Industrielle nettverk 1:4

Perfeksjoner påliteligheten

Økt pålitelighet i industrielle nettverk kan gjøres med ymse redundansløsninger. Hvor pålitelig trenger det å være?

Administrerbare svitsjer gir langt bedre feilsøkingsmuligheter enn uadministrerbare.
Administrerbare svitsjer gir langt bedre feilsøkingsmuligheter enn uadministrerbare. (Bilde: Istockphoto)

Økt pålitelighet i industrielle nettverk kan gjøres med ymse redundansløsninger. Hvor pålitelig trenger det å være?

Ordliste

  • DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol, en protokoll for tildeling av IP-adresser.
  • GPS: Global Positioning System.
  • IGMP: Internet Group Management Protocol, nettverkets trafikkonstabel som for eksempel styrer funksjoner som multicast (en til flere).
  • IGMP-querier: Forvalter de ulike gruppene for de forskjellige multicastene (se ovenfor).
  • IP: Internet Protocol. OBS! Forkortelsen benyttes også for Industrial Protocol av foreningen ODVA for EtherNet/IP. Dette er selvsagt to forskjellige ting.
  • MRP: Media Redundancy Protocol, IEC 62439 standard, gjenopprettingstid under 200 millisekunder, inntil 50 noder i ringen.
  • NTP: Network Time Protocol.
  • SNMP: Simple Network Management Protocol, sørger for å sende feilinformasjon.
  • SNTP: Simple Network Time Protocol.
  • UTC: Universal Coordinated Time.
  • VLAN: Viritual Local Area Network, virtuelt lokalnettverk, for å skille nettverk logisk. Halvparten av portene på en svitsj kan for eksempel konfigureres til IP-kameraer, de andre til adgangskontrollsystemet.    

Tekst: Per André Horpen, Goodtech Products

Det er det beste spørsmålet å stille seg selv før designet starter. Og det er tonnevis av redundansmekanismer, og en rekke funksjoner som kan implementeres.

For å hjelpe med de beste valgene allerede på tegnebrettstadiet, presenterer Automatisering de vanligste funksjonene. På etterfølgende sider tar vi også et dypdykk i temaer som lastforming og overvåkingsfunksjoner, for når det gjelder industrielle nettverk, henger alt sammen med alt.

Managed vs Unmanaged

De fleste industrielle Ethernet-svitsjer, både administrerbare og ikke administrerbare, har mulighet for redundant strømforsyning og reléutgang for feilindikasjon. Dette gir mer oppetid enn svitsjer som er ment for kontoromgivelser, og gir også mulighet til å indikere feil på for eksempel link eller strømforsyning. 

Noen ganger er dette imidlertid ikke nok. I mange tilfeller er det rett og slett ikke godt nok å tåle tap av én strømforsyning. Vurder derfor administrerbare svitsjer, som gjerne tilbyr proaktiv feilrapportering, redundans på linknivå, og også muligheten til å gjøre mer detaljert feilsøking, hvis problemene er på protokollnivå. Ofte har feil på nettverket ingenting å gjøre med det fysiske nettverket, men ligger på eksterne enheter som servere, PLS-er, nettverkskort og så videre. 

Sirkelen sluttes 

For å løfte påliteligheten, er redundant ring neste steg. Sammenlignet med andre algoritmer, gir dette en stor grad av redundans, og krever ikke spesiell kunnskap å konfigurere. Konseptet med redundant ring tilbyr redundans på en link, uten noe tap av kommunikasjon. 

Hvis én av svitsjene i en ring feiler, mister utstyret som er koblet til denne all kommunikasjon, mens den gjenværende delen av nettverket fungerer fint. Hvis dette ikke er akseptabelt, bør man se på andre alternativer som dobbelt nettverk eller to nettverkskort på hver sluttnode, og så koble hvert kort til forskjellige svitsjer. 

Interoperable MRP 

På markedet er det mange, proprietære ring-protokoller. Hver leverandør har sin egen mekanisme for håndtering av redundant ring, og i de fleste tilfeller fungerer de godt. Men det skal også sies at de ikke alltid spiller helt knirkefritt med alle ip-baserte varianter. Men det som verre er, algoritmene tilbyr ikke interoperabilitet mellom utstyr fra forskjellige leverandører. Der tilbys nå en standardisert ringprotokoll, Media Redundancy Protocol (MRP). 

Protokollen er en del av IEC 62439-standarden. Den garanterer en deterministisk gjenopprettingstid ved en feil, med 200 millisekunder som verste tilfelle. Den korte gjenopprettingstiden gir kontinuerlig kommunikasjon på nettverket, og de fleste enheter merker ikke nettverksfeilen. MRP tillater opptil 50 noder i ringen. Standardisering sikrer interoperabilitet mellom produkter fra forskjellige leverandører. 

Øk nettverkspåliteligheten 

  • Redundant strømforsyning
  • Overvåking av svitsjer via relé-utgang
  • Adminsistrerbar svitsj med redundant link
  • Dublere svitsjer/nettverkskort
  • Ring-redundans   

 

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå