Hình 1- Sơ đồ tổng quát kết nối thiết bị
Chúng ta cần làm rõ về yêu cầu này, đây là yêu cầu chung đối với phần cứng khi lắp đặt trong môi trường trạm điện, chứ không phải là yêu cầu về giao thức.Hình 2- Thông tin cho IEC 61850-3 đối với phần cứng
Giao thức IT và AT ứng dụng trong việc giám sát tình trạng hoạt động của switch mạng. Chúng ta đều rất quen thuộc với việc áp dụng giao thức SNMP trong IT để giám sát tình trạng hoạt động của các thiết bị trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Tuy nhiên, ngoài các giao thức này ra, các thiết bị truyền thông công nghiệp sẽ hỗ trợ các giao thức như ModbusTCP, EtherNET/IT… và đặc biệt trong trạm điện, bên cạnh IEC 61850-3, các switch còn hỗ trợ giao thức MMS, giúp đơn giản hóa việc giám sát hoạt động của các mạng. MMS là giao thức theo phần IEC 61850-90-4: Networking Engineering Guidelines (yêu cầu của tiêu chuẩn IEC 61850)Hình 3- Các giao thức, và ứng dụng truyền loại gói tin theo chức năng
Nếu sử dụng SNMP chúng ta sẽ sử dụng các MIB và các trap để lấy các thông tin:Hình 4- Thông tin trạng thái của switch PT7528 qua giao thức SNMP
Trong khi đó, trong các trạm điện, chúng ta đã áp dụng tiêu chuẩn truyền tin IEC 61850, và MMS đã được hỗ trợ, do đó, việc sử dụng MMS để giám sát trạng thái của các IED và của thiết bị truyền thông thực sự thuận tiện và hữu ích hơn.Hình 5- Thông tin trạng thái các cổng bằng MMS
Không chỉ đơn thuần hoạt động như các switch mạng thông thường, thực tế nếu sử dụng các switch mạng dùng trong văn phòng (có hỗ trợ QoS) , chúng ta vẫn có thể kết nối các thiết bị hỗ trợ giao thức IEC 61850, kể cả việc truyền các gói tin GOOSE, Sample Measurement Value (SMV) và gói tin đồng bộ thời gian... Tuy nhiên, các yêu cầu của các ứng dụng trong trạm điện cần hơn thế, đó là sự ưu tiên của các gói tin khi đi tới và ra khỏi một cổng của switch theo các nhu cầu và mục đích cụ thể: cho điều khiển, cho bảo vệ…Hình 6- Thời gian yêu cầu truyền các loại gói tin theo IEC 61850-5
Hình 7- Sự khác biệt về chức năng của switch thông thường và switch hỗ trợ IEC 61850 QoS
Hình 8-Thiết lập mức ưu tiên cho các loại gói tin đối với switch hỗ trợ IEC 61850 QoS
Sự khác giữa switch mạng thông thường và switch mạng hỗ trợ IEC 61850 QoS: đó là cho phép thiết lập mức độ ưu tiên cho các gói tin mang dữ liệu Khi xây dựng các hệ thống tự động hóa nói chung và trong ngành điện nói riêng, đặc biệt khi đề cập tới các yêu cầu về thiết lập tính năng dự phòng cho đường truyền dữ liệu, chúng ta thường đang dùng STP, RSTP, MSTP… Tuy nhiên, mỗi cấu trúc này sẽ có thời gian khôi phục đường truyền sau khi bị lỗi với độ trễ như bảng dướiHình 9- Thời gian khôi phục đường truyền của một sô cấu trúc mạng
Với thời gian khôi phục này sẽ không thể đáp ứng được yêu cầu trong trạm điện khi áp dụng IEC 61850 để truyền tin. Khi đó chúng ta sẽ đề cập tới PRP (áp dụng cho mạch tia) và HSR (áp dụng cho mạch vòng) , các giao thức này được phát triển dựa trên tiêu chuẩn : IEC 62439-3 Clause 4/5 PRP/HSRHình 10- Sơ đồ mạng theo giao thức PRP và HSR
Yêu cầu về thời gian khôi phục đường truyền dữ liệu để đảm bảo việc truyền các gói tin giữa các IED, máy tính trong trạm điện dựa trên các tính năng như bảng dưới Để truyền các gói tin trong trường hợp mạng truyền thông bị sự cố, và thời luôn cần thời gian khôi phục >0ms, vậy phải có sự lựa chọn hợp lý cho các thiết bị truyền tin. Bởi hiện nay, đa phần các relay bảo vệ của các hãng SEL, ABB, SIEMENS, SCHNEIDER-ELECTRIC, GE, và TOSHIBA… đều đã hỗ trợ các giao thức PRP và HSR. Thực tế, có nhiều loại giao thức (SNMP, ModbusTCP…) và các ứng dụng khác nhau cùng được triển khai và hoạt động. Và để dảm bảo thông suốt trong truyền dữ liệu trên mạng, tránh các nút cổ chai (khi dữ liệu chạy tập trung vào port), khi đó thiết lập VLAN sẽ giải quyết vấn đề này. Điển hình trong trạm điện gồm các gói tin GOOSE/SMV… hay dữ liệu hình ảnh video của hệ thống an ninh sẽ được truyền trong mạng truyền thông. Các lợi ích cụ thể khi thiết lập VLAN: - Giám các lượng gói tin cho các thiết bị đầu cuối phải xử lý. - Khi phân chia thành các nhóm khác nhau, các thành viên (thiết bị) cùng một nhóm sẽ dễ dàng trao đổi dữ liệu khác nhau. - Khi các thiết bị IEC ở các nhóm khác nhau, sẽ sử dụng trunking để thiết lập giữa các VLAN - Một lợi ích khác, tăng khả năng bảo mật cho mạng.Hình 11- Thiết lập VLAN trong trạm điện
Ngoài một số ưu điểm này, sản phẩm switch mạng của Moxa cho ứng dụng trong trạm điện còn nhiều tiện ích và chức năng khác như hỗ trợ IEEE 1588v2 (PTP), cấu hình nhanh chóng qua 7 bước, công cụ backup dữ liệu hoặc tập trung giám giám bằng phần mềm MXview,.... Các sản phẩm tham khảoPT-7528 series IEC 61850-3 28-port Layer 2 managed rackmount Ethernet switches | PT-7728 series IEC 61850-3 24+4G-port Layer 2 Gigabit modular managed rackmount Ethernet switches | PT-G7509 series IEC 61850-3 9G-port Layer 2 full Gigabit managed rackmount Ethernet switches |
Địa điểm / Quốc gia: Seville, Tây Ban Nha
Giới thiệu
Giới thiệu dự án
Seville – một thành phố ở Tây Ban Nha – nổi tiếng là một nơi ấm áp, sinh động nhưng cũng là một nơi tình trạng giao thông vô cùng tồi tệ. Thành phố này được xây dựng từ thời La Mã, kiến trúc cổ hang thế kỷ trước là sự minh chứng rõ ràng nhất cho lịch sử phong phú của nơi đây. Là thành phố lớn thứ tư Tây Ban Nha, vấn đề giao thông ở Seville trở nên tồi tệ hơn bởi hệ thống giao thông hẹp, quanh co như mê cung, không đáp ứng được nhu cầu giao thông. Các hướng dẫn viên du lịch khuyên rằng không nên lái xe tại Seville, thay vào đó, du khách hãy đi bộ đến nơi họ muốn đến. Seville đã tìm kiếm sự hỗ trợ từ một Công ty kỹ thuật nổi tiếng tại Châu Âu chuyên về các hệ thống giao thông thông minh (ITS) để nâng cấp hệ thống điều khiển giao thông. Thành phố cần một hệ thống cho phép quản lý tập trung hệ thống đèn giao thông trải rộng khắp thành phố. Thêm vào đó, thành phố muốn hệ thống có thể kết hợp giám sát giao thông ở những nút giao thông lớn, và cho phép truyền thông âm thanh. Do nhu cầu truyền tải một lượng lớn dữ liệu qua các khu vực lớn tại thành phố, các kỹ sư cần lựa chọn các sản phẩm mạng có thể kết nối nhiều điểm dữ liệu trên một khoảng cách dài.
Giải pháp của Moxa
Hệ thống điều khiển giao thông của Seville đã được thiết lập để truyền tải video, âm thanh, và dữ liệu trên một hệ thống mạng duy nhất. Do yêu cầu về băng thông cao, các kỹ sư đã quyết định sử dụng các switch Ethernet công nghiệp để thiết lập hệ thống mạng quang tốc độ gigabit. Đường truyền chính của hệ thống được thiết lập dựa trên các switch Ethernet công nghiệp mã EDS-726, với 8 nút trải đều trên các khu vực trong thành phố tạo thành một vòng Gigabit Turbo Ring. Cáp quang là lựa chọn tốt nhất do yêu cầu về khoảng cách dài và băng thông cao, và cấu trúc Turbo Ring có vai trò dự phòng truyền thông và phục hồi mạng trong khoảng thời gian chưa tới 300 ms. Với các cổng quang tốc độ Gigabit và hỗ trợ Turbo Ring, EDS-726 giúp xây dựng đường truyền chính mạnh mẽ có thể xử lý tất cả các video, âm thanh, và dữ liệu về giao thông.
Từ đường truyền chính, có 11 nút tỏa ra tới các khu vực cần giao thông kiểm soát và giám sát. Mỗi nút sử dụng môt switch công nghiệp EDS-726 để kết nối các camera IP, thiết bị điều khiển giao thông, và điện thoại IP tới đường truyền chính. EDS-726 với thiết kế mô đun linh hoạt, dễ dàng mở rộng và cho phép bố trí tùy chỉnh camera IP để giám sát video, và điện thoại IP cho truyền thông bằng giọng nói. Thiết bị đạt tiêu chuẩn IP có thể kết nối trực tiếp đến cổng Ethernet trên EDS-726, và converter quang IMC-21 được dùng để tăng khoảng cách, tốc độ truyền, và nâng cao tính linh hoạt khi bố trí thiết bị. Hỗ trợ VLAN và QoS giúp giảm thiểu sự nghẽn mạng, và dễ dàng quản lý từ xa qua mạng giúp giảm chi phí bảo trì.
Các bộ điều khiển tín hiệu trên nền tảng serial được sử dụng để kiếm soát giao thông qua mạng, được kết nối tới bộ điều khiển giao thông chính ở trung tâm bằng cách sử dụng một cặp bộ chuyển đổi một cổng serial sang Ethernet mã NPort 5110, giúp giảm thiểu chi phí đầu tư thiết bị giao thông mới. Bằng cách sử dụng chế độ kết nối cặp (pair connection mode) của NPort 5110, các kỹ sư tại trung tâm điều khiển có thể dễ dàng theo dõi tình trạng của mỗi đèn giao thông, và cập nhật chương trình kiểm soát khi các điều kiện giao thông thay đổi.
Hệ thống quản lý giao thông mới mang lại cho thành phố Seville một phòng điều khiển tập trung có thể giám sát, điều khiển đèn giao thông trên tất cả các khu vực đô thị. Giám sát video trực tiếp và quản lý từ xa đèn giao thông cho phép xử lý tức thì tình trạng giao thông thực tế, và điện thoại IP là một công cụ truyền thông bổ sung có chi phí thấp.
Tại sao nên chọn sản phẩm của Moxa?
Giải pháp sản phẩm
EDS-728 SeriesSwitch Ethernet công nghiệp 24+4G-port Layer 2 Gigabit | |
IMC-21 SeriesConverter quang từ 10/100BaseT(X) thành 100BaseFX | |
NPort 5110/NPort 5130/NPort 5150 SeriesBộ chuyển đổi serial 1 cổng RS-232/422/485 sang Ethernet |
IMC-101 Series Converter quang 10/100BaseT(X) sang 100BaseFX | NPort 5610/NPort 5630 Series Bộ chuyển đổi 8 và 16 cổng RS-232/422/485 sang Ethernet |
Tại sao nên chọn sản phẩm của Moxa?
EDS-205A Switch công nghiệp unmanaged 5 cổng | |
NPort IA5150A/IA5250A/IA5450A Series Bộ chuyển đổi 1, 2, 4 cổng serial sang Ethernet |
Giới thiệu
Giới thiệu dự án
Một công ty hàng đầu về các hệ thống điện gió (sử dụng năng lượng gió để tạo ra điện) sử dụng công nghệ Ethernet để duy trì và kiểm soát tốt hơn quá trình vận hành. Công ty này đi tiên phong trong lĩnh vực công nghệ gió và là động lực thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng gió với nhiều nhà máy trên toàn thế giới. Khách hàng đã triển khai một số lượng lớn các “trang trại gió” và tin tưởng vào sự ổn định và hiệu quả mà hệ thống mạng mang lại cho việc quản lý và giám sát lắp đặt. Các dự nói riêng có quy mô từ một vài tua bin gió cho đến hàng trăm chiếc tua bin gió và có thể trải dài trên một khoảng cách rất xa.
Để có thể giám sát, điều khiển tập trung ở một khoảng cách xa và vận hành trong điều kiện môi trường khắc nghiệt, công ty yêu cầu một hệ thống mạng đáng tin cậy nhằm hỗ trợ các dự án. Các nhà sản xuất tua bin gió cũng phát triển mối quan hệ lâu dài với khách hàng, duy trì quá trình vận hành trong suốt thời gian thực hiện dự án, điều này có thể kéo dài tới 20 năm, có nghĩa là nhà sản xuất phải cung cấp dịch vụ với quy mô toàn cầu và sử dụng các sản phẩm với độ tin cậy cao nhất trong ngành công nghiệp.
Giải pháp của Moxa
Ứng dụng này được áp dụng trên một trang trại gió với quy mô hơn 80 tua bin gió. Tại mỗi tua bin gió, các cánh quạt có thể quay với tốc độ từ 10 đến 15 RPM tùy thuộc vào điều kiện gió. Trục cánh quạt được kết nối với một hộp số bên trong lớp vỏ, quay quanh trục với tốc độ 1500 RPM và trở thành một chiếc máy phát. Mỗi tua bin gió có một hộp điều khiển gồm một máy tính công nghiệp và PLC được gắn tại đỉnh của tua bin, bên trong lớp vỏ. Các cảm biến tốc độ gió, hướng gió, tốc độ trục rô to … thu thập dữ liệu và truyền tới PLC. Bằng cách xác định hướng gió, hệ thống điều khiển có thể sử dụng một động lệch trục để điều chỉnh hướng của tua bin nhằm tận dụng tối đa sức gió để phát điện.
Tất cả các tua bin được kết nối tới hệ thống mạng cục bộ, mỗi hộp điều khiển tua bin sử dụng Ethernet để kết nối tới hệ thống mạng dự phòng cáp quang tại chân tua bin. Mạng LAN được kết nối tới một trạm điều khiển từ xa ứng dụng các hệ thống điều khiển và SCADA, giúp phân tích dữ liệu, điều chỉnh các cài đặt của tua bin gió và cung cấp các cảnh báo thông minh cho nhân viên vận hành và nhân viên bảo trì. Khách hàng lựa chọn các giải pháp của Moxa cho mạng Ethernet giữa các tua bin gió và trung tâm điều khiển.
Với mỗi tua bin gió, switch Ethernet unmanaged EDS-305-M-SC của Moxa có vai trò chuyển đổi tín hiệu đồng Ethernet từ hộp điều khiển sang tín hiệu quang multimode, một bộ chuyển đổi IMC-101-M-SC sẽ có chức năng chuyển đổi tín hiệu quang multimode từ đỉnh tua bin gió sang tín hiệu đồng, và ở chân tua bin gió, một switch Ethernet8 cổng EDS-508-MM-SC sẽ kết nối tới các switch công nghiệp EDS-508-MM-SC khác tạo thành một mạch dự phòng quang hỗ trợ truyền thông giữa các tua bin gió.
Cấu trúc mạch vòng dự phòng kết nối từng tua bin gió với nhau để tăng cường độ tin cậy và tiết kiệm chi phí dây cáp. Tất cả các sản phẩm của Moxa đều có chu kỳ lỗi sản phẩm (MTBF) dài, độ tin cậy và năng suất cao giúp khách hàng duy trì hệ thống một cách hiệu quả. Danh mục sản phẩm đa dạng, hỗ trợ trên toàn cầu giúp đảm bảo khả năng tương thích của sản phẩm, dịch vụ sau bán và hỗ trợ nâng cấp trong tương lai.
Các ưu điểm của sản phẩm Moxa
switch-cng-nghip-archives-safenergy-i-din-moxa-ti-vit-nam