Продукция MOXA в Украине "Вектор" Киев премьер - дистрибьютор MOXA в Украине
Продукция MOXA. Поиск по группе и наименованию.  

Новостная рассылка MOXA в Украине

    Повышение надежности сетевых систем управления

   Создавая сеть управления в которую входят различные управляемые устройства, подключаемые к сети при помощи PLC (программируемых логических контроллеров), всегда нужно помнить, что не только сами PLC могут быть уязвимым местом в сети управления. Наиболее часто, необходимо позаботиться о том, чтобы сама Ethernet сеть была обеспечена высокой надежностью. Повышение надежности Ethernet сети обеспечивается резервированием (избыточностью) ее отдельных критических путей. Как правильно осуществить подобное резервирование мы осветим ниже.
  Итак, основные методы решения проблемы повышения надежности при создании современной сети управления могут быть:
 - Создание двух Ethernet сетей управления.
 - Создание кольцевой архитектуры Ethernet сети управления.

   Ниже рассмотрены также примеры решений для конкретных применений.

 Создание двух Ethernet сетей управления

   В общем случае для создания избыточности Ethernet сети организовывается две физически отдельные Ethernet сети, выполняющие все операции параллельно. Каждое из управляемых устройств подключается к двум сетям одновременно. Если одна из сетей прекращает свое функционирование, то выполнение операций управления не нарушается, поскольку связь с устройствами выполняется через другую сеть.

Две физически отдельные Ethernet сети для повышения надежности

  Метод, использующий резервирование с применением двух Ethernet сетей - прост для понимания, но реализация его на практике иногда оказывается затрудненной. Каждое из управляемых устройств и управляющий компьютер должны иметь способность управлять двумя отдельными Ethernet связи и переключать потоки данных в реальном времени, без потери данных в случае выхода из строя одной и сетей. Для этих целей используются специальные протоколы и программные решения.

   Подключение PLC к двойным Ethernet сетям может быть также не простой задачей - используемое PLC может иметь лишь единственный Ethernet порт, не говоря уже о двух. Наличие двух Ethernet портов и возможность переключаться для работы на необходимую сеть сопряжено с определенными трудностями, которые могут быть решены только при создании новых, современных контроллеров. Значительно проще для работы с традиционными PLC или RTU, имеющими обычно RS-485 интерфейс, использовать специализированные сервера устройств с последовательным интерфейсом, имеющие возможность подключения к двум Ethernet сетям (серия MOXA CN2600).

Использование специализированных серверов устройств с последовательным интерфейсом, имеющие возможность подключения к двум Ethernet сетям (серия MOXA CN2600)
  Современные сетевые устройства могут иметь и другие функциональные характеристики, специально разработанные для создания Ethernet сетей с резервирование, например, фирменные протоколы обмена, двойные MAC адреса, специализированные драйвера для управляющих компьютеров, которые автоматизируют согласование при работе с двумя Ethernet сетями.

 Создание кольцевой архитектуры Ethernet сети управления

   Хотя дублированные (двойные) Ethernet сети предоставляют чрезвычайно высокую надежность и могут быть иногда единственным решением для критических задач управления, все же они имеют и некоторые недостатки: дополнительные затраты на провода и Ethernet порты и значительные инвестиции в разработку программного обеспечения. 
   Второй метод обеспечения резервирования Ethernet сети состоит в применении кольцевой архитектуры. Это метод предполагает всего одну Ethernet сеть, в которой все управляемые устройства "закольцованы". Выход из строя одного из путей в Ethernet сети не приводит к прекращению процесса управления, так как всегда имеется альтернативный путь доступа к устройствам.
   При этом методе, подключение PLC к Ethernet кольцу значительно проще, поскольку для этого требуется всего одна   Ethernet связь. PLC с Ethernet портом могут быть подключены к Ethernet кольцу посредством Ethernet коммутаторов.

Создание кольцевой архитектуры Ethernet сети управления

   Если применяемый PLC имеет только RS-485 интерфейс (а не Ethernet), то для его подключения могут использоваться стандартные Ethernet сервера доступа для последовательных устройств (например, MOXA NPort IA 5150/5250). Эти сервера подключаются между PLC и Ethernet коммутаторами.


   Оптимальнее все же использование Ethernet серверов доступа для последовательных устройств, имеющих 2 сетевых интерфейса (например, MOXA NPort 6250). В этом случае можно обойтись и без промежуточных Ethernet коммутаторов, включив эти устройства в кольцевую сеть.

Использование Ethernet серверов доступа для последовательных устройств, имеющих 2 сетевых интерфейса (например, MOXA NPort 6250).

   Преимущества этого метода (кольцевая сеть) состоят в снижении требований, предъявляемым к устройствам, простоте реализации и сокращении времени и стоимости создания проекта автоматизации. Хотя связь между PLC и Ethernet сетью не резервируется, во многих случаях - это оптимальное решение и естественный компромисс между надежность и стоимостью.

 Примеры решений 
   Рассмотрим несколько реальных задач управления и как вышеописанные методы помогут их решить.
   Например, на электроподстанции имеется система управления на основе управляющего компьютера и нескольких контроллеров - RTU, непосредственно управляющих оборудованием подстанции. Для этого случая, необходимо резервирование как управляющих компьютеров, так и Ethernet связей. Это означает, что оптимально использовать архитектуру с двумя Ethernet сетями.
   RTU подключаются к специализированному Ethernet серверу последовательных устройств и имеющего два сетевых порта. Сервер устройств с последовательным интерфейсом подключается своими сетевыми портами к двум Ethernet сетям и обеспечивает резервирование потоков данных от/к управляемым устройствам. Выход из строя одной из Ethernet сетей не приведет к остановке процесса управления устройствами.
система управления электроподстанции

   В поезде, например, существует система управления, осуществляющая контроль климатом, пожарной безопасностью и другими устройствами, необходимыми для обеспечения работоспособности подвижного состава.
   Для обеспечения необходимой надежности решения с минимальными затратами могут быть использованы Ethernet сервера доступа для последовательных устройств, имеющие 2 сетевых интерфейса (например, MOXA NPort 6250), которые объединяются в кольцевую архитектуру. Все контроллеры управляемых устройств продолжают функционировать даже тогда, когда один из путей выходит из строя.
Система управления на поезде

  Выводы

  
Существует несколько эффективных путей достижения повышения надежности сетей управления. При полном резервировании сетевых связей и связей с устройствами достигается самая высокая надежность решения, но его цена так же становится выше. Альтернативные решения, имеющие меньшую стоимость, основываются на использовании кольцевой топологии. Эти решения обеспечивают высокую надежность сетевых связей PLC или RTU, но с меньшими затратами. Выбор решения, которое полностью устроит пользователя определяется его специфическими требованиями.

Продажа продукции MOXA на Украине : 
Киев: Тел. -  38 (044) 244-97-40. E-mail sales@moxa.com.ua  
Поддержка продукции MOXA на Украине - Телефон - 38 (044) 452 - 75 -11, E-mail support@moxa.com.ua.

©2008  Moxa & Vector All rights reserved.
Перевод компании "Вектор " Киев - премьер дистрибьютора MOXA в Украине.
 Перепечатка и воспроизведение любых фрагментов данной рассылки только с разрешения  компании "Вектор".