Przemysłowe switche ethernetowe Astraada w systemie zdalnego monitorowania farmy wiatrowej

Z tego artykułu dowiesz się:

  • jak jest zaprojektowany i jak działa system monitoringu farmy wiatrowej,
  • jakie wymagania stawiane są systemowi komunikacji przemysłowej pracującemu na takiej farmie,
  • które cechy przemysłowych switchów ethernetowych Astraada sprawiają, że urządzenia te doskonale sprawdzają się w tak wymagających zastosowaniach.

W krajobrazie wielu krajów, w tym również Polski, farmy wiatrowe zadomowiły się już na dobre. Jest to coraz popularniejsze odnawialne źródło zielonej energii. Podobnie jednak jak w przypadku wszystkich innych form wytwarzania prądu elektrycznego, tak i w przypadku wiatraków zapewnienie ich niezawodnego i nieprzerwanego działania jest sprawą kluczową. Konieczne jest więc budowanie niezawodnych systemów sterowania i monitoringu farm wiatrowych w czasie rzeczywistym.

Farma wiatrowa – wyzwanie dla systemu komunikacji przemysłowej

Stanowi to niemałe wyzwanie, biorąc pod uwagę fakt, że farmy to obiekty rozproszone, często składające się z dziesiątek lub nawet setek wiatraków pracujących w trudnych i zmiennych warunkach pogodowych. Z tego powodu szczególnie ważne staje się zapewnienie niezakłóconej komunikacji pomiędzy poszczególnymi urządzeniami pracującymi w ramach farmy. Zastosowany w tym celu system komunikacji przemysłowej musi być stuprocentowo niezawodny niezależnie od pogody i jakichkolwiek pojawiających się zakłóceń.

Dlatego jeden z producentów farm wiatrowych  do zbudowania takiego systemu zastosował przemysłowe przełączniki sieciowe marki Astraada. Celem było zapewnienie pełnej integracji wszystkich urządzeń w ramach jednej rozbudowanej infrastruktury sieciowej.

Schemat systemu monitoringu farmy wiatrowej
Schemat systemu monitoringu farmy wiatrowej. Źródło: www.korenix.com (plik schemat.png)

Switche przemysłowe łączą turbiny z systemem monitoringu

W wieży każdej turbiny wiatrowej znajduje się szafa sterownicza ze sterownikiem PLC. Zainstalowano tam również niezarządzalny przemysłowy switch ethernetowy Astraada JET-NET-2005F-W. Dzięki temu, że jest on wyposażony zarówno w zwykłe porty Ethernet, jak i w port światłowodowy, może pośredniczyć w wymianie informacji pomiędzy sterownikiem PLC a systemem monitoringu. Ze sterownikiem switch jest połączony za pomocą miedzianego kabla ethernetowego, a z systemem nadrzędnym –  za pomocą światłowodu. Zastosowanie połączenia światłowodowego jest konieczne ze względu na dużą odległość szczytu wieży od jej podstawy, w której znajdują się kolejne elementy systemu – wiatraki są bardzo wysokie.

Przemysłowy switch ethernetowy Astraada JET-NET-2005-
Przemysłowy switch ethernetowy Astraada JET-NET-2005-F. Źródło: www.astor.com.pl

Wiatraki połączone gigabitowym światłowodem dzięki przełącznikom sieciowym

W podstawie wieży turbiny wiatrowej zainstalowany jest zarządzalny switch przemysłowy Astraada JET-NET-6059G-W. Model ten wyposażony jest w gigabitowe porty Combo SFP.  Każdy port Combo może być wykorzystany do podłączenia zarówno zwykłego miedzianego kabla Ethernet, jak i światłowodu (po zastosowaniu wkładki SFP). W opisywanym systemie przełącznik JET-NET-6059G-W połączony jest z jednej strony ze switchem JET-NET-2005F-W w wieży za pośrednictwem światłowodu o przepustowości 100 Mbps, a z drugiej strony łączy się z systemem monitoringu za pośrednictwem światłowodu gigabitowego. Ta część sieci ma topologię pierścienia (ring), łączącego całą grupę wiatraków.

Przemysłowy switch ethernetowy Astraada JET-NET-6059G
Przemysłowy switch ethernetowy Astraada JET-NET-6059G. Źródło: www.astor.com.pl

Redundantne połączenia typu ring gwarantują niezawodną i wydajną komunikację

Zaawansowana technologia redundancji MSR (Multiple Super Ring) w przełączniku Astraada JET-NET-6059G-W umożliwia zapewnienie bezpiecznego i nieprzerwanego przesyłania danych pomiędzy elementami systemu. Układ rezerwacji wykorzystuje topologię pierścienia, co oznacza, że ostatni przełącznik w sieci jest dodatkowo połączony z pierwszym. Dzięki temu nadmiarowemu połączeniu możliwa jest błyskawiczna reakcja na sytuację awaryjną. Podczas normalnej pracy nie jest ono wykorzystywane, ale w przypadku przerwania dowolnego segmentu połączenia typu ring natychmiast zestawiane jest połączenie zastępcze. Czas przełączenia komunikacji na ścieżkę rezerwową nie przekracza 5 ms, niezależnie od obciążenia sieci, a więc jest w praktyce niezauważalny.

W jednym układzie można zaprojektować nawet do czterech pierścieni, zarówno światłowodowych, jak i z kablami miedzianymi, o przepustowości gigabitowej lub 100 Mbps.

Przełączniki JET-NET w redundantnym połączeniu typu ring
Przełączniki JET-NET w redundantnym połączeniu typu ring. Źródło: www.astor.com.pl

Przemysłowy switch warstwy trzeciej integruje cały system monitoringu

Poszczególne pierścienie zbudowane ze switchów przemysłowych JET-NET-6059G-W połączone są kablem miedzianym Ethernet o przepustowości 1 Gbps z zarządzalnym przełącznikiem ethernetowym Astraada JET-NET-6828Gf , który zainstalowany jest w głównej sterowni. Model ten jest switchem warstwy 3, dzięki czemu ma możliwość routowania danych pomiędzy poszczególnymi podsieciami (ringami) systemu. Ponadto umożliwia on szybkie przełączanie pomiędzy podsieciami i trybami routowania unicast / multicast, dzięki czemu zapewniany jest niezakłócony przepływ danych pomiędzy podsieciami, bez utraty danych lub spadku wydajności.

Przemysłowy switch ethernetowy Astraada JET-NET-6828GF
Przemysłowy switch ethernetowy Astraada JET-NET-6828GF. Źródło: www.astor.com.pl

Switch przemysłowy JET-NET-6828Gf obsługuje ponadto funkcję listę kontroli dostępu (Access Control List, ACL). Dzięki temu możliwe jest wdrożenie zabezpieczeń, dzięki którym dostęp do danych z poszczególnych podsieci lub elementów systemu będzie możliwy tylko dla wybranych, upoważnionych użytkowników.

Przełączniki ethernetowe Astraada sprawdzają się w każdych warunkach pogodowych

Przemysłowe switche ethernetowe Astraada są bardzo dobrze przystosowane do pracy w trudnych warunkach. Dzięki wytrzymałej obudowie, ochronie przed wyładowaniami elektrostatycznymi, ochronie przeciwprzepięciowej oraz szerokim zakresom temperatur, w których mogą działać, przełączniki te są odporne na ekstremalne warunki środowiskowe panujące na farmach wiatrowych.

Źródło: www.korenix.com

Sprawdź nasz kurs konfiguracji switchy przemysłowych.

Przeczytaj więcej o switchach Astraada na naszej stronie produktowej.

Czy ten artykuł był dla Ciebie przydatny?

Średnia ocena artykułu: 0 / 5. Ilość ocen: 0

Ten artykuł nie był jeszcze oceniony.

Mateusz Fas
Mateusz FasAbsolwent Akademii Górniczo – Hutniczej w Krakowie na kierunku Mechanika i Budowa Maszyn.

Opublikuj

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Czytaj więcej