Przejdź do głównej zawartości

Redundancja sieci dla komunikacji dzisiejszych podstacji

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:
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

Popularne posty z tego bloga

Ethernet przemysłowy a zwykły Ethernet: dlaczego to ma znaczenie?

Sylvia Feng Środowiska przemysłowe są trudne. Mówię o oleju, kurzu, wodzie i wysokich temperaturach. Środowisko, w którym działa wiele obiektów przemysłowych, znacznie różni się od budynku biurowego lub sklepu detalicznego. Mimo to oczekuje się, że wiele (pozornie) podstawowych funkcji będzie działać płynnie, pomimo tych warunków. Fabryki muszą mieć możliwość przesyłania danych z jednej maszyny do drugiej i muszą mieć możliwość polegania na kablu, aby działał w ekstremalnych warunkach. Jednym z obszarów, który może wywrzeć niesamowity wpływ na producentów, zarówno pozytywnie, jak i negatywnie, jest niezawodność, bezpieczeństwo i siła ich kabla sieciowego. Po prostu użycie dowolnego kabla Ethernet nie będzie działać. Zwykłe urządzenia, które mogą działać dobrze w warunkach biurowych z kontrolowaną temperaturą, nie wytrzymają ekstremów środowiska przemysłowego. Oto świetna analogia: jak niedorzeczne byłoby umieścić pingwina na pustyni? Wszyscy wiemy, że pingwiny nie

W jaki sposób wibracje, hałas i przesłuch mogą powodować przestoje

Jeremy Friedmar Trudne środowiska wymagają wytrzymałych produktów Wibracje i hałas są powszechne w środowiskach przemysłowych, takich jak produkcja i transport kolejowy. Huk linii montażowych może zakłócać transmisję danych, a złącza mogą stać się luźne. Zastanów się, ile wibracji występuje, gdy wagon jedzie do miejsca docelowego. Środowiska takie jak te wymagają solidnego produktu. Oto świetna analogia: jak absurdalnie byłoby, gdyby zespół rockowy ćwiczył w bibliotece? Byłoby to nie tylko zakłócające, ale całkowicie uniemożliwiałoby normalne funkcjonowanie. Wibracje i hałas w bibliotece byłyby nie do zniesienia dla osób pracujących w tej przestrzeni. W przypadku środowiska przemysłowego głównym skutkiem zarówno hałasu, jak i wibracji jest utrata sygnału. Ma to szczególne znaczenie w przypadku okablowania Ethernet ze względu na fakt, że może powstać wyższy bitowy poziom błędu, co jest szkodliwe dla sieci komunikacyjnej wymaganej dla czasu pracy bez przestojów. Wpł

Zmniejsz swoje maszyny, używając mniejszych kabli

Sri Senthamaraikannan Mniejsze maszyny zaczynają się od mniejszych kabli Jeśli jesteś konstruktorem maszyn, wiesz, jak ważny jest trend miniaturyzacji i jak nieustannie musisz dążyć do projektowania precyzyjnych i wydajnych maszyn. Mniejsze maszyny zmniejszają zapotrzebowanie na energię, zwiększają elastyczność projektowania, pozwalają między innymi na pracę większej liczby maszyn w tej samej zatłoczonej fabryce i obniżają koszty konserwacji. Wszystko to oznacza niższe koszty i większą wydajność. A dla Ciebie mniejsze maszyny oferują nie tylko możliwość sprzedaży większej ich liczby, ale także oszczędzają czas i pieniądze na każdym etapie procesu produkcyjnego - od zaopatrzenia, przez montaż, wysyłkę, logistykę, aż po instalację. Aby to wesprzeć, Belden opracował wysokiej jakości, wytrzymały przemysłowo kabel elektroniczny, który oferuje taką samą wydajność jak tradycyjny kabel elektroniczny 300 V – a jest znacznie mniejszy i bardziej elastyczny. Kabel  SpaceMaker  ma oko