Richard
Weatherburn
Dokładnie jak systemy automatyki przemysłowej w
zakładach migrują z sieci komputerowej do sieci Ethernet, tak robią też sieci
kontrolujące nowoczesne systemy transportowe. Zastanówmy się przez chwilę nad
systemami kolejowymi, które obejmują wszystko od systemów metra w miastach do
lekkich sieci kolejowych w głównych obszarach miejskich po szybkie pociągi
łączące stany lub kraje.
Nowe wymagania, takie jak zapotrzebowanie pasażerów na
dostęp do Internetu, potrzeba elastycznych re-konfiguracji pociągów i stale
rosnące wymagania produktywności, napędzają organizacje kolejowe, aby przyjąć
przemysłową sieć Ethernet. Podczas gdy tradycyjna technologia fieldbus jest
prosta i bardzo niezawodna, Ethernet oferuje zalety elastyczności, łatwości
użycia i komunikacji w czasie rzeczywistym.
Nie trzeba dodawać, że bezpieczeństwo i niezawodność
mają ogromne znaczenie dla systemów transportowych. Jak zatem systemy
Ethernetowe, zwłaszcza gdy zawierają przemysłowe bezprzewodowe technologie,
spełniają zarówno wymagania zastosowań, jak i wymagania wysokiej niezawodności?
3
trendy napędzające przemysłową bezprzewodową technologię dla kolei
Zdolność do zapewnienia pasażerom dostępu do Internetu
na pokładach jest kluczowym trendem w kierunku zastosowania przemysłowych
bezprzewodowych technologii Ethernet w kolejnictwie. Dzisiejsi pasażerowie chcą
nie tylko WiFi, ale posiadanie go zwiększa liczbę pasażerów. Łączność Ethernet
ułatwia również dostarczanie informacji o godzinach przybycia i połączeniach w
czasie rzeczywistym.
Pociągi są często ponownie konfigurowane, aby
zmaksymalizować zysk i obniżyć koszty. Na przykład grupy wagonów są dodawane
razem w godzinach szczytu, a następnie usuwane podczas słabszych okresów.
Łączenie i rozłączanie wagonów kolejowych może być trudne i czasochłonne, ale
technologia bezprzewodowa sprawia, że proces jest szybszy i bezpieczniejszy.
Aby pociągi pasażerskie działały zgodnie z
oczekiwaniami, gromadzenie i monitorowanie danych musi odbywać się w wielu
systemach pokładowych, magazynowych i scentralizowanych. Dzięki przemysłowej
technologii bezprzewodowej jest to możliwe i zapewnia wzrost wydajności w
zakresie oszczędności paliwa, niezawodności oraz obniżonych kosztów diagnostyki
i konserwacji. Inne korzyści obejmują zwiększone bezpieczeństwo (za pomocą
kamer monitorujących), krótsze czasy przebywania na peronach i zmniejszoną
odległość między pociągami.
Podczas gdy bezprzewodowa technologia przemysłowa przynosi znaczne korzyści, wyzwaniem związanym z projektowaniem sieci jest
zapewnienie bezkompromisowego bezpieczeństwa ruchu i sieci o wysokiej
dostępności. Ponadto systemy komunikacyjne muszą spełniać rygorystyczne
wymagania dotyczące specyfikacji i certyfikacji. Standardy różnią się w
zależności od regionu; Ten dokument zawiera ich dobre podsumowanie.
Kiedy już wiesz, jakie standardy krajowe musi spełnić
twój system, oto inne czynniki, które należy uwzględnić w projekcie sieci:
Określ wartość IP, którą musi spełniać sprzęt
bezprzewodowy i inny sprzęt sieciowy. Na przykład, jaki poziom odporności na
wodę, jaki zakres temperatur i jaki poziom wyładowania elektrostatycznego musi być
możliwy do spełnienia w rozważanym systemie kolei?
Miary redundancji
Niezawodność jest najważniejsza, a pociągi wymagają
niezawodnych środków, aby utrzymać swoją sieć przemysłową w ruchu. W
szczególności w przypadku urządzeń bezprzewodowych produkty z wbudowanym
równoległym protokołem redundancji (PRP) znacznie zwiększają niezawodność i
jakość połączeń bezprzewodowych. PRP jest kluczem do osiągnięcia wymagań
przemysłu kolejowego w zakresie strat i opóźnień.
Jeśli nie znasz się na PRP, zapoznaj się z tym dokumentem
oraz artykułami (1, 2), które poruszają ten temat.
Rozważ znaczenie doboru urządzeń sieci
bezprzewodowych, które umożliwią zdalne monitorowanie i zarządzanie z
centralnej lokalizacji. Na przykład oprogramowanie do zarządzania siecią
rozpoznaje topologię pokładowej sieci pociągu i wykorzystuje te informacje do
przypisywania numerów do wagonów, a nawet konkretnych miejsc.
Czynniki bezpieczeństwa
Kamery oparte na IP na peronach lub z przodu pociągu
odgrywają ważną rolę w poprawie bezpieczeństwa pasażerów i bezpieczeństwa sieci
pociągu. Aby to zapewnić, określ punkty dostępu bezprzewodowego dla bezpiecznej
transmisji informacji wideo i podłącz je do przełączników z obsługą Power over
Ethernet, aby zapewnić prostotę instalacji i opłacalność.
Standardy technologii bezprzewodowej
Oprócz spełnienia krajowych certyfikatów dla obszaru
operacyjnego kolei, upewnij się, że wybrana technologia bezprzewodowa spełnia
standardy transmisji IEEE 802.11n. Ten standard znacznie poprawia niezawodność zastosowania.
Przyszła ekspansja
Dobrze zaplanowana i posegmentowana sieć Ethernet
zapewnia korzyści związane z ekspansją i elastycznością. Wykorzystaj tutaj
swoje umiejętności, aby upewnić się, że wraz ze wzrostem szybkości transmisji
danych lub zmianą potrzeb programistycznych, infrastruktura komunikacyjna może
łatwo się dostosować.
Zmodernizowana
przemysłowa sieć bezprzewodowa dla pokładowego systemu kolejowego
Powyższy rysunek przedstawia typową konfigurację sieci
bezprzewodowej w pokładowym systemie kolejowym. W tym scenariuszu operator
kolei poszukiwał szybkiej i niezawodnej transmisji danych operacyjnych i
informacji o pasażerach za pośrednictwem przemysłowej infrastruktury Ethernet,
a także wzajemnego połączenia wielu systemów pokładowych za pomocą szybkich
przełączników Ethernet.
Operator musiał stawić czoła wielu wyzwaniom związanym
z tym zastosowaniem, w tym zapotrzebowaniu na połączenia danych między wagonami
kolejowymi o prędkościach przekraczających 100 Mb/s i utrzymaniu instalacji na
minimalnym poziomie z niewielkim lub zerowym wpływem na istniejące okablowanie.
Jak pokazano na rysunku, sieć została podzielona na
kilka stref w oparciu o parametry fizyczne, a każda strefa jest obsługiwana
przez jeden lub dwa bezprzewodowe punkty dostępowe (OpenBAT-R) i jeden
przemysłowy przełącznik Gigabit zarządzany przez Ethernet (OCTOPUS OS32).
Wybrane punkty dostępu oferowały podwójne moduły
bezprzewodowe, a w niektórych przypadkach można było je wykorzystać zarówno do
wewnętrznych usług WiFi, jak i do komunikacji między wagonami. Ta podwójna
funkcja pomogła zminimalizować potencjalne problemy z instalacją.
Zarządzane przełączniki Gigabit używane w tym
zastosowaniu posiadały funkcje Power over Ethernet (PoE) i dlatego mogły
zasilać urządzenia bezprzewodowe bezpośrednio przez Ethernet. Eliminowało to
konieczność instalowania zasilaczy i okablowania dla urządzeń bezprzewodowych,
co również upraszczało instalację i zmniejszało koszty.
Przełączniki zapewniały również lokalną łączność
przewodową w każdym wagonie szynowym dla wszystkich innych usług i zastosowań opartych
na sieci Ethernet. Dzięki możliwości obsługi do dwóch portów Gigabit,
przełączniki będą w stanie dostosować przyszłe zwiększenie szybkości transmisji
danych.
Ostatecznie połączenie przemyślanej konstrukcji sieci
z odpowiednimi produktami pomogło zaktualizować tę sieć kolejową operatorowi i
zapewnić jej bezpieczeństwo w przyszłości. Wykorzystanie najnowszej technologii
bezprzewodowej umożliwiło pokonanie wyzwań i osiągnięcie zdefiniowanych celów
sieci i łączności.
Wysoka
niezawodność jest osiągalna
Przemysłowe systemy bezprzewodowe oparte na
technologiach Ethernet oferują znaczne korzyści systemom kolejowym. Kluczem do
osiągnięcia korzyści i spełnienia wysokich standardów niezawodności i
bezpieczeństwa jest stosowanie sprzętu sieciowego z:
· Oceną klasy ochrony niezbędnej do prawidłowego funkcjonowania w fizycznym
środowisku kolei
· Certyfikatami
i zatwierdzeniami potrzebnymi w kraju działalności
· Przełącznikami
obsługującymi PRP i urządzenia bezprzewodowe
· Zgodnością
z IEEE 802.11n
· Łatwą
integracją z oprogramowaniem do zarządzania siecią
Ponadto upewnij się, że sieć jest dobrze
zaprojektowana i podzielona na segmenty, aby umożliwić przyszły rozwój i
elastyczność.
Czy
wdrożyłeś bezprzewodowe urządzenia przemysłowe do systemów transportowych? Jeśli
tak, jak się spisały? Czekam na wiadomość od Ciebie!
Artykuł
ten powstał dzięki fachowej wiedzy Richarda Weatherburna, managera ds. marketingu
wertykalnego w Belden, odpowiedzialnego za sektor transportu.
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