Switche sieciowe Substation Line dla zastosowań w energetyce

Konstrukcja switchy sieciowych Substation Line pozwala na pracę w szerokim zakresie temperatury, od –40 °C do +85 °C. Pozwalają na prawie 0,6 mln godzin bezawaryjnej pracy w podobnych warunkach. Oferują gwarantowaną stabilność pracy na wysokościach do sześciu kilometrów i wysoką odporność na wibracje. Cechują się również wysoką odpornością na wszelkiego rodzaju zakłócenia elektromagnetyczne w postaci indukowanych przepięć i prądów w przewodach – zgodnie z odpowiednimi normami EMV. Pozwala to na niezawodną pracę w pobliżu urządzeń energetycznych.

Zasilanie

Switche mogą być zasilane napięciami 24 V i 48 V oraz bezpośrednio z sieci 110/230 V. Wszystkie modele mają również zasilanie redundantne (nadmiarowe), z oddzielnymi blokami zasilającymi, zawierającymi odseparowane od siebie układy niezależnych zasilaczy. Dzięki temu nawet w przypadku skrajnie niekorzystnych warunków, które mogą wystąpić w sieci, zachowane zostanie działanie urządzenia, nawet w razie jego częściowego uszkodzenia. Podobne rozwiązania stosowane są w urządzeniach przeciwpożarowych, dla zapewnienia skrajnej niezawodności układów.

Funkcje komunikacji

Protokoły SCADA (IEC 60870-5-101/104 lub DNP3) nie zarządzają przełącznikami Ethernet, dlatego funkcja MMS (zarządzanie/monitorowanie przełącznika przez system SCADA za pomocą wiadomości MMS) rewolucjonizuje ten segment urządzeń. Sprawia to również funkcja Obsługa PRP/HSR (zerowy czas przywracania w topologiach redundantnych). MMS dodany w opcji protokołów przemysłowych wraz z Modbus TCP, EtherNet/IP i Profinet CC B umożliwia włączenie tylko odczytu lub odczytu i zapisu.

Warianty komunikacji

Biorąc pod uwagę, że IEC 61850 definiuje trzy różne komunikacje – MMS, GOOSE, SAMPLED VALUES – można rozpatrywać dwa przypadki.

Standardowa podstacja

Urządzenie zabezpieczająco-sterujące monitoruje prąd infrastruktury WN przez przekładnik prądowy. W przypadku wykrycia anomalii (np. zbyt wysokiego prądu) urządzenie zabezpieczająco-sterujące wyłącza wyłącznik przez wyjście stykowe (błędu izolacji).

Komunikacja odbywa się wyłącznie na poziomie SCADA z wykorzystaniem protokołów IEC 60870-5-104 lub DNP 3. Switch ethernetowy nie jest zarządzany z poziomu SCADA (brak przełączników obsługujących protokoły 104 lub DNP3).

„Cyfrowa” podstacja

Urządzenie zabezpieczająco-sterujące monitoruje prąd infrastruktury WN odbierając komunikaty Sampled Values. W przypadku wykrycia anomalii (np. zbyt wysokiego prądu) urządzenie zabezpieczające i sterujące wyłącza wyłącznik, wysyłając komunikat GOOSE (błędu izolacji). Kolejnym elementem jest komunikacja na poziomie SCADA przy użyciu MMS. Switch ethernetowy może być zarządzany z poziomu SCADA, jeśli obsługuje wiadomości MMS (w tym serwer MMS). Co ważne, switch ethernetowy nigdy nie będzie musiał „rozumieć” GOOSE/próbkowanych wartości (nie jest urządzeniem końcowym). Jego zadanie polega na zapewnieniu, że są one prawidłowo dostarczane.

Reasumując, seria switchy sieciowych Substation Line jest zarządzana przez interfejs www lub protokół SNMP. Dostępny przekaźnik alarmowy może być łączony z urządzeniem sterującym w celu wskazywania alarmów/zdarzeń w switchu za pośrednictwem wiadomości MMS.

Funkcje

Dostępne są zarówno switche Fast Ethernet, jak i modele 10 GB z zaawansowanymi funkcjami, takimi jak synchronizacja czasu zgodnie z PTPv2, PRP/HSR RedBox, do budowy sieci z zerowym czasem przywracania lub możliwościami warstwy 3. 

Zaawansowane funkcje dla krytycznych sieci komunikacyjnych to:

• redundancja: RSTP/MSTP/MRP/PRP&HSR RedBox/Oring,
• zarządzanie: Web/CLI/SNMP/MMS/ModbusTCP/Alarm Relay,
• synchronizacja czasu: SNTP/PTPv2,
• bezpieczeństwo: Blokowanie MAC i IP/RADIUS i uwierzytelnianie TACACS+/ HTTPS/SSH/SNMPv3/SYSLOG/Listy kontroli dostępu,
• kontrola ruchu: VLANs/Prioritization GOOSE&Sampled Values/ Multicast filtering (filtrowanie multiemisji)/ Kontrola limitu szybkości/Ochrona transmisji.

Cyberbezpieczeństwo

W ramach serii Substantion Line dostępny jest także switch z wbudowanym routerem, który umożliwia praktyczne oddzielenie wewnętrznej sieci podstacji od środowiska zewnętrznego i ograniczenie przepływu informacji do wyznaczonych zakresów. Switche Substation Line mają certyfikację IEC 62443-4-2, oferując m.in. takie funkcje, jak tworzenie użytkowników o zróżnicowanych przywilejach dostępu do urządzenia, zabezpieczony szyfrowaniem dostęp i komunikację ze switchem, generowanie logów z wymaganych wydarzeń i wiele innych opcji.

Elastyczne opcje montażu i wybór wariantów

Dostępne są modele do montażu na szynie DIN oraz do instalacji w szafach typu RACK 19”, z różnymi kombinacjami portów (w tym miedzianych i światłowodowych) oraz możliwością konfiguracji wewnętrznego oprogramowania przez interfejs webowy. Pozwala to użytkownikom znaleźć produkt najbardziej odpowiedni dla swoich wymagań.

Podsumowanie

Omówione cechy switchy Substation Line sprawiają, że są one najlepszym i przyszłościowym wyborem dla osób tworzących inteligentne podstacje energetyczne i inteligentne sieci energetyczne. Zapewniają bezpieczeństwo i niezawodność oraz elastyczność w konfiguracji i dalszym rozwoju sieci.

WEIDMÜLLER Sp. z o.o.
ul. Ogrodowa 58, 00–876 Warszawa
tel. 22 510 09 40

źródło: Automatyka 7-8/2024