d'E/S distantes 140CRA31200 ou BMX CRA 312 •0 via des câbles Ethernet et, si nécessaire, des commutateurs double anneau (). Ce réseau utilise une topologie d'anneau en boucle de chaînage et le protocole RSTP 2004.

Une boucle de chaînage simple permet de connecter jusqu'à 30 stations d'E/S distantes aux deux modules 140CRP31200. Si vous souhaitez utiliser 31 stations, utilisez une topologie de boucle de chaînage haute capacité et reportez-vous au Quantum EIO Guide de planification du système pour plus d'informations.

L'autre côté de l'anneau principal contient les deux modules 140CRP31200 connectés directement sans stations d'E/S distantes entre eux. Ce côté de l'anneau ne peut pas comporter plus de deux commutateurs double anneau (DRSs).

AVERTISSEMENT

FONCTIONNEMENT IMPREVU DE L'EQUIPEMENT

Etablissez une connexion point à point sans interruption entre les ports de la liaison de synchronisation des UC (CPU) du système de redondance (Hot Standby).
Ne connectez pas d'autres équipements Ethernet sur le même câblage réseau que la liaison de synchronisation des UC (CPU).
Ne dépassez pas les longueurs maximales de câbles Ethernet pour le type de câble sélectionné.

Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures graves ou des dommages matériels.

Dans sa configuration minimale, le système de redondance d'UC Quantum (Quantum Hot Standby) ne requiert aucune station d'E/S distantes, mais il comprend au moins une paire de modules de communication d'E/S distantes 140CRP31200.

Nomenclature

Voici la nomenclature d'un système de redondance d'UC (Quantum EIO Hot Standby) :

Nom	Référence	Version minimum du micrologiciel	Nombre d'unités
Racks standard Quantum	140 XBP 0•• 00	—	2
Alimentations Quantum	140 CPS ••• •0	—	2
Automate du système de redondance d'UC (Hot Standby) Quantum1	140 CPU 671 60 140 CPU 672 60 140 CPU 672 61	3,0 3,0 3,0	2
Modules de communication d'E/S distantes du système de redondance d'UC (Hot Standby) Quantum1	140CRP31200	1,0	2
Modules de station d'E/S distantes du système de redondance d'UC (Hot Standby) Quantum	140CRA31200 BMX CRA 312 •01	1,0	Selon les besoins
Commutateur double anneau (DRS)	TCSESM083F23F1 TCSESM063F2CU1 TCSESM063F2CS1	6.0	Selon les besoins
Modules de communication d'E/S distribuées du système de redondance d'UC (Hot Standby) Quantum	140NOC78000	1,0	Selon les besoins (8 au maximum)
Modules de communication de contrôle du système de redondance d'UC (Hot Standby) Quantum	140NOC78100	1,0	Selon les besoins (2 au maximum)

1Configuration requise pour un module adaptateur d'E/S distantes BMX CRA 312 •0 :

Micrologiciel version 3.1 ou ultérieure installée sur automate 140 CPU
Micrologiciel version 2.00 ou ultérieure installée sur 140CRP31200

NOTE : Dans une configuration de redondance d'UC (Hot Standby), les embases Ethernet et les modules connectés associés se comportent comme dans un système autonome. Autrement dit, le contrôle des E/S ne subit aucun à-coup ni perte en cas de basculement.

NOTE : le matériel ci-dessus est indispensable aux systèmes de redondance d'UC (Hot Standby), mais il ne constitue pas un système redondant en lui-même, car il ne comprend pas de modules d'E/S gérés de manière redondante.

NOTE :

Pour plus d'informations sur les modules de communication d'E/S distantes, reportez-vous au document Quantum EIO Modules d'E/S distantes – Guide d'installation et de configuration.
Pour plus d'informations sur les modules de communication d'E/S distribuées, reportez-vous au document Quantum EIO Réseau d'E/S distribuées – Guide d'installation et de configuration.
Pour plus d'informations sur les modules de communication de contrôle, reportez-vous au document Quantum EIO Réseau de contrôle – Guide d'installation et de configuration.

Redondance Quantum EIO supplémentaire

Un système de redondance d'UC Quantum EIO possède un câblage redondant en raison de sa conception en boucle de chaînage.

Dans cette configuration, on trouve trois liaisons entre les automates primaire et redondant :

liaison de synchronisation reliant directement les deux coprocesseurs
boucle de chaînage reliant les stations d'E/S distantes Ethernet entre les deux modules de communication d'E/S distantes 140CRP31200
liaison Ethernet directe entre les deux modules de communication d'E/S distantes 140CRP31200

Cette liaison directe ne peut pas comporter de stations d'E/S distantes ou distribuées. Par exemple, la configuration suivante n'est pas autorisée :

Commutateur double anneau

Comme sur un système autonome, les commutateurs double anneau () peuvent être utilisés dans un système de redondance d'UC (Hot Standby) pour :

insérer un anneau secondaire dans l'anneau principal avec chaînage
isoler les sous-anneaux les uns des autres et de l'anneau principal pour améliorer les performances du système ;
autoriser la récupération RSTP pour les équipements et les câbles sur les sous-anneaux ;
permettre l'utilisation d'un câble fibre pour des distances supérieures à 100 m entre deux équipements distants contigus ;
permettre aux équipements d'E/S distribuées de participer aux échanges sur le réseau d'E/S distantes.

NOTE : une configuration prédéfinie de commutateur double anneau (DRS), C15, est disponible pour les systèmes de redondance d'UC (Hot Standby) et permet d'espacer davantage les automates primaire et redondant à l'aide d'un câble fibre optique.

NOTE : vous pouvez également utiliser un module convertisseur fibre BMX NRP 020• pour convertir un câble cuivre en câble fibre pour les distances supérieures à 100 m. Pour plus d'informations, consultez la section Module convertisseur fibre.

NOTE : Schneider Electric fournit des fichiers de configuration prédéfinie pour configurer les commutateurs double anneau (DRS) sur des anneaux principaux et des sous-anneaux d'E/S Quantum Ethernet. Pour plus d'informations, reportez-vous au chapitre Fichiers de configuration prédéfinie dans le documentQuantum EIO - Guide de planification du système.

Pour vos calculs de performances (maintien d'un temps de récupération de 50 ms), comptez chaque commutateur double anneau (DRS) comme deux équipements Ethernet. Consultez le documentQuantum EIO - Guide de planification du système pour obtenir des informations sur les calculs de performances et les possibilités qu'offrent les commutateurs double anneau (DRS).

Exemples de topologie pour des commutateurs double anneau (DRS)

L'exemple suivant illustre deux utilisations possibles des DRSs :

Actions des DRSs : 1 et 2 Ces commutateurs double anneau (DRSs) relient les deux modules de communication d'E/S distantes 140CRP31200 dans les automates (PLC) du système de redondance d'UC (Hot Standby) espacés de plus de 100 m (longue distance), à l'aide d'un câble fibre optique. 3 Ce commutateur double anneau (DRS) relie les équipements d'E/S distribuées à l'anneau principal de la boucle de chaînage. 4 et 5 Ces commutateurs double anneau (DRSs) relient les modules adaptateur d'E/S distantes 140CRA31200 ou BMX CRA 312 •0 des deux stations d'E/S distantes, à l'aide d'un câble fibre optique, car la distance est supérieure à 100 m. 5 Ce commutateur double anneau (DRS) relie également des équipements d'E/S distribuées à l'anneau principal de la boucle de chaînage.

Cet anneau comporte deux équipements 140CRP31200, deux équipements 140CRA31200 ou BMX CRA 312 •0 et cinq commutateurs double anneau (DRSs) qui comptent pour dix équipements, soit un total de 14 équipements. 18 (32 - 14) équipements supplémentaires peuvent être ajoutés à cet anneau.

Un DRS peut être utilisé pour connecter un anneau secondaire à l'anneau principal :

Anneau principal

Sous-anneau

Liaison fibre optique de synchronisation des UC (CPU), avec un câble en fibre optique

Un seul équipement 140CRP31200 peut prendre en charge jusqu'à 31 stations d'E/S distantes. L'anneau principal peut gérer au maximum 32 équipements — dont des modules 140CRP31200, 140CRA31200 ou BMX CRA 312 •0, et des commutateurs double anneau (DRS) — et assurer un temps de récupération maximum de 50 ms.

NOTE :

Le temps de récupération de 50 ms s'applique aux E/S distantes, qui sont déterministes, et non aux E/S distribuées (non déterministes).
Lors du comptage du nombre d'équipements dans un anneau pour déterminer le temps de récupération, chaque commutateur double anneau (DRS) compte pour deux équipements.

Dans l'exemple de réseau précédent, l'anneau principal comporte six équipements à prendre en compte dans le calcul du temps de récupération :

140CRP31200 module de communication d'E/S distantes : 2 équipements
140CRA31200 ou modules adaptateurs d'E/S distantes BMX CRA 312 •0 : 2 équipements
Commutateurs double anneau (DRSs) : un DRS compte pour deux équipements

Au total, 32 – 6 = 26 équipements peuvent être ajoutés à l'anneau principal.

Consultez le Quantum EIO Guide de planification du système pour obtenir des informations sur les topologies de sous-anneau et les règles de conception associées.

Modules convertisseurs fibre

Le module convertisseur fibre optique BMX NRP 020• constitue une alternative à l'utilisation d'un commutateur double anneau () pour permettre une communication fibre optique sur un système de redondance d'UC (Hot Standby) Quantum EIO.

Vous pouvez installer des modules convertisseur fibre optique BMX NRP 020• sur des racks M340 et des stations d'E/S distantes M340 Ethernet pour :

étendre la longueur totale du réseau Quantum EIO, lorsque des stations d'E/S distantes Ethernet dans différents endroits d'une usine sont séparés de plus de 100 m ;
améliorer l'immunité au bruit ;
résoudre les problèmes de mise à la terre, si différentes méthodes de mise à la terre doivent être utilisées entre deux bâtiments.

Vous pouvez utiliser des modules convertisseur fibre optique BMX NRP 020• sur une liaison longue distance pour espacer les deux automates (PLCs) de plus de 100 m. Utilisez des modules BMX NRP 020• pour la connexion à des commutateurs double anneau () sur un système de boucle de chaînage à haute capacité lorsque vous souhaitez utiliser des d'E/S distribuées ou d'E/S distantes Ethernet, ou des .

REMARQUE : connectez les câbles fibre optique et cuivre aux ports appropriés du module BMX NRP 020•. Pour plus d'informations, reportez-vous au document BMX NRP 020• M340 NRP - Guide de l'utilisateur.

1 et 2

Ces deux modules convertisseur fibre optique BMX NRP 020• relient les deux modules de communication d'E/S distantes 140CRP31200 dans les deux automates (PLC) du système de redondance d'UC (Hot Standby) espacés de plus de 100 m (longue distance), à l'aide d'un câble fibre optique.

3 et 4

Ces deux modules convertisseur fibre optique BMX NRP 020• relient les modules adaptateur d'E/S distantes 140CRA31200 ou BMX CRA 312 •0 dans les deux stations d'E/S distantes séparées de plus de 100 m, à l'aide d'un câble fibre optique.

Pour installer des modules NRP sur un système Quantum EIO pour étendre la distance entre deux automates (PLCs) sur une liaison de redondance d'UC (Hot Standby) longue distance au-delà de 100 m, procédez comme suit :

Etape	Action
1	Installez un module convertisseur fibre optique BMX NRP 020• sur un rack M340 pour les deux automates de redondance d'UC (Hot Standby PLCs).
2	Connectez les ports émetteurs-récepteurs fibre optique des modules BMX NRP 020• sur les deux racks M340 entre eux, avec un câble fibre optique. Utilisez des modules BMX NRP 0200 pour prendre en charge la fibre multimode si la distance les séparant est inférieure à 2 km. Utilisez des modules BMX NRP 0201 pour prendre en charge la fibre optique monomode si la distance les séparant est comprise entre 2 et 15 km.
3	Connectez le port cuivre du module BMX NRP 020• au module de communication d'E/S distantes 140CRP31200 sur les deux racks locaux avec le câble cuivre.

REMARQUE : vous pouvez installer des modules BMX NRP 020• sur l'anneau principal et les sous-anneaux pour les transitions cuivre/fibre optique. Cependant, vous ne pouvez pas utiliser ces modules pour connecter des sous-anneaux à l'anneau principal.

Anneau principal

Sous-anneau

Liaison fibre optique de synchronisation des UC (CPU)

Module convertisseur fibre optique BMX NRP 020•