Standardy szeregowe i ich transmisja w energetyce

Transkrypt

1 KOMUNIKACJA W NOWOCZESNEJ ENERGETYCE Standardy szeregowe i ich transmisja w energetyce Michał Łęcki styczeń/2017

2 Agenda Różnorodność protokołów Protokoły standardowe Protokoły niestandardowe Protokoły dedykowane Integracja i operacyjność Problemy związane z konfiguracją Problemy związane z komunikacją Komunikacja bezprzewodowa Kanał inżynierski Zdalny odczyt danych pomiarowych

3 Agenda Różnorodność protokołów Protokoły standardowe Protokoły niestandardowe Protokoły dedykowane Integracja i operacyjność Problemy związane z konfiguracją Problemy związane z komunikacją Komunikacja bezprzewodowa Kanał inżynierski Zdalny odczyt danych pomiarowych

4 Różnorodność protokołów Mnogość protokołów w istniejących podstacjach

5 Standardowe protokoły Mnogość protokołów w istniejących podstacjach

6 Standardowe protokoły Protokoły standardowe (np. Modbus RTU) otwarta struktura znana dokładna struktura pakietów przewidywalny sposób działania

7 Standardowe protokoły Protokoły standardowe (np. Modbus RTU) otwarta struktura znana dokładna struktura pakietów przewidywalny sposób działania Rozwiązanie? Skrojone na miary bramy przemysłowe, które spełniają wszystkie wymagania protokołu!!

8 Standardowe protokoły Przykład zastosowania: Odczyt danych pomiarowych z liczników (konwersja z Modbusa RTU na Modbus TCP)

9 Standardowe protokoły Przykład zastosowania: Odczyt danych pomiarowych z liczników (konwersja z Modbusa RTU na Modbus TCP)

10 Standardowe protokoły Moxa Solution - MGate MB3660 Series High Density Modbus Conversion Supports up to 16 serial interface for Modbus RTU devices. Access by up to 256 TCP master/client devices, or connect to 128 TCP slave/server devices High Performance Innovative command learning eliminates the need to key-in SCADA Modbus commands (acts as an agent gateway) High performance through active and parallel polling of serial devices High Availability Dual VDC or VAC power input modules with wide power input range 2 Ethernet ports with the same IP or dual IP addresses Other Features 3-pin fault relay circuit for event alarms 2 kv isolation protection (for -I models) SD card for configuration backup Models MGate MB AC MGate MB DC MGate MB3660I-8-2AC MGate MB AC MGate MB DC Description 8 ports Modbus gateway, dual AC power input. 8 ports Modbus gateway, dual DC power input 8 ports Modbus gateway, dual AC power input, 2kV isolation 16 ports Modbus gateway, dual AC power input. 16 ports Modbus gateway, dual DC power input.

11 Standardowe protokoły Moxa Solution - MGate 5109 Modbus master/slave oraz DNP3 master/outstation Do 31 slave'ów Modbus RTU, lub outstation DNP3 Do 32 slave'ów Modbus TCP, lub outstation DNP3 TCP/UDP Wspiera DNP 3.0 podgrupa poziom 2 Tryb Master DNP3 obsługuje do punktów Tryby DNP3 master i outstation wspierają synchronizację czasu Pełna diagnostykę w razie wystąpienia problemów Wbudowane narządzenie do monitorowania ruchu Modbus'a RTU oraz szeregowego DNP3 Podwójne wejście zasilające DC, przekaźnik alarmowy Karta microsd na kopię zapasową konfiguracji oraz log urządzenia Dostępne modele na rozszerzony zakres temperatur: 40 do 75 Port szeregowy z wbudowaną ochroną w postaci optoizolacji 2 kv Wbudowany switch dwuportowy Ethernet ułatwiający łańcuchowe łączenie urządzeń

12 Standardowe protokoły Communication between Substation and Remote Control Center Before Remote control center After Remote control center Radio/Dial-up Modem DNP3 over TCP or Modbus TCP Radio/Dial-up Modem Cellular Modem DNP3 Serial or Modbus RTU DNP3 Serial or Modbus RTU RTU RTU RTU RTU

13 Standardowe protokoły Cross Conversion for Modbus and DNP3 Modbus TCP Modbus TCP MGate 5109 DNP3 serial Host has Modbus TCP T C P DNP3 serial T C P DNP3 serial MGate 5109 Modbus RTU Host has DNP3 over TCP or Ethernet Encapsulation DNP3 driver

14 Niestandardowe protokoły Mnogość protokołów w istniejących podstacjach

15 Niestandardowe protokoły Protokoły własnościowe struktura zamknięta struktura znana twórcy (właścicielowi protokołu)

16 Niestandardowe protokoły Protokoły niestandardowe struktura zamknięta Struktura pakietówz znana twórcy (właścicielowi) protokołu Rozwiązanie? Tunelowanie!!

17 Niestandardowe protokoły Tunelowanie z wykorzystaniem Nporta firmy MOXA Dane wysyłane przez urządzenie pakowane są przez Nport w pakie TCP/IP Dane wysyłane przez sieć do komputera Sterownik MOXA na komputerze rozpakowuje je i w oryginalnej formie przedstawia dedykowanemu oprogramowaniu

18 Nietandardowe protokoły Tunelowanie Serial My device has its own utility with proprietary protocol, just need to convert to Ethernet interface, it is called tunneling Ethernet S2E Solution Serial

19 NPort HVDC Solutions 19 Rackmount Entry Models NPort HV-T NPort HV-T Isolation / Redundancy CN2650I-8-HV-T CN2650I-16-HV-T Rugged Power Terminal Block High Density Serial Ports (RJ45) Security / Redundancy NPort HV-T NPort HV-T NPort HV-T

20 Dedykowane protokoły Mnogość protokołów w istniejących podstacjach

21 Dedykowane protokoły Protokoły dedykowane Specjalne oprogramowanie/protokół opracowane pod konkretne rozwiązanie Brak dostępnych rozwiązań na rynku

22 Dedykowane protokoły Protokoły dedykowane Specjalne oprogramowanie/protokół opracowane pod konkretne rozwiązanie Brak dostępnych rozwiązań na rynku Rozwiązanie? Przemysłowe komputery wbudowane!!!

23 Dedykowane protokoły Moxa Solution - UC-8112-ME Procesor ARMv7 Cortex-A8 1000MHz 2x Ethernet 10/100 Mbps 2x RS-232/422/485 (terminal śrubowy 5 pinów) Slot na kartę SD, na dane lub/i instalację systemu Dostępne programowalne LEDy, do dostosowania platformy do danych potrzeb Socket mini PCIe na moduł komórkowy Otwarty system operacyjny - Debian ARM 7 Brak uchwytu na szynę DIN (TH34) w zestawie.

24 Agenda Różnorodność protokołów Protokoły standardowe Protokoły niestandardowe Protokoły dedykowane Integracja i operacyjność Problemy związane z konfiguracją Problemy związane z komunikacją Komunikacja bezprzewodowa Kanał inżynierski Zdalny odczyt danych pomiarowych

25 Integracja Co rozumiemy przez integrację? MAKSYMALNE UPROSZCZENIE PROCESU KONFIGURACJI!!! Jest to jedna z najbardziej istotnych kwestii, ponieważ wiadomym jest, iż zdecydowanie lepiej poświęcić więcej czasu na testu funkcjonalne aniżeli na rozwiązywanie problemów z komunikacją.

26 Integracja Quick Step Configuration Na przykładzie Mgate 5109

27 Integracja Quick Step Configuration Wybór protokołu

28 Integracja Quick Step Configuration Definiowanie parametrów protokołu (dla wcześniej zdefiniowanych protokołów)

29 Integracja Quick Step Configuration Koniec konfiguracji

30 Integracja Co rozumiemy przez operacyjność? SZYBKIE ROZWIĄZYWANIE PROBLEMÓW Z KOMUNIKACJĄ!!! W przypadku transmisji szeregowych niestety była ona bardzo czasochłonna, ponieważ w większości przypadków trzeba to było realizować metodą prób i błędów. Dlatego też narzędzia wspierające monitorowanie danych pobieranych i wysyłanych, jak również inspekcję protokołów pozwalają znacznie zredukować czas poświęcony na identyfikację usterki.

31 Integracja Monitorowanie ruchu Na przykładzie Mgate serii MB3000

32 Integracja Monitorowanie ruchu Na przykładzie Mgate serii MB3000

33 Agenda Różnorodność protokołów Protokoły standardowe Protokoły niestandardowe Protokoły dedykowane Integracja i operacyjność Problemy związane z konfiguracją Problemy związane z komunikacją Komunikacja bezprzewodowa Kanał inżynierski Zdalny odczyt danych pomiarowych

34 VPN Secured Cellular Connection EDR Responses Establish VPN Tunnels Gateway Initiates VPN Connection

35 GuaranLink: 4-tier Connection Check Method Action ISP initial Register Register Transmission Connection Data Idle Check Reconnect Cellular Connection Data Idle Check + Ping or DNS query Reconnect Packet-level connection Periodically Ping or DNS query Reconnect

36 OnCell G3470A-LTE Industrial LTE IP Gateways High Throughput and Security Throughput: DL/UL 100/50 Mbps (HSPA*7) Easy-to-Use OnCell Central Manager for Private Cellular IP Connectivity Security VPN connectivity Industrial Reliability Hardware Power and Antenna Isolation design Wide temperature Software GuaranLink for Highest Cellular Connectivity Dual SIM

37 Elmark Automatyka Dziękuję za uwagę