Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
Перейти:  
 


 

Об автоматизации, АСУ ТП, КИП и электротехнике в Украине и мире

Система резервирования через Ethernet с помощью PRP/HSR от Moxa

Система резервирования через Ethernet с помощью PRP/HSR от Moxa

Оптимизированная в соответствии МЭК 61850 PRP/HSR архитектура должна обеспечивать масштабируемость для простого изменения функций и расширения возможностей подстанции. Обновление SAN (конечных устройств с одним сетевым интерфейсом) и DAN (конечных устройств с двумя сетевыми интерфейсами) до сети PRP/HSR требует создания эффективного и экономически обоснованного решения, пригодного для построения бесшовной и однородной коммуникационной инфраструктуры, обеспечивающей максимальную доступность системы. 

Первые подстанции, построенные в 1920-е годы, представляли собой простые модификации устройств, используемых для мониторинга и управления электрическими системами. В современных сложных автоматизированных подстанциях надежность сети и системы имеет первостепенное значение для обеспечения безопасности работы и высокого качества обслуживания. Одним из методов обеспечения высокой надежности связи является внедрение резервирования сети без зависимости от единой точки отказа. В этой статье мы рассмотрим существующие топологии подстанций и возможные интегральные и масштабируемые методы достижения эффективного резервирования с помощью PRP (протокола параллельного резервирования) и HSR (систем с однородным резервированием). 

Основные проблемы 

Существующие конечные устройства SAS (системы автоматизации подстанции) выполняют различные коммуникационные функции, т.е. могут действовать в качестве SAN, DAN, DANP (DAN для PRP) и DANH (DAN для HSR). Создание/модернизация инфраструктуры до сети с резервным дублированием PRP/HSR обеспечит плавное внедрение резервирования и сведет к минимуму время простоя системы. Тем не менее, с учетом большого количества устройств связи с самыми разными характеристиками обеспечение взаимной совместимости сетей становится для инженеров SAS серьезной проблемой. 

Дорогостоящее развертывание бесшовной сети 1:1 

Применение 3-портового управляемого устройства резервирования RedBox — это один из способов интеграции устаревших устройств с сетью PRP/HSR. Подключение конечных устройств к RedBox создает независимый поток трафика, обеспечивающий более высокую надежность SAS. Такой метод идеально подходит для подключения к критическим системам, которое не должно зависеть от других соединений/устройств. Тем не менее, этот тип развертывания не только дорого стоит, но и требует значительных затрат на обслуживание и установку дополнительных стоек/шкафов.  

Проблемы совместимости при использовании нескольких решений PRP/HSR 

Гибридная сеть PRP/HSR состоит из различных типов оконечных устройств. При выборе идеальных устройств для обеспечения оптимальной работоспособности в ходе модернизации сети инженерам следует учитывать такие факторы как тип корпуса, изоляцию функций и масштабируемость. Тем не менее, без создания комплексной коммуникационной платформы для системы управления операторы подстанции просто получают сеть, состоящую из устройств от различных производителей/поставщиков. Это серьезно осложняет взаимодействие, обслуживание, устранение неисправностей, а также увеличивает общую стоимость владения системой. 
  
Рекомендуемое решение 

1. Экономичный способ интеграции устаревших устройств с высоконадежной магистральной сетью 

Большинство существующих конечных устройств имеют двойные точки доступа к сети и поддерживают протокол резервирования RSTP. При наличии адекватного времени восстановления второго уровня операторы предпочитают использовать экономичный способ интеграции DAN с более надежной магистральной сетью для повышения доступности системы. Интеграция существующих кольцевых сетей в инфраструктуру PRP/HSR с использованием прозрачной технологии RSTP является идеальным решением. При использовании прозрачной технологии RSTP для объединения нескольких DAN в одну бесшовную магистральную сеть необходимо всего три 4-портовых устройства RedBox. 

2. Большой выбор вариантов развертывания масштабируемой и высокосовместимой среды 

Развертывание резервной системы оказывает непосредственное влияние на сложность и стоимость системы, которые зависят от системных требований и критичности приложений. В условиях ограниченного бюджета при оптимизации доступности системы инженеры должны учитывать требования подстанции. Существующие кольцевые сети/сети устройств должны легко интегрироваться с сетями PRP/HSR, а архитектура системы должна быть масштабируемой в соответствии с потребностями системы. 

3-портовое управляемое устройство резервирования RedBox — это идеальный выбор для критических систем связи, изоляции функций и интеграции большого количества DAN с поддержкой RSTP. Коммутаторы PRP/HSR с высокой плотностью портов оснащены модулем связи с возможностью горячей замены. Такая конструкция минимизирует среднее время ремонта и обслуживания SAN, DAN, DANP и DANH. Встроенные модули PRP/HSR позволяют устаревшим устройствам работать с протоколами PRP/HSR и не создают единую точку отказа между RedBox и конечным устройством. Встроенные компьютеры PRP/HSR позволяют создать платформу для визуального управления сетью PRP/HSR. 

Существует много методов интеграции существующих и новых платформ с решениями от одного поставщика. 

Оборудование Moxa, поддерживающее протоколы PRP/HSR 

DA-820 – SCADA-сервер с поддержкой протоколов резервирования PRP/HSR 

Встраиваемый компьютер DA-820 был специально спроектирован для применения на электрических подстанциях для локальных SCADA, мониторинга среды, видеонаблюдения, преобразования протоколов и приложений резервирования данных.  

Серия компьютеров DA-820 работает на процесоррах Intel Quad Core i7-3612QE, обеспечивающим высокую производительность и является первой в мире серией промышленных компьютеров применяемых в качестве сервера управления PRP/HSR протокола. Протокол параллельного резервирования PRP в Ethernet сетях обеспечит мгновенное восстановление связи, без потери времени и пакетов данных. 

Преимущества стоечного промышленного компьютера MOXA DA-820: 

Минимизация вероятности возникновения ошибок: 
- Двойная ориентированность на высокую надёжность - поддержка RAID 0/1/5/10 и технологии PRP/HSR 
- Безвентиляторное охлаждение 
- Соответствие сертификату ICE 61850-3 (температурный класс C3 и EMC уровень 4) 
Ускоренное обнаружение ошибок: 
- Мониторинг PRP/HSR и интеллектуальный контроль 
- Управление собственным состоянием на основе технологии SNMP 
Оптимизация восстановления после ошибок: 
- OS Smart Recovery API автоматически восстанавливает систему после сбоя 

Коммутатор МЭК61850 PT-7728 с модулем PRP/HSR 

PT-7728 – серия коммутаторов МЭК61850, которая уже хорошо себя зарекомендовала. Для развития популярного решения Moxa разработала модуль с аппаратной поддержкой PRP/HSR. 

PT-7728 полностью соответствует требованиям, предъявляемым к системам связи энергетической и транспортной отрасли. По параметрам надежности, резервирования и электромагнитной совместимости оборудование отвечает стандартам: 
- МЭК 61850-3, IEEE 1613 – сети и системы связи на энергетических подстанциях. 
- NEMA TS2 – системы управления дорожным движением. 
- EN50121-4 – железнодорожный транспорт. Электромагнитная совместимость.  

Коммутатор характеризуется следующими основными особенностями: 
- модульное безвентиляторное исполнение; 
- поддержка стандартов Fast Ethernet 10/100 и Gigabit Ethernet; 
- передача данных по «витой паре» и оптоволокну; 
- монтаж в стойку 19”, высота 1U; 
- электропитание 24 В (пост.), 48 В (пост.), 110/220 В (пост. или перем.); 
- работа в расширенном температурном диапазоне -40 ~ +85 C. 

PT-G503-PHR-PTP -3-х портовые управляемые устройства резервирования RedBox стандарта IEC 61850-3/62439-3 

Устройства резервирования RedBox PRP/HSR серии PT-G503-PHR-PTP соответствуют последним стандартам резервирования, IEC 62439-3 Класс 4 (Parallel Redundancy Protocol, PRP) и IEC 62439-3 Класс 5 (High-availability Seamless Redundancy, HSR). Технологии PRP/HSR обеспечивают высочайшую целостность данных для критически важных приложений и/или систем автоматизации технологических процессов, требующих нулевого времени восстановления при срабатывании функции резервирования.  

Устройства также поддерживают протоколы Coupling и QuadBox, с помощью которых кольца HSR могут быть соединены друг с другом для создания более сложных резервируемых топологий. Устройства серии PT-G503-PHR-PTP имеют 3 комбо-порта 10/100/1000BaseT(X) / 100/1000BaseSFP. INTERLINK порт обеспечивает внутреннюю связьс SAN (Singly Attached Node). Другие два порта (LAN A и LAN B) – связь по резервированным протоколам PRP/HSR. Благодаря Ethernet-портам Full Gigabit устройства серии PT-G503-PHR-PTP обеспечивают высокую производительность систем PRP/HSR. Кроме того, устройства серии PT-G503-PHR-PTP обеспечивают аппаратную поддержку протокола IEEE 1588v2 для синхронизации времени в критически важных системах. Устройства имеют резервированные входы питания с изоляцией для подключения источников питания 24/48 В пост.тока или 110/220 В пост./перем.тока. 

Особенности 
- Соответствует стандартам IEC 61850-3, IEEE 1613 (цифровые подстанции) 
- Соответствует стандарту IEC 62439-3 пункт 4 (PRP) и пункт 5 (HSR) 
- Поддержка функций PRP/HSR Coupling и QuadBox 
- Выделенная Ethernet-консоль для локального доступа 
- Встроенный MMS-сервер, соответствующий стандарту IEC 61850-90-4 для интеграции с PowerSCADA 
- Аппаратная поддержка стандарта IEEE 1588v2 PTP 
- Соответствие требованиям стандарта безопасности NERC CIP 
- Изолированные входы питания с функцией резервирования с универсальным диапазоном рабочего напряжения 24/48 В пост.тока или 110/220 В   пост./перем.тока 
- Диапазон рабочих температур от -40 до 85°C 

По материалам Moxa