Tim Wallaert
Czy kiedykolwiek podałeś tylko jeden numer
telefonu, pod którym będzie się można z Tobą skontaktować, komuś, kto koniecznie
będzie musiał się z Tobą skontaktować w nagłym przypadku? Prawdopodobnie
nie. Gdy absolutnie krytyczne znaczenie ma to, żeby wiadomość do
Ciebie dotarła, na wszelki wypadek zostawiasz drugi numer jako dodatkowe
zabezpieczenie.
Twoja sieć przemysłowa nie jest
inna. Aby uniknąć ryzyka i kosztów awarii systemu i przestojów, upewnij
się, że komunikacja (i operacje) są ciągłe dzięki sieci rezerwowej lub
redundantnej.
Więc gdzie powinieneś wdrożyć redundantną
sieć? Gdyby koszt nie stanowił problemu, zrobiłbyś to wszędzie. Ale miejsce,
w którym naprawdę ma to znaczenie, to takie, gdzie pojedynczy punkt awarii może
zniszczyć całą komunikację. Liczbę pojedynczych punktów awarii
można zminimalizować dzięki odpowiedniej segmentacji sieci.
Dzielenie dużych sieci na mniejsze grupy
poprawia łatwość zarządzania, niezawodność i obsługę. Pomaga także uniknąć
pojedynczej awarii w jednej podsieci, która obejmie cały system.
Ale nawet przy właściwej segmentacji nadal
będziesz mieć kilka punktów awarii, które trudno jest ominąć. Na przykład
zwykle może istnieć tylko jedno połączenie sieciowe między głównym urządzeniem
sterującym a zdalną stacją.
Jeśli to połączenie zniknie, nie ma
sposobu, aby się komunikować. W takich miejscach dodanie redundantnego
schematu sieciowego ma sens, niezależnie od tego, czy technologia komunikacji
to Ethernet WAN, Cellular 3G czy MPLS-PPP WAN.
Innym miejscem, w którym należy szukać
wpływu pojedynczego punktu awarii, jest sytuacja, w której komunikacja jest
używana do kontroli urządzeń zabezpieczających w podstacji w czasie
rzeczywistym. Wraz z rosnącym zastosowaniem normy IEC 61850 w podstacji,
skuteczna ochrona i kontrola sprzętu zostałaby utracona, gdyby jedno z łączy
Ethernet przestało działać.
W takich przypadkach potrzebne byłyby
formy redundancji o zerowej utracie pakietów, takie jak PRP i HSR. Ale
trochę wyprzedzam samego siebie. Przyjrzyjmy się trzem
najbardziej użytecznym schematom redundancji wraz z ich zaletami i wadami.
Protokoły redundancji: plusy i minusy
Chociaż przez lata opracowywano liczne
programy redundancji, trzy z nich są szczególnie przydatne w przypadku redundancji
urządzenia nadrzędnego do podstacji. Są to:
· Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)
·
Redundancja komórkowa (Cellular Redundancy)
·
Protokół równoległej redundancji (Parallel Redundancy Protocol - PRP)
Podsumowanie opcji redundantnej sieci
komunikacyjnej
Protokół Rapid Spanning Tree: wykrywanie
przerw w sieci i ponowne umożliwianie działania połączeń
RSTP
używa pierścienia fizycznego, ale dezaktywuje jedno łącze, aby
uniemożliwić przekazywanie wiadomości i zapętlanie komunikatów. Jeśli sieć
wykryje przerwę, dezaktywowany połączenie zostanie ponownie aktywowane, a Twoje
wiadomości będą mogły przepływać przez sieć przy użyciu nowej
ścieżki. Główną zaletą tej techniki jest to, że można jej używać w
dowolnej topologii sieci.
Redundancja komórkowa: ratowanie utraconej
sieci Ethernet
Kiedy nie jest możliwe lub praktyczne,
aby dodać oddzielną fizyczną linię przewodową Ethernet, możesz użyć redundancji
komórkowej, aby zapewnić sposób na podtrzymanie komunikacji. Łącze
komórkowe pozostanie w trybie gotowości, do czasu, aż połączenie przez
pierwotną linię przewodową Ethernet zostanie utracone. Wtedy Twoja
komunikacja zostanie przeniesiona do łącza komórkowego.
Dane przepływają przez komórkową sieć redundantną,
jeśli utracono połączenie z siecią przewodową.
Protokół równoległej redundancji: zerowa
utrata pakietów
PRP wymaga dodania "skrzynki
redundancji" lub w skrócie "skrzynki red". Gdy ruch trafia
do niej, duplikuje ona pakiet wiadomości. Jeden pakiet jest wysyłany przez
jedną sieć, a drugi jest wysyłany przez drugą. Skrzynka red na drugim
końcu przekazuje pierwszą otrzymaną wiadomość do miejsca przeznaczenia i
odrzuca duplikat, gdy nadejdzie.
W przypadku awarii sieci w jednym z połączeń,
komunikat jest nadal wysyłany przez łącze, które wciąż działa. Oznacza to,
że żadne pakiety nigdy nie zostaną utracone, nawet jeśli wystąpi awaria
komunikacji w jednym z łączy. Żadne urządzenia na obu końcach nie doświadczą
opóźnienia w odbiorze pakietów.
PRP jest szczególnie przydatny w
komunikacji urządzenia nadrzędnego z podstacją.
Potrzeba redundancji dla Twojego zakładu
Skoro znasz już swoje opcje redundancji,
czy wiesz, jakie jest zapotrzebowanie na nią Twojego własnego zakładu? Skorzystaj
z naszego prostego, szybkiego narzędzia oceny umieszczonego poniżej. Nazywamy
je „Kalkulatorem nieplanowanych przestojów" i może on pomóc Twojemu szefowi,
zespołowi lub kierownictwu w przypadku inwestycji w redundancję.
Ostatecznie, niezależnie od wybranej
technologii sieciowej, niezawodna i redundantna komunikacja sprawi, że Twoje niewielkie
problemy pozostaną niewielkie i zapewni wysoką dostępność systemów.
Jakie są Twoje przemyślenia na temat redundancji
i jej znaczenia dla projektowania podstacji? Co gwarantuje, że Twoja
działalność będzie kontynuowana, jeśli wystąpi awaria systemu? Czekam
na Wasze komentarze!
Komentarz edytora: Ten artykuł został
napisany przez Tima Wallaerta, dyrektora Belden odpowiedzialnego za sektor
energetyczny.
Powiązane linki:
- dokument: Reducing the Risk, Cost and Frequency of Production Stoppages Using Network Redundancy
- strona produktowa: Redundancy - Avoid Single Points of Failure
Jeśli masz jakiekolwiek pytania,
wątpliwości czy uwagi, zapraszamy do kontaktu! Jesteśmy do dyspozycji od
poniedziałku do piątku w godz. 8:00 – 16:00.
Tel: +48 32 256 25 33
E-mail: info@pf-electronic.pl
Komentarze
Prześlij komentarz