Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT

magic9 05 Oct 2021 08:06 726 0
Fluke Kamera Termowizyjna
  • Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT. Podstawowa wiedza z zakresu architektury sieci przemysłowej

    W obecnych czasach przy dużej konkurencyjności firm oraz przy realizacji coraz bardziej indywidualnych zamówień klientów wielu producentów decyduje się na rozbudowę parku maszynowego bazując na najnowszych systemach automatyki przemysłowej.
    Producenci wdrażają nowe systemy automatyki, aby usprawnić wydajność i elastyczność parku maszynowego przy jedoczesnym obniżeniu kosztów produkcji.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    Można zaobserwować zapotrzebowanie firm na systemy mające na celu:
    • Analizę danych produkcyjnych
    • Diagnostykę błędów
    • Zarządzanie energią elektryczną oraz innymi mediami produkcyjnymi
    • Zdalny, bezpieczny serwis parku maszynowego
    • Szybkie przezbrojenie procesów produkcyjnych

    Wcześniejszy model sieci produkcyjnej zmierza do bardziej otwartego systemu, w którym można wyróżnić sieć OT oraz IT. W nowym modelu sieci przemysłowej zarówno czujnik, jak i urządzenie wykonawcze może komunikować się bezpośrednio z systemem nadrzędnych oraz usługami chmurowymi.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT
    Rys. 1. Modele sieci produkcyjnej


    Coraz więcej urządzeń w parku maszynowym podłączane jest do sieci przemysłowej, dlatego rozbudowa sieci OT jest warunkiem koniecznym. W tym artykule pokażę kilka zasad rozbudowy sieci produkcyjnej, zaczynając od podstaw, takich jak dobór odpowiedniej topologii sieci. Poznasz wady i zalety poszczególnych topologii wykorzystywanych w zarówno w sieciach komputerowych, jak i w sieciach przemysłowych.


    Podstawowe topologie sieci

    1. Topologia magistrali, topologia szyny (ang. Bus) – jedna z topologii fizycznych sieci charakteryzująca się tym, że wszystkie elementy są podłączone do jednej szyny.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    2. Topologia gwiazdy oraz drzewa (ang. Star | Tree) – tworzy się ją z wielu magistrali liniowych połączonych łańcuchowo. Jedną magistralę zwaną pniem dołącza się do switcha i dzieli na kilka nowych magistral (gałęzi).

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    3. Topologia pierścienia (ang. Ring) – urządzenia połączone są ze sobą za pomocą jednego nośnika informacji w układzie zamkniętym. W tym układzie okablowanie nie ma żadnych zakończeń, tworzy pierścień. W klasycznym wykonaniu topologia pierścienia jest kłopotliwym rozwiązaniem, można się spotkać z dużym obciążeniem sieci ponieważ pakiety danych poruszają się w pierścieniu. Wdrożenie pewnych technologii takich redundancja z zastosowaniem zarządzalnych switchy eliminuje przyczyny kolizji sieciowych. Zastosowanie wspomnianych urządzeń jest związane z podniesieniem kosztów związanych z inwestycją w infrastrukturę. Jednak jeśli weźmiemy pod uwagę ryzyko związane z występowaniem błędów w sieci, ta inwestycja jest opłacalna.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    4. Pewnym udoskonaleniem pierścienia jest topologia Mesh. Topologia jest używana wtedy, gdy niezbędne jest zapewnienie wysokiej przepustowości, wysokiego bezpieczeństwa oraz wyeliminowanie kolizji sieciowych.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT



    Projektując sieć biurowo–przemysłową, można zastosować poniższy model sieci, która zakłada kilka warstw sieci OT oraz IT

    • Warstwa rdzenia (ang. Core) – jest warstwą sieci IT służącą do połączenia do Internetu, usług chmurowych oraz do systemów nadrzędnych, takich jak np. system ERP. Pomiędzy siecią IT oraz OT zastosowany jest firewall, który odseparowuje te dwie sieci lub umożliwia kontrolowane połączenie tych dwóch sieci.
    • Warstwa szkieletowa (ang. Backbone) - przez którą przesyłana jest największa liczba informacji. W przypadku fabryk produkcyjnych to w tej warstwie następuje transport danych z różnych hal produkcyjnych.
    • Warstwa dystrybucji (ang. Distribution) – Pośredniczy w wymianie danych pomiędzy warstwą dostępu a warstwą szkieletową (lub rdzenia). W przypadku zakładów produkcyjnych w tej części wykonuje się połączenie linii produkcyjnych.
    • Warstwa dostępu (ang. Access) – Zapewnia możliwość korzystania z sieci urządzeniom końcowym. W zakładzie produkcyjnym w tej części realizowane jest podłączenie czujników, urządzeń systemu sterowania maszynami oraz urządzeń wykonawczych.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT



    Charakterystyka różnych warstw sieci przemysłowej

    W najniższej warstwie zwanej warstwą dostępu (ang. Access Layer) komunikacja odbywa się w konfiguracji Maszyna do Maszyny (M2M), a odległości transmisji nie powinna przekraczać 100 metrów.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    We wspomnianej warstwie wykorzystywane są przewody miedziane oraz komunikacja bezprzewodowa WLAN oraz Bluetooth.
    Standardowa przepustowość transmisji to 100 Mbit, jednak wykorzystywana jest również prędkość 1 Gbit. Napotykane topologie sieci to magistrala, gwiazda oraz pierścień.

    W warstwie dystrybucji (ang. Distribution layer) następuje połączenie linii produkcyjnych, maszyn oraz gniazd produkcyjnych w hali produkcyjnej.
    Odległość transmisji nie przekracza 100 metrów, a medium transmisji to miedziany kabel Ethernetowy lub światłowód. Przepustowość transmisji, z którą mamy do czynienia w warstwie dystrybucji to 100 Mbit/s lub 1Gbit/s. Wykorzystywane topologie sieci to gwiazda i pierścień.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    Warstwa szkieletowa (ang. Backbone layer) umożliwia transport z różnych hal produkcyjnych; w tej warstwie następuje również połączenie z siecią biurową. Połączenie to jest kontrolowane przez zastosowanie zapory sieciowej (firewall).

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    Medium transmisji wykorzystywane w tej warstwie sieciowej to w większości przypadków światłowód oraz miedziany kabel Ethernetowy, a prędkość transmisji od 100 Mbit/s do 10 Gbit/s.
    Wykorzystywane topologie sieci to pierścień i gwiazda.

    Warstwa rdzenia (ang. Core layer) to korporacyjna sieć IT, poprzez którą następuje dostarczenie usług, takich jak Internet, usługi chmurowe, połączenie z systemami nadrzędnymi.
    W tej warstwie często wykorzystywana jest zapora sieciowa (firewall), aby uniemożliwić niepowołany dostęp z zewnątrz firmy. Topologie wykorzystywane w tej warstwie sieciowej to gwiazda i drzewo, a medium transmisji to miedź i światłowód.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    Ze względu na rosnące rozmiary sieci przemysłowych wiele firm inwestuje w sprzęt, który umożliwia eliminowanie coraz trudniejszych do wykrycia błędów oraz pozwoli na stabilne funkcjonowanie sieci przemysłowych.

    Firma Phoenix Contact świadczy usługi doradcze w zakresie rozbudowy sieci OT, co jest ściśle związane z propozycją wykorzystania odpowiedniej topologii sieci, dobór sprzętu i oprogramowania.


    Produkty dedykowane do infrastruktury komunikacyjnej możemy podzielić na poniższe grupy:

    1. Instalacje sieciowe

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTPrzewody miedziane• Ekranowanie EMC
    • Łatwy montaż
    • Stopień ochrony IP20 do IP 69K
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTŚwiatłowody• Szeroka gama złączy
    • Do 40Gbit/s
    • Zintegrowane ryglowanie
    • Łatwy montaż
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTPanele krosowe• Połączenia między obiektem a szafą sterowniczą
    • Ochrona przed przepięciami
    • Dostępna wersja PoE
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTModuły redundancyjne• PRP (parallel redundancy protocol)
    • Brak czasu przełączania w przypadku błędu
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTModuły SFP• "Small Form-Factor Pluggable"
    • małe, znormalizowane moduły do połączeń sieciowych
    • FO oraz Ethernet



    2. Switche niezarządzalne (przełączniki sieciowe) - urządzenie łączące segmenty sieci OT oraz IT. Poniżej przedstawiam dostępne switche niezarządzalne oraz cechy produktów.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitch serii 1000• Obsługa światłowodów
    • Pover-over-Ethernet
    • Wysokie szybkości transmisji danych
    • Priorytetyzacja danych PROFINET ETHERNET/IP
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitch SFNT• Instalacja w trudnych warunkach
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitch 1800/1900• Wersja 19” rack
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitch 1650• Klasa ochrony IP67


    3. Switche zarządzalne (przełączniki sieciowe), rodzaje oraz cechy produktów.

    W przemysłowych wersjach switchy zarządzalnych ważną zaletą jest użycie zewnętrznej karty pamięci do przechowywania ustawień przełącznika. W przypadku ewentualnego uszkodzenia switcha, każdy pracownik działu Utrzymania Ruchu, na każdej zmianie może w łatwy sposób wymienić switch na nowy i wgrać obowiązujące ustawienia sieci. Phoenix Contact oferuje w każdym wymienionym switchu zarządzalnym zewnętrzną kartę pamięci do przechowywania ustawień.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitch serii 2000• PROFINET ETHERNET/IP
    • Redundancja (RSTP, MRP)
    • Łatwa konfiguracja
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitch 3000/4000• Specjalna funkcjonalność IT
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitch serii 7000• ETHERNET/IP
    • Wysoka wydajność
    • Redundancja (Device Level Ring)
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTProfinet IRT• Profinet TRT
    • Synchronizacja czasowa
    • Redundancja (MRP)
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTRozbudowa modułowa• Switch warstwy 3 (routing switch)
    • Także warstwy 2
    • Wersja modularna, wygodna w rozbudowie



    4. Produkty z funkcjonalnością Power over Ethernet (PoE) umożliwiają przesyłanie danych i zasilanie urządzeń obiektowych za pomocą tylko jednego kabla.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTInjektory PoE• Wprowadzenie zasilania do sieci
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTSwitche PoE• Połączenie urządzeń PoE
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTRozdzielacz PoE• Oddziela dane od energii, aby podłączyć urządzenia inne niż PoE



    5. Bezpieczeństwo w komunikacji, czyli ochrona przez wirusami i cyberatakami oraz zdalny bezpieczny dostęp do maszyn to osobne zagadnienie, nad którym projektant sieci powinien się skoncentrować przy budowie własnej sieci. Phoenix Contact w tym zakres oferuje kompleksowe rozwiązania. Opis tych rozwiązań znajdziesz na blogu technicznym: www.phoenixcontact.pl/blog Poniżej przedstawię podstawowe informacje.

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTmGuard
    PCI Cards
    • Cyberbezpieczeństwo
    • Zdalny dostęp
    • Ochrona przed wirusami oraz malware
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTmGuard 1100• Cyberbezpieczeństwo
    • Zdalny dostęp
    • Asystent konfiguracji Firewall
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT Industrial VPN Gateway• Bezpieczny, zdalny dostęp poprzez 3G, 4G, LTE
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTEthernet Extender• Bezpieczna rozbudowa złożonych sieci IP
    • Wersje zarządzalne i niezarządzalne



    6. Systemy do bezprzewodowej transmisji sygnałów ofertowane przez Phoenix Contact oparte są o technologie, takie jak:
    • Bluetooth
    • WLAN
    • TrustedWireless

    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTWLAN• REST-API
    • Łatwe podłączanie urządzeń mobilnych
    • Często używane do robotów AGV
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTBluetooth• Bez zakłóceń z sieciami WLAN
    • Dedykowane do PROFINET
    • Podłączanie punkt-punkt (dźwigi, roboty itp.)
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTBluetooth LE• Czujniki IoT (Low Energy)
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OTNearFI• Bezprzewodowy Ethernet oraz zasilanie urządzenia (≤10mm)
    • Dedykowany do aplikacji: narzędzia obrotowe, podłączanie narzędzi wymiennych
    • Bez efektu ścierania/uszkodzenia



    7. Oferowane przez Phoenix Contact oprogramowanie sieciowe FL Network Manager jest narzędziem do zarządzania lokalną siecią oraz monitorowania i konfiguracji urządzeń sieciowych.
    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT FL Network Manager• Przegląd topologii
    • Aktualizacja oprogramowania dla wielu urządzeń
    • Konfiguracja wielu urządzeń
    • Obsługa


    8. Nowe technologie komunikacji w automatyce przemysłowej:
    • Single Pair Ethernet,
    • 5G
    • Time Sensitive Network


    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    Coraz więcej urządzeń przemysłowych podłączanych do sieci sprawia, że zarówno systemy nadrzędne, jak i sieci będą przetwarzały coraz więcej danych. Zastosowanie niewłaściwej topologii sieci oraz wybór nieodpowiednich urządzeń może powodować problemy z komunikacją. Ważnym zagadnieniem jest również szybkość wymiany sprzętu sieciowego w przypadku ewentualnej awarii. Przemysłowe urządzenia Phoenix Contact posiadają zewnętrze karty pamięci, na których może być przechowywana konfiguracja urządzenia. W przypadku awarii sprzętu każdy pracownik utrzymania ruchu na każdej zmianie może w łatwy sposób wymienić urządzenie na nowe i wgrać odpowiednią konfigurację.

    Niezabezpieczone sieci OT oraz brak nowoczesnych funkcji bezpieczeństwa przy zdalnym połączeniu z parkiem maszynowym może narażać użytkownika sieci na problemy związane z niepowołanym dostępem do sieci.

    Brak segmentacji sieci OT może narazić całą infrastrukturę. Włamanie do tylko jednego urządzenia może mieć wpływ na całą sieć. Poprzez zastosowanie odpowiednich reguł i dobór odpowiednich urządzeń użytkownik może wdrożyć odpowiednie mechanizmy ochrony.

    To tylko kilka z wielu zagadnień, które można napotkać przy rozbudowie istniejącej sieci przemysłowej.


    Rozbudowa oraz stabilne funkcjonowanie istniejącej sieci OT


    Jak zmienia się model sieci produkcyjnej, w drodze do otwartego systemu sieci OT i IT?
    Dowiedz się podczas Technology Days
    19-21 października ONLINE


    GRUPA DOCELOWA:
    Użytkownicy końcowi (automatycy, inżynierowie utrzymania ruchu, managerowie zatwierdzający inwestycje)
    System integratorzy działający w branży przemysłowej
    Producenci maszyn
    Projektanci systemów automatyki / infrastruktury komunikacyjnej w aplikacjach przemysłowych

    INFORMACJE DLA UCZESTNIKÓW:
    • wszystkie spotkania w bezpiecznej formule online
    • udział bezpłatny po rejestracji
    • praktyczne przykłady aplikacyjne
    • czat ze specjalistami i uczestnikami: to świetna okazja do pytań i wymiany doświadczeń

    REJESTRACJA oraz szczegółowe informacje

    -------------------------------------------------------------------
    Zapraszam do kontaktu: doradzę w zakresie rozbudowy sieci OT, wykorzystania optymalnej topologii sieci, doborze sprzętu oraz oprogramowania.
    Jarosław Filipiak, Menedżer ds. Przemysłu - Automatyzacja Procesów Produkcji Phoenix Contact
    tel. +48 608 619 945
    email: jfilipiak(malpa)phoenixcontact.pl
    www.phoenixcontact.pl

    [Artykuł sponsorowany]
    About Author
    magic9
    Editor
    Offline 
    Has specialization in: redaktor treści elektroda
    magic9 wrote 653 posts with rating 302, helped 10 times. Live in city Kielce. Been with us since 2010 year.
  • Fluke Kamera Termowizyjna