Предизвикателства

В момента навлизаме в четвъртата индустриална революция, чиято основна парадигма е, че информацията и по-дълбоката интеграция между машини, оператори и мениджмънт е основната движеща сила в повишаване на производителността. За да се реализира тази идея трябва всяка машина, съоръжение и процес в едно производство да са обвързани помежду си, а целият поток от данни да постъпва в единна система за управление където да се превръща в полезна информация, която да спомогне за оптимизиране на производствения процес.

Тази по-дълбока интеграция и взаимозависимост изисква и голяма степен на надеждност на новоизградената кибер-физична система и поражда критична необходимост от сигурна и надеждна връзка към сървъра следящ производствените процеси. Срив в преноса на данни може да причини огромни щети на производствения процес. Поради тази причина, съвременният стремеж за „умно“ производство не би бил възможен без надеждна и бърза индустриална комуникационна мрежа.

За това мрежовите комутатори в опорният оптичен пръстен трябва да отговарят на редица условия породени от тежкият производствен процес като устойчивост на вибрации, електрически шокове, голяма температурна амплитуда, високочестотни и електромагнитни смущения и др. Освен това, индустриалната мрежа трябва да покрива голяма площ с висока скорост и надеждност.

В системи от подобен род се въвеждат клиентски устройства с разнообразни протоколи и начини на обмен на данни. Поради това мрежовия комутатор трябва да може да поддържа работа с индустриални протоколи на различни производители.

С навлизането на различни устройства в една комуникационна мрежа изискванията за нейната сигурност и стабилност също се повишават. За това трябва да има възможност за логическо разделяне на отделните потребители.

Не на последно място, мрежовите комутатори трябва да позволяват лесен монтаж и подмяна без това да води до спиране на комуникацията.

Проект с мрежови комутатори Wago 852-1305

Като част от проект за изграждане на комплексна система за индустриален контрол, която обединява включва SCADA, MES и ЕMS системи,  в предприятие за производство на проводници и кабели, фирма Сивико ООД изгради първата индустриална комуникационна мрежа в България на базата на управляеми мрежови комутатори Wago 852-1305. Топологично мрежата описва пръстен и е изпълнена според изискванията на стандарт IEC 62439-3:2016: „Промишлени комуникационни мрежи. Автоматизирани мрежи с висока оперативна готовност. Част 3: Протокол PRP (Parallel Redundancy Protocol) и HRS (High availability Seamless Ring)“. Общата ѝ дължина е приблизително 1000m, има 11 броя мрежови комутатора и служи за основа на цялата система за индустриален контрол. Управляемите мрежови комутатори Wago 852-1305 осигуряват иновативни подходи за резервираност  Xpress Ring (възстановяване за по-малко от 50 ms) и JET Ring (възстановяване за по-малко от 350 ms). Това повишава вероятността за безотказна работа на опорния пръстен до 99,9%.

Защо мрежови комутатори Wago 852-1305?

На първо място, мрежовите комутатори на Wago 852-1305 отговарят на представените предизвикателства – надеждност, сигурност, гъвкавост и лесно обслужване. Те покриват изцяло изискванията на стандарт IEC 62439-3:2016. Системата постига надеждност от 99.99% чрез технологията Xpress Ring, която свързва всички комутатори. Едно от устройствата е конфигурирано като арбитър на връзката. Когато пръстенът е здрав арбитърът го разделя логически и подсигурява правилната работа на логическите комуникационни слоеве. В случай, че пръстенът бъде прекъснат физически в дадено място, за по-малко от 50 ms арбитърът възстановява логическото прекъсване и потокът на данни продължава. Освен това, мрежовите комутатори могат да бъдат захранени с електричество от две различни места. Другите интегрирани функции на комутатора, като Autonegotiation, Ограничаване на скоростта, Изолация на портове и т.н., оптимизират работата на мрежата и осигуряват надеждна свързаност и рентабилно решение в малък, но мощен пакет.

На второ място, архитектурата на индустриалната комуникационна мрежа позволява потребителите с различни роли в нея да са отделени и логически свързани според предварителни критерии – локално сегментиране. Това повишава нивото на сигурност и намалява обмена на излишна информация, което увеличава свободния мрежови капацитет.

На трето място, основната настройка и поддръжка на индустриална комуникационна система е лесна и надеждна. Тя е осъществена с хардуер и софтуер от WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. Всички управляеми мрежови комутатори предоставят данни по MODBUS TCP протокол. Всички текущи събития се предават към SCADA система, от която в реално време се следят ключови параметри за комуникационната мрежа. Всяко събитие се архивира в база данни, което позволява да се извършват подробни анализи след настъпили аварийни събития в комуникационните устройства.

Заключение:

Сивико ООД избра Wago 852-1305 защото отговаря на всички изисквания и предизвикателства в изграждането на една индустриална комуникационна мрежа – гъвкавост, надеждност, производителност, добра възможност за интеграция с индустриални системи и лесна и удобна конфигурация чрез различни интерфейси на достъпна цена.