Aplikacje wrażliwe na czas stawiają obecnie wysokie wymagania sieciom energetycznym. Czy jesteś przygotowany na pokonanie barier związanych z obsługą technologii takich jak automatyzacja podstacji i monitorowanie rozległego obszaru?

Czas jest wszystkim - zwłaszcza w środowiskach o krytycznym znaczeniu, takich jak zakłady energetyczne. Jeśli chodzi o gromadzenie i przesyłanie danych w tego typu warunkach, jednomikrosekundowe opóźnienie może oznaczać różnicę między włączonymi a wyłączonymi światłami.

Obecnie zakłady energetyczne polegają na wielu rodzajach aplikacji wrażliwych na czas, takich jak:

• automatyzacja podstacji, która umożliwia zdalne zarządzanie i kontrolę w celu zapewnienia, że dystrybucja energii jest wydajna i reaguje na zapotrzebowanie
• rozległe systemy monitorowania, które działają jak oczy i uszy przedsiębiorstwa energetycznego, zapobiegając przeciążeniom poprzez monitorowanie
• przepływu energii w rozległych regionach
• Systemy zarządzania przesyłem i dystrybucją, które służą jako kręgosłup dostarczania energii, zapewniając niezawodne dotarcie energii elektrycznej do domów i firm.
• Zabezpieczenia różnicowe, które chronią sprzęt elektryczny poprzez wykrywanie i izolowanie usterek, aby zapobiec potencjalnym awariom lub uszkodzeniom.
• Przekaźniki zabezpieczające, które działają jak strażnicy, identyfikując i ostrzegając o wadliwym sprzęcie, aby zapewnić spójne dostarczanie energii.
• Synchrofazory, które działają jak szybcy analitycy przedsiębiorstwa energetycznego, wykonując szybkie pomiary warunków zasilania w celu utrzymania stabilności.
• Detektory usterek, które działają jak detektywi zakładu energetycznego, wskazując przyczyny anomalii, aby zapewnić szybkie rozwiązanie i minimalne zakłócenia.

Wymagania aplikacji wrażliwych na czas

Te wrażliwe na czas aplikacje stawiają sieciom wysokie wymagania. Gdy informacje przemieszczają się z punktu A do punktu B, przeszkody takie jak zmienność opóźnienia pakietów lub buforowanie mogą przeszkadzać w zapewnieniu, że dane są udostępniane w ustalonym i przewidywalnym czasie.

Oto bardzo podstawowy przykład. Pomyśl o wysłaniu notatki do znajomego znajdującego się w połowie świata za pomocą platformy komunikacyjnej, takiej jak Snapchat, Skype lub WhatsApp. Time-sensitive networking (TSN) umożliwia wysłanie tej wiadomości z urządzenia, tak aby pojawiła się ona w czasie rzeczywistym na urządzeniu znajomego. Ale ta gwarantowana dostawa i zminimalizowany jitter nie mogą mieć miejsca, gdy czas nie jest dokładny.

TSN oferuje wiele korzyści nowoczesnym sieciom automatyki przemysłowej, zapewniając wysoką przepustowość i niezawodną komunikację w czasie rzeczywistym.

Aby zapewnić prawidłowe taktowanie aplikacji, wszystkie urządzenia między zegarami głównymi sieci a zegarami granicznymi lub zwykłymi zegarami muszą obsługiwać Precision Time Protocol (PTP), mechanizm synchronizacji czasu zdefiniowany w IEEE 1588, Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems. Protokół ten pozwala na uzyskanie dokładności czasowej rzędu nanosekund. Jeśli tylko jeden komponent w sieci nie obsługuje PTP, sieć może ulec awarii.

Oznacza to, że sieć energetyczna musi być zaprojektowana tak, aby była symetryczna - co oznacza, że oferuje jedną trasę dla całego ruchu przychodzącego i wychodzącego - z niskim opóźnieniem (minimalne opóźnienia).

W zakładach energetycznych kwestie czasowe powodują opóźnienia, które spowalniają działanie sieci. Jeśli sieci nie są zaprojektowane do obsługi tego poziomu dokładności i precyzji, wówczas aplikacje, na których opiera się przedsiębiorstwo energetyczne, takie jak te wymienione powyżej, nie będą działać prawidłowo. Może to prowadzić do problemów z synchronizacją, interoperacyjnością i integralnością danych, a także do nieplanowanych przestojów.

I oczywiście te wyzwania sieciowe prowadzą do wyzwań operacyjnych. Dlaczego? Ponieważ w dzisiejszych czasach sieci są niezbędne do koordynacji i zapewnienia funkcjonalności narzędzi. Ponieważ wszelkiego rodzaju branże polegają na aplikacjach wrażliwych na czas, kwestie operacyjne, które prowadzą do przestojów, mogą mieć krytyczne konsekwencje finansowe i związane z bezpieczeństwem. Na przykład:

Sprzęt medyczny, taki jak respiratory, monitory serca i maszyny do dializy, wymaga czasu sprawności, aby uniknąć przerwania krytycznych procedur.

Pociągi elektryczne, metro lub kontrola ruchu lotniczego mogą zostać zakłócone, prowadząc do opóźnień lub odwołania transportu.

Banki i bankomaty mogą przestać działać, uniemożliwiając ludziom dostęp do pieniędzy.

Pokonywanie barier we wdrażaniu aplikacji wrażliwych na czas

Aplikacje wrażliwe na czas, sieci wrażliwe na czas i protokół PTP to stosunkowo nowe koncepcje dla zakładów energetycznych. Z tego powodu istnieje wiele wyzwań.

Skalowalność i bezpieczeństwo to krytyczne kwestie. Jak duża może być sieć - i ile punktów końcowych może obsługiwać - przy jednoczesnym zachowaniu dokładnego pomiaru czasu? W jaki sposób przedsiębiorstwa użyteczności publicznej mogą zabezpieczyć krytyczną infrastrukturę, która obsługuje aplikacje wrażliwe na czas?

 Nasze wysokowydajne rozwiązania sieciowe obsługują niezawodne, redundantne, bezpieczne i wytrzymałe sieci o niskich opóźnieniach. Możemy również pomóc w ustanowieniu monitorowania sieci za pomocą systemu zarządzania siecią, dzięki czemu, jeśli coś pójdzie nie tak z siecią, będziesz dokładnie wiedział, gdzie leży problem i jak go rozwiązać. Wewnętrzni eksperci Belden zapewniają szkolenia i wsparcie, aby pomóc zespołowi uzyskać rozwiązania, których potrzebują - i wiedzieć, jak pewnie je obsługiwać i konserwować dziś i w przyszłości.