Jak rozpoznać nowoczesny switch przemysłowy?

Sprawdź jakimi kryteriami należy się kierować przy tworzeniu nowoczesnego systemu komunikacji przemysłowej.

Aluminiowa obudowa, redundancja połączeń, wyjście alarmowe, ilość portów miedzianych i światłowodowych czy szerokie możliwości diagnostyczne? Odporność na cyberataki czy prosta konfiguracja przełącznika? Którym kryterium wyboru switcha kierujesz się podczas tworzenia nowoczesnego systemu komunikacji przemysłowej?

Niegdyś połączenia kablowe przeciągano przez odległe fragmenty instalacji, następnie proste łącza szeregowe, na bazie interfejsu RS422 lub RS485, mające wiele ograniczeń, ale i tak znacząco redukujące ilość rozłożonych kabli. Obecnie korzysta się z Ethernetu i jego przemysłowych odmian – a wszystko po to, aby szybciej i przeważnie taniej budować łatwe do zmiany systemy automatyki łączone w nowoczesny sposób.

Jednak, aby uzyskać taki efekt, należy stworzyć odpowiednią infrastrukturę pozwalającą na elastyczną przebudowę czy rozbudowę instalacji zgodną z ideą Przemysłu 4.0. W sieci Ethernet kluczowym elementem pozwalającym na rozbudowę systemu o kolejne dołączane elementy są przełączniki sieci Ethernet (ang. switch – przełącznik). Zainstalowanie przełącznika pozwala na podłączenie wielu urządzeń (zależnie od ilości wbudowanych w przełączników portów) w lokalnym punkcie bez konieczności przeciągania kabli komunikacyjnych do odległych punktów.

Switche – jakie parametry są ważne?

Kierując swoją uwagę na rozwiązania przemysłowe, należy określić charakterystyczne parametry urządzeń.

Obudowa
Tutaj na pierwszym planie należy zwrócić uwagę na wykonanie, które charakteryzuje się solidną (co niekoniecznie znaczy ciężką) obudową – np. obudowy większości przełączników Astraada Net wykonane są z aluminium. Odpowiednia obudowa to nie tylko odporność na uszkodzenia mechaniczne, ale również zdolność do odprowadzenia ciepła – szczególnie w przypadku, gdy switch pracuje w otoczeniu, gdzie temperatura może dochodzić do 70 st. C.

Redundancja
Redundancja zasilania (możliwość podłączenia zasilania z niezależnych źródeł) podnosi niezawodność pracy instalacji, co jest niezwykle istotne szczególnie w dużych, odpowiedzialnych systemach.

Wyjście alarmowe
Dostępne wyjście alarmowe może zostać użyte jako sposób informowania obsługi o wystąpieniu awarii urządzenia lub sieci w określonym miejscu w celu łatwiejszej identyfikacji miejsca wystąpienia problemu. Może także zostać wprowadzone jako sygnał do układu sterowania w celu podjęcia odpowiednich kroków przez algorytm sterowania systemu czy poinformowania służb o wystąpieniu awarii poprzez systemy HMI / SCADA.

Porty komunikacyjne
W mniejszych systemach wystarczy kilka portów w przełączniku do lokalnego podłączenia urządzeń, takich jak panel HMI, sterownik czy komputer. W systemach większych ważna jest możliwość obsługi zarówno interfejsów opartych o połączenia na kablach miedzianych (gdzie odległości pomiędzy punktami mogą dochodzić do 100 m), jak i opartych o połączenia światłowodowe, gdzie maksymalna odległość może dochodzić nawet do kilkudziesięciu kilometrów (niekiedy nawet więcej) i to przy zapewnieniu wysokiej prędkości przesyłu danych (1 Gb).

Redundancja sieci – jak zabezpieczyć system?

Niezawodność systemu, a w szczególności warstwy komunikacyjnej podnoszą również mechanizmy redundancji sieci. Możliwość tworzenia połączeń redundantnych w warstwie łącza i obsługujących je protokołów bardzo proste do wykonania, a przy tym bardzo skuteczne zabezpieczenie systemu na wypadek uszkodzenia fragmentu sieci (np. kabla komunikacyjnego).

Dobre switche Ethernetowe oferują możliwość integracji z systemami redundancji sieci wykorzystywanymi w części biurowej zakładu poprzez obsługę protokołów typu Spanning Tree Protocol /RSTP/MSTP, jak również bardzo szybkich protokołów redundancji połączeń jak Multiply Super Ring dostępny w zarządzalnych switchach Astraada Net, gdzie gwarantowany czas na przywrócenie redundantnego łącza w układzie połączeń typu pierścień wynosi 5 ms. A na tym nie kończą się możliwości tworzenia redundantnych połączeń.

W większych systemach bardzo pomocne okażą się mechanizmy wydzielania mniejszych odseparowanych sieci – dzięki możliwości definiowania VLAN, jak również utworzenia portów nadrzędnych, poprzez które będzie możliwa komunikacja z poszczególnymi podsieciami (Private VLAN).

Diagnostyka – kilka opcji

Dobry współczesny switch przemysłowy to także szerokie możliwości diagnostyczne dostępne na różne sposoby np.:

• wspomniany wcześniej mechanizm alarmowy,
• diagnostyka wewnątrz przełącznika przy pomocy interfejsu konfiguracyjnego,
• logowanie zdarzeń historycznych,
• obsługa zdarzeń, pułapek i podgląd stanu pracy urządzenia poprzez SNMP,
• raportowanie stanu pracy urządzenia poprzez protokół Modbus TCP, który obsługiwany jest przez większość współczesnych sterowników PLC czy systemów HMI/SCADA.

Zabezpiecz instalację przed cyberatakami

W erze Przemysłu 4.0 nie bez znaczenia są również mechanizmy wspomagające zabezpieczenie instalacji przed atakami cyberprzestępców. Możliwość włączenia mechanizmów ochrony typu: DHCP Snooping, IP Source Guard, Dynamic ARP Inspection, L2/L3/L4 Access Control List pozwala na znaczące obniżanie prawdopodobieństwa dostania się do sieci niepowołanych użytkowników. Dobry przełącznik Ethernet w erze rewolucji Przemysłu 4.0 jest jak autostrada dla ruchu samochodowego pozwalająca na szybie dotarcie do wyznaczonego celu.

Switche – sposoby konfiguracji

Sposób konfiguracji przełącznika to również jeden z kluczowych parametrów. Część użytkowników preferuje klasyczny interfejs tekstowy dostępny poprzez port terminalowy lub połączenie typu telnet/ssh. Dla innych bardzo ważny będzie interfejs graficzny, za pomocą którego można dokonać konfiguracji pracy przełącznika.

Ważne, aby interfejs ten był obsługiwany poprzez różne przeglądarki. Niegdyś bardzo popularny interfejs oparty o aplet JAVA obecnie jest zastępowany rozwiązaniem nie wymagającym tej technologii, która niestety nie jest już obsługiwana przez większą liczbę współczesnych przeglądarek internetowych. W przypadku przełączników Astraada Net, które pierwotnie wykorzystywały interfejs JAVA, można je zaktualizować wgrywając nowszą wersję firmware, aby uzyskać analogiczny jak wcześniej interfejs graficzny, lecz nie wymagający wykorzystania apletu JAVA’y.

Wymienione cechy dostępne są w przełącznikach z rodziny Astraada Net. Odnośnie szczegółów polecam zapoznanie się z parametrami umieszczonymi na stronie: www.astor.com.pl/switche.

Potwierdzeniem niezawodności pracy urządzeń z rodziny Astraada Net jest między innymi gwarancja, która jest udzielana na przełączniki na okres 54 miesięcy, a switche przemysłowe tej marki zainstalowane są w tysiącach instalacji w Polsce w bardzo różnorodnych branżach przemysłu.