18 апреля 2019, 09:38
Из-за чего в ЛВС могут теряться пакеты? Варианты есть разные: неправильно настроено резервирование, сеть не справляется с нагрузкой или ЛВС "штормит". Но причина не всегда кроется в сетевом уровне. Компания ООО "Арктэк" сделала АСУ ТП и системы видеонаблюдения Расвумчоррского рудника АО "Апатит" на базе коммутаторов Phoenix Contact. На одном участке сети возникли проблемы. Между коммутаторами FL SWITCH 3012E-2FX – 2891120 и FL SWITCH 3006T-2FX – 2891036 канал связи был крайне нестабильным. Устройства были соединены медным кабелем, проложенным в одном канале, с силовым кабелем 6 кВ. Силовой кабель создает мощное электромагнитное поле, которое стало причиной помех. Обычные промышленные коммутаторы не обладают достаточной помехоустойчивостью, поэтому часть данных терялась. Когда на обоих концах были установлены коммутаторы FL SWITCH 3012E-2FX – 2891120, связь стабилизировалась. Данные коммутаторы соответствуют МЭК 61850-3. Среди прочего часть 3 данного стандарта описывает требования к электромагнитной совместимости (ЭМС) устройств, которые устанавливаются на электрических станциях и подстанциях. Почему коммутаторы с улучшенной ЭМС показали лучшие результаты? ЭМС – общие положения Оказывается, на стабильность передачи данных в ЛВС влияют не только правильность настройки оборудования и количество передаваемых данных. Причиной пропадающих пакетов или выведенного из строя коммутатора могут стать электромагнитные помехи: рация, которой воспользовались рядом с сетевым оборудованием, силовой кабель, проложенный рядом, или силовой выключатель, который разомкнул цепь во время короткого замыкания. Рация, кабель и выключатель – это источники электромагнитных помех. Коммутаторы с улучшенной электромагнитной совместимостью созданы для нормальной работы при воздействии этих помех. Электромагнитные помехи бывают двух видов: индуктивные и кондуктивные. Индуктивные помехи передаются через электромагнитное поле "по воздуху". Еще эти помехи называют излучаемыми или излученными. Кондуктивные помехи передаются по проводникам: проводам, земле и т.д. Индуктивные помехи появляются при воздействии мощного электромагнитного или магнитного поля. Причиной кондуктивных помех могут быть коммутации токовых цепей, удары молнии, импульсы и т.д. На коммутаторы, как и на все оборудование, могут воздействовать и индуктивные, и кондуктивные помехи. Давайте рассмотрим разные источники помех на промышленном объекте, и какие именно помехи они создают. Источники помех Радиоизлучающие устройства (рации, мобильные телефоны, сварочное оборудование, индуктивные печи и т.д.) Любое устройство излучает электромагнитное поле. Это электромагнитное поле воздействует на оборудование и индуктивно, и кондуктивно. Если поле генерируется достаточно сильное, то оно может создать ток в проводнике, который нарушит процесс передачи сигнала. Очень мощные помехи могут привести и к отключению оборудования. Таким образом, проявляется индуктивное воздействие. Эксплуатирующий персонал и службы безопасности используют мобильные телефоны, рации для связи друг с другом. На объектах работают стационарные радио- и телепередатчики, на подвижных установках устанавливаются Bluetooth и WiFi устройства. Все эти устройства – мощные генераторы электромагнитного поля. Поэтому для нормальной работы в промышленных условиях коммутаторам необходимо уметь переносить электромагнитные помехи. Электромагнитная обстановка определяется напряженностью электромагнитного поля. При испытании коммутатора на устойчивость к индуктивному воздействию электромагнитных полей, на коммутатор наводится поле напряженностью 10 В/м. При этом коммутатор должен полноценно функционировать. Любые проводники внутри коммутатора, а также все кабели являются пассивными приемными антеннами. Радиоизлучающие устройства могут создавать кондуктивные электромагнитные помехи в полосе частот от 150 Гц до 80 МГц. Электромагнитное поле наводит в этих проводниках напряжения. Эти напряжения в свою очередь вызывают токи, которые и создают помехи в коммутаторе. Для испытания коммутатора на устойчивость к кондуктивным электромагнитным помехам на порты передачи данных и порты питания подается напряжение. ГОСТ Р 51317.4.6-99 устанавливает величину напряжения 10 В для высокого уровня электромагнитных излучений. При этом коммутатор должен полноценно функционировать. Ток в силовых кабелях, линиях электропитания, цепях заземления Ток в силовых кабелях, линиях электропитания, цепях заземления создает магнитное поле промышленной частоты (50 Гц). Воздействие магнитного поля создает ток в замкнутом проводнике, что является помехой. Магнитное поле промышленной частоты подразделяется на: - магнитное поле постоянной и относительно малой напряженности, вызванное токами при нормальных условиях эксплуатации;
- магнитное поле относительно большой напряженности, вызванное токами при аварийных условиях, действующими кратковременно до момента срабатывания устройств.
- силовые распределительные системы, в том числе постоянного тока и частотой 50 Гц;
- силовое электронное оборудование.
- постоянное напряжение и напряжение частотой 50 Гц. Короткие замыкания и другие нарушения работы в распределительных системах генерируют помехи на основной частоте;
- напряжения в полосе частот от 15 Гц до 150 кГц. Такие помехи обычно генерируются силовыми электронными установками.
- испытуемые устройства будут подключаться к низковольтным электрическим сетям и линиям среднего напряжения;
- устройства будут подключаться к системе заземления высоковольтного оборудования;
- используются силовые преобразователи, инжектирующие значительные токи в систему заземления.
- радиочастотные электромагнитные поля;
- магнитные поля промышленной частоты;
- наносекундные импульсные помехи;
- микросекундные импульсные помехи большой энергии;
- кондуктивные помехи, наведенные радиочастотным электромагнитным полем;
- кондуктивные помехи в полосе частот от 0 до 150 кГц;
- пульсации напряжения электропитания постоянного тока.