Przejdź do głównej zawartości

Projektowanie podstacji - integracja urządzeń szeregowych w inteligentną sieć

Tim Wallaert

W ostatnich latach na temat "Smart Grid" zostało napisane bardzo dużo, a większość skłania Cię do myślenia, że ​​każda podstacja komunikuje się za pomocą szybkiego Ethernetu pomiędzy wszystkimi jej różnymi komponentami. Ale spójrzmy prawdzie w oczy - zakłady nie zastępują niczego, dopóki nie jest to absolutnie konieczne.


Inteligentne urządzenie elektroniczne (IED) zainstalowane 15 lat temu w celu monitorowania statusu transformatora jest nadal dostępne. Nikt nawet nie pomyśli o modernizacji IED, dopóki nie dojdzie do awarii jego samego lub transformatora. Oznacza to, że przestarzały port szeregowy w IED będzie głównym sposobem komunikowania się z tym urządzeniem przez dość długi czas.

Nasuwa się pytanie, w jaki sposób włączyć szeregowe urządzenia komunikacyjne do nowoczesnej infrastruktury Ethernet. Dzisiaj przyjrzymy się temu niezwykle ważnemu, często pomijanemu problemowi.


Trendy w komunikacji podstacji
Po pierwsze, zróbmy krok wstecz i przyjrzyjmy się dwóm trendom, które spowodowały, że zakłady ponownie oceniły swoją infrastrukturę komunikacyjną podstacji. Jednym z trendów jest migracja sieci elektrycznej z niezawodnego, ale mało elastycznego systemu do "inteligentnej sieci", która zapewnia elastyczność i wydajność. Wymaga również dwukierunkowej komunikacji danych, co nie jest możliwe w przypadku tradycyjnych sieci elektrycznych.

Drugim trendem jest coraz powszechniejsze stosowanie przez przemysł technologii sieci Ethernet do komunikacji. Grupa doradcza ARC szacuje, że wzrost liczby przemysłowych sieci Ethernet rośnie średnio o około 12 procent rocznie.

Ostateczna "gra końcowa" wydaje się być rozwiązaniem Smart Grid opartym na technologii sieci Ethernet. Ale dotarcie tam nie nastąpi z dnia na dzień, pozostawiając wiele zakładów z wyzwaniem włączenia starszych schematów komunikacji szeregowej z nowszymi schematami komunikacji Ethernet. Schematy hybrydowe łączące oba rozwiązania są bardzo powszechne.

Dlaczego podłączanie szeregowych urządzeń komunikacyjnych jest ważne
Kluczową cechą inteligentnej sieci jest jej zależność od komunikacji dwukierunkowej. Ułatwia to:
·   Integrację zasobów odnawialnych z siecią
·   Zwiększenie niezawodności poprzez monitorowanie sprzętu i rozwiązywanie problemów, zanim spowodują one awarię
·   Skrócenie czasu odzyskiwania poprzez inteligentne przełączanie zasilania wokół obszarów dotkniętych przestojem
·   Spełnienie szczytowego zapotrzebowania bez budowania bardziej tradycyjnych urządzeń wytwórczych

Aby to osiągnąć, komponenty sieci elektrycznej muszą szybko się komunikować i udostępniać dane. Właśnie dlatego sieci Ethernet i sprzęt komunikacyjny są instalowane w podstacjach, umożliwia to dwukierunkową komunikację danych. Jest to kolosalna modernizacja, a wszystkie oszczędności kosztów są ważne.

Zatem maksymalizacja użyteczności starszych urządzeń IED i innych urządzeń komunikacji szeregowej poprzez połączenie ich z nowoczesną infrastrukturą sieci Ethernet jest ważną strategią oszczędzania kosztów. Nie tylko wydłuża to żywotność sprzętu, ale może znacznie obniżyć koszt modernizacji dla systemu komunikacji, który jest gotowy na Smart Grid.

Tajemnica hybrydowego systemu komunikacyjnego: serwery terminalowe
Oto wyzwanie - infrastruktura komunikacyjna Ethernet jest (lub już niedługo będzie!) gdzieś w podstacji łączącej nowsze IED (z wbudowanym Ethernetem) z przełącznikiem lub routerem z połączeniem z siecią WAN.

Jak uzyskać dostęp do starszych urządzeń szeregowych podłączonych do sieci Ethernet?

Kluczowym urządzeniem, które wykonuje to zadanie, jest serwer terminalowy. Mówiąc krótko, komunikacja szeregowa wchodzi do jednego portu i wychodzi jako Ethernet z innego portu.

W podstacji prawie zawsze istnieje potrzeba kierowania sygnałów. Właśnie dlatego produkty serwerów terminalowych Belden są również routerami.


Istnieją trzy główne serwery terminalowe/routery w linii produktów Belden GarrettCom.
·   10RX to najwyższej klasy router, obsługujący porty światłowodowe do 10 gigabitów i 32 porty szeregowe. Obsługuje również zaawansowane funkcje bezpieczeństwa i zawiera zaporę sieciową.
·   Jeśli nie potrzebujesz wszystkich portów światłowodowych Gigabit, ale nadal potrzebujesz wielu połączeń szeregowych, to 10XTS będzie najlepszym wyborem.
·   Wreszcie, wiele podstacji ma tylko kilka urządzeń do połączenia - kilka portów szeregowych i kilka szybkich portów Ethernet. W tym przypadku DX940 to najlepszy wybór.


Najlepsze metody projektowania komunikacji podstacji
Na początku artykułu wspomnieliśmy, że integracja komunikacji szeregowej z infrastrukturą Ethernet stanowi kluczowy etap w projektowaniu komunikacji podstacji. Skoro wiesz już, jak to zrobić, w jaki sposób zbudujesz resztę sieci?

Nie martw się. W Belden mieliśmy ten przywilej, że mogliśmy pomóc wielu zakładom wdrożyć komunikację w swoich podstacjach. Po drodze opracowaliśmy serię "najlepszych metod", które zaobserwowaliśmy. Zestawiliśmy je wszystkie razem. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, pobierz ten dokument.

Czy ktoś zna jakieś historie o naprawdę starych urządzeniach szeregowych? Jeśli tak, podzielcie się z nami swoją!

Komentarz edytora: Ten artykuł powstał dzięki wkładowi Tima Wallaerta, naszego dyrektora marketingu odpowiedzialnego za sektor energetyczny.

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

Jak wybrać odpowiedni kabel VFD?

Peter Cox
W części 1 mojego wpisu na temat żywotności kabla i silnika VFD wyjaśniłem, w jaki sposób użycie kabla THHN lub innego niespecjalistycznego kabla do połączenia VFD z silnikami prowadzi do przedwczesnej awarii silnika i szumu elektronicznego, który sieje spustoszenie w czujnikach procesowych i obniża bezpieczeństwo na hali produkcyjnej. Specyfikacja wyspecjalizowanego kabla VFD może pomóc w uniknięciu tych problemów, ale niestety nie ma żadnych standardów dla funkcji i konstrukcji kabla VFD, więc na pewno weryfikacja pozostaje w interesie kupującego. Tutaj, w części 2, omówimy, czego szukać w kablu VFD, abyś mógł podjąć bardziej świadomą decyzję.
Unikaj awarii i nie tylko - lista kontrolna W wielu zakładach niemal „spodziewano się” częstych wyłączeń napędów i/lub awarii silnika podłączonego do VFD co kilka lat, szczególnie w wyniku uszkodzenia łożyska lub izolacji. Jeśli tak się dzieje, specyfikacja dobrze zaprojektowanego kabla VFD może wyeliminować awarie i znacznie wydłużyć c…

Nowa parametryzacja - „IO-Link bez skomplikowanej części”

Artjom Bil
Co to jest IO-Link? Technologia IO-Link, oparta na standardzie IEC 61131-9 dla sterowników programowalnych, umożliwia komunikację między inteligentnymi czujnikami, siłownikami i sterownikami PLC wszelkiego rodzaju. Odegrała ważną rolę w praktycznym gromadzeniu i monitorowaniu danych produkcyjnych. Ten nieoceniony przepływ informacji daje producentom możliwość ciągłego dostrajania swojej działalności, optymalizacji jakości i wydajności oraz minimalizacji przestojów. Jako taka jest podstawową potrzebą komunikacji na poziomie lokalnym i umożliwia przejrzystość danych w ramach Przemysłowego Internetu Rzeczy.

Można by pomyśleć, że operatorzy przemysłowi pokochaliby technologię IO-Link. Niestety, w rzeczywistości jest to stosunek miłość/nienawiść.
Wielu użytkowników uważa, że ​​technologia IO-Link jest świetna, dopóki nie będą musieli zarządzać bibliotekami parametrów urządzeń IO-Link w sieci. Może to stać się bardzo skomplikowane, a użytkownicy lub nabywcy zbyt późno rozpoznają wyso…

MPLS-TP: MPLS wychodzi naprzeciw Twoim oczekiwaniom

Howard Linton
W ostatnich latach wielu przemysłowych użytkowników sieci szkieletowej znalazło się w sytuacji bez wyjścia. Dobrze znane sieci SONET i SDH z komutacją łączy, z których korzystają od dziesięcioleci, gwałtownie przestają nadążać z zaspokajaniem rosnącego zapotrzebowania na wideo, dane i inne zastosowania wymagające dużej przepustowości. Jednak najczęstszą praktyczną alternatywą - dla wielu, IP/MPLS - jest protokół wyraźnie przeznaczony dla bardziej złożonych operatorów sieci. Okazuje się, że jest to zbyt kosztowne, skomplikowane i mało funkcjonalne dla konkretnych potrzeb przedsiębiorstw użyteczności publicznej, transportu, rurociągów i innych użytkowników przemysłowych działających we własnej sieci szkieletowej.

No cóż, są też dobre wieści, ponieważ na szczęście istnieje mniej znany aspekt MPLS, który jest faktycznie przeznaczony do zaspokojenia potrzeb tej dużej bazy użytkowników. Nazywa się MultiProtocol Label Switching-Transport Profile lub MPLS-TP i może pomóc użytkowni…