Aktuální vydání

celé číslo

03

2024

Automatizační technika v energetice a teplárenství, úspory energie

Snímače teploty

celé číslo

Ethernetové přepínače pro systémy se zvýšenou bezpečností

číslo 4/2005

Ethernetové přepínače pro systémy se zvýšenou bezpečností

Ethernetové sítě se stále více využívají pro aplikace, které jsou kritické z hlediska přenosu dat v reálném čase i jeho bezpečnosti. Typická situace je přenos dat při řízení dopravy, zvláště v kritických místech, jako jsou např. dopravní tunely. Příkladem může být řídicí systém tunelu Riksvei 4-Nitedal v Norsku (obr. 1). Ethernet zde spojuje v redundantním kruhu délky přes pět kilometrů jedenáct distribuovaných subsystémů, které řídí ventilaci, osvětlení, dopravní signalizaci a nouzové hlásky. V tunelu jsou použity ethernetové přepínače (switch) s dálkovou správou řady LR300, které v České republice dodává společnost FCC Průmyslové systémy.

Obr. 1.

Obr. 1. Tunel Riksvei 4-Nitedal v Norsku

Řada LR zahrnuje několik typů přepínačů. Typ LR300 umožňuje vytvořit jednoduchý redundantní kruh, LR400 je určen pro několikanásobný redundantní kruh.

Topologie sítě v redundantním kruhu zabraňuje selhání komunikace při přerušení vedení nebo selhání některého aktivního prvku (přepínače) v síti. Princip jednoduchého redundantního kruhu je dostatečně znám. Důležité však jsou parametry, které se zapojením do redundantního kruhu souvisejí. Nejdůležitější z nich je doba rekonfigurace. Čím je tato doba kratší, tím dříve se po případné havárii přenos dat zotaví. Přepínače Westermo využívají metodu FRNT (Fast Re-configuration of Network Technology), která zajišťuje dobu rekonfigurace 30 ms; to je řádově méně, než zaručují jiní dodavatelé. Přitom lze s přepínači řady LR realizovat rozsáhlé sítě a do jednoho redundantního kruhu spojit až 200 přepínačů. Každý přepínač má alarmový výstup v podobě kontaktu relé, které může být aktivováno při ztrátě komunikace na nastaveném portu.

Další žádanou vlastností řízených přepínačů je možnost nastavení komunikačních priorit, které umožňují použít Ethernet v řídicích systémech pracujících v reálném čase. Parametry QoS (Quality of Service) zajišťují u přepínačů LR300 řízení priority přenosu na vrstvě 2, jak předepisuje doporučení IEEE 802.1p, a na vrstvě 3 pomocí pole ToS (Type of Service) v IP paketu (pozn. red.: doporučení IEEE 802.1p je součástí standardu IEEE 802.1D Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Media Access Control (MAC) Bridges). Priority je možné řadit do čtyř nezávislých front a rozsah nastavení jednotlivých priorit umožňuje striktně plánovat pořadí, v jakému budou jednotlivé pakety přepínačem odbaveny.

Přepínače řady LR se nastavují konfigurační utilitou po Ethernetu – přepínače nemají obvyklé sériové rozhraní pro konfiguraci. Nastavovat je lze z libovolného přepínače v síti pomocí konfiguračního programu pracujícího pod operačním systémem Windows, který je součástí dodávky. Výhodou tohoto řešení je, že při montáži lze instalovat přepínače „ze skladu„ a nastavit je až při oživování systému. Také pro případné opravy a zlepšování parametrů sítě je tato vlastnost nedocenitelná.

Obr. 2.

Obr. 2. Přepínač LR300 připevněný na liště DIN

Přepínače řady LR jsou konstruovány pro skutečně náročné provozní podmínky. Mají celokovové pouzdro z hliníkové slitiny. Zaručovaná odolnost proti mechanickým rázům a vibracím je zkoušena podle standardu IEC 60255-21-1 ve třídě 1. Rozsah pracovních teplot je od –40 do +70 °C, lze je tedy bez problémů instalovat ve venkovních neklimatizovaných rozváděčích. Tyto parametry jsou, mimo jiné, splněny i proto, že v elektronické části přepínače není použit ani jeden elektrolytický kondenzátor.

Napájecí napětí přepínače může být v rozsahu od 19 do 60 V DC, lze použít zálohování redundantním zdrojem. Výkonová spotřeba je od 5 do 6,5 W, podle použité kombinace metalických a optických portů.

K dalším výhodám přepínače, které jsou pro tuto třídu výrobků již standardní, patří automatická synchronizace přenosových rychlostí (auto-negotiation), automatická detekce vstupních a výstupních rozhraní (auto MDI/MDIX) nebo možnost komunikace po standardním metalickém kabelu kategorie 5e o délce do 150 m.

Na obr. 2 je přepínač LR300 připevněný na liště DIN. Při malých rozměrech (100 × 53 × 100 mm) je přepínač LR300 špičkovým výrobkem pro náročné aplikace.

Další technické či obchodní informace poskytne kterákoliv kancelář společnosti FCC Průmyslové systémy.

Ing. Otto Havle, CSc.,
FCC Průmyslové systémy

FCC Průmyslové systémy s. r. o.
U Slovanky 3
182 00 Praha 8
tel.: 266 052 098
fax: 286 890 252

SNP 8
400 11 Ústí nad Labem
tel.: 472 774 173
fax: 472 772 115

e-mail: info@fccps.cz
http://www.fccps.cz