W układach automatyki elektroenergetycznej stosuje się protokoły sieciowe, takie jak:
- PRP (Parallel Redundancy Protokol),
- HSR (High-availability Seamless Redundancy)
- RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).
Ostatni dopuszcza tworzenie pętli w sieciach złożonych ze switchy zarządzalnych i pozwala zabezpieczyć się przed lawinowym powielaniem informacji broadcastowych (broadcast storm).
Podstawową wadą RSTP jest występowanie czasu rekonfiguracji, który w zależności od złożoności sieci może wynieść od 0,5s do nawet kilku sekund.
Protokoły PRP oraz HSR zostały ustandaryzowane w IEC 62439-3 i zaleca się ich stosowanie w aplikacjach IEC61850 gdzie wymagana jest najwyższa niezawodność.
W tego typu systemach utrata lub opóźnienie pewnych informacji (np. komunikatu typu GOOSE) może doprowadzić do poważnych konsekwencji. Najważniejszą cechą PRP i HSR jest brak czasu rekonfiguracji (0ms) dzięki czemu w przypadku wystąpienia awarii nie wystąpi utrata pakietów danych.
Schemat aplikacji testowej
Łącznik magistrali IEC61850 Axioline F BK SAS z modułami I/O wysyła raport MMS do klienta IEC61850. Oba hosty do sieci podłączone są poprzez moduły redundantne FL RED 2001 PRP LC które są rozumieniu PRP tzw. DANP (Double Attached Node) i są zgodne z normą IEC62439-3. Moduły PRP mają za zadanie zdublowanie wszystkich ramek ethernetowych odpowiednio do sieci LAN A oraz LAN B. Do oryginalnej ramki ethernetowej dodawany jest 6-bajtowy tzw. PRP Trailer. Jest on ignorowany przez wszystkie pojedyncze węzły (SAN) które nie komunikują się w strukturze PRP.
Chcemy porównać ramkę MMS która jest transmitowana w sieci LAN A i LAN B. W związku z tym że komunikacja MMS jest komunikacją typu klient-serwer, należy w switchach FL3012E-2SFX aktywować funkcję ”Port mirroring” aby przekierować ruch na port w którym chcemy ”nasłuchiwać”. Poniżej logi tego samego komunikatu MMS (w dwóch różnych sieciach) wyróżnionego Trailerem PRP składajęcego się z:
- numeru sekwencji
- identyfikatora LAN_A (10) /LAN_B (11)
- rozmiaru ramki
Dodatkowo status sieci LAN i podłączonych do niej urządzeń musi być stale monitorowany. Monitorowanie polega na tym że każdy węzeł DANP wysyła broadcastowe ramki cyklicznie tzw. PRP supervision frame. Pozwala to urządzeniom komunikującym się w PRP sprawdzić integralność całej sieci i statusu podłączonych do niej węzłów.
Produkty powiązane
Nazwa | Symbol | Nr katalogowy |
Moduł redundantny PRP | FL RED 2001E PRP 2LC | 2701864 |
Switch zarządzalny IEC61850-3 | FL SWITCH 3012E-2SFX | 2891067 |
Moduł SFP LC wielomodowy | FL SFP FX | 2891081 |
Złącze magistrali | AXL F BK SAS | 2701457 |
Moduł I/O | AXL F DI8/2 110/220DC 1F | 2700684 |
Moduł I/O | AXL F DOR4/2 AC/220DC 1F | 2700608 |
Autor: | Paweł Łuszczak – Inżynier ds. Aplikacji w Energetyce |