PRP/HSR คืออะไร ?

PRP/HSR คืออะไร ?

     โปรโตคอล Parallel Redundancy Protocol (PRP) และโปรโตคอล High-availability Seamless Redundancy (HSR) ที่อธิบายไว้ใน IEC 62439-3 เป็นเทคโนโลยี 2 ประเภทที่ให้การสำรองข้อมูลแบบต่อเนื่องตั้งแต่จุดล้มเหลวเพียงจุดเดียว โดย PRP นั้นสำรองข้อมูลแบบแอ็คทีฟของเครือข่ายโดยการทำสำเนาแพ็กเก็ตบนเครือข่ายอิสระ 2 เครือข่ายที่ทำงานแบบขนาน ในขณะที่ HSR ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับโทโพโลยีแบบวงแหวน โดยอิงจากโปรโตคอลการสำรองข้อมูลแบบต่อเนื่อง 2 โปรโตคอลนี้ กล่องสำรองข้อมูล (Redbox) สามารถเปิดใช้งานอุปกรณ์ปลายทางที่ไม่ใช่ HSR หรือไม่ใช่ PRP ที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย HSR หรือ PRP ได้อย่างรวดเร็วโดยมีเวลาสลับเป็น 0

     แอปพลิเคชันที่สำคัญยิ่งในระบบสื่อสาร SAS สามารถได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีการสำรองข้อมูลเหล่านี้เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของเครือข่าย

Moxa PT-G510 Series

IEC 61850-3 10-port Layer 2 full Gigabit PRP/HSR managed Ethernet switches

ความท้าทายที่ต้องเผชิญ

• การตรวจสอบและแก้ไขปัญหาเครือข่ายซ้ำซ้อน

     โดยทั่วไปเครือข่ายจะใช้ที่อยู่ MAC และ IP เป็นหน่วยจัดการเพื่อควบคุมเครือข่ายและอุปกรณ์เครือข่ายต่าง ๆ อย่างไรก็ตาม PRP/HSR เป็นเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดที่ทำซ้ำแพ็คเก็ตบนเลเยอร์ลิงก์โดยใช้ที่อยู่ MAC เดียวกัน ทำให้มั่นใจได้ว่าฝั่งไคลเอนต์สามารถรับแพ็คเก็ตได้แม้ว่าจะมีปัญหาด้านการสื่อสารก็ตาม น่าเสียดายที่ระบบการจัดการเครือข่ายปัจจุบันไม่สามารถตรวจจับได้ว่ามีการทำสำเนาแพ็คเก็ต ดังนั้นผู้ใช้จึงไม่สามารถดูได้ว่าได้รับแพ็คเก็ตทั้งสองหรือไม่ การตรวจจับว่าได้รับแพ็คเก็ตทั้งสองหรือไม่จะให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับคุณภาพของลิงก์และความสมบูรณ์ของเครือข่ายซ้ำซ้อน ดังนั้น การจัดการและติดตามเครือข่าย PRP/HSR จึงยากขึ้นเนื่องจากผู้ดูแลระบบจะไม่ทราบสถานะแบบเรียลไทม์ของเครือข่ายซ้ำซ้อน การแก้ไขปัญหาเส้นทางซ้ำซ้อนที่ล้มเหลวยังกลายเป็นความท้าทายครั้งใหญ่เนื่องจากไม่ทราบจุดล้มเหลวของเครือข่าย

• อินเทอร์เฟซการจัดการอุปกรณ์และเครือข่ายที่ไม่เป็นหนึ่งเดียวกัน

     Manufacturing Messaging Specification (MMS) เป็นโปรโตคอลหลักในการตรวจสอบและส่งข้อความที่ใช้สำหรับการสื่อสารในระบบที่สอดคล้องกับ IEC 61850 อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีการนำอุปกรณ์เครือข่ายมาใช้ในระบบ IEC 61850 มากขึ้นเรื่อย ๆ อุปกรณ์ที่ไม่รองรับ MMS เช่น สวิตช์อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมและคอมพิวเตอร์ฝังตัว จึงมีความสำคัญสำหรับการสื่อสารและการควบคุมเช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์ IEC 61850 โปรโตคอลที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับการจัดการอุปกรณ์ไอทีคือ Simple Network Management Protocol (SNMP) ซึ่งเป็นโปรโตคอลที่แตกต่างจาก MMS โดยสิ้นเชิง โดยอิงจากโครงสร้างตรรกะที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง เนื่องจากอุปกรณ์ PRP/HSR ใช้ Supervision Frame สำหรับการจัดการอุปกรณ์ จึงยากที่จะรวมระบบทั้งสองนี้เข้าด้วยกันสำหรับการตรวจสอบและการจัดการ     

     ข้อเท็จจริงที่ว่ามีโปรโตคอลการจัดการอุปกรณ์และเครือข่ายที่แตกต่างกัน MMS สำหรับอุปกรณ์ควบคุม IEC 61850 และ SNMP สำหรับอุปกรณ์ไอทีหรือเครือข่าย ส่งผลให้ชุดการจัดการส่วนกลาง เช่น Power SCADA ไม่สามารถจัดการทั้งอุปกรณ์ควบคุมและอุปกรณ์เครือข่ายในลักษณะรวมศูนย์ได้ เนื่องจากชุดซอฟต์แวร์ Power SCADA ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดส่วนใหญ่เข้ากันได้กับโปรโตคอล MMS เท่านั้น แต่ไม่สามารถใช้งานร่วมกับ SNMP หรือ Supervision Frame ได้ การจัดการเครือข่ายบน Power SCADA ตัวเดียวจึงเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากอุปกรณ์เครือข่ายมองไม่เห็นบน Power SCADA
     ส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานระบบ IEC 61850 อาจไม่สามารถแก้ไขหรือป้องกันความล้มเหลวของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีประสิทธิผลด้วยข้อมูลที่ Power SCADA จัดทำไว้

โซลูชันที่แนะนำ

     โซลูชันที่ระบุไว้ด้านล่างนี้สามารถช่วยสร้างการจัดการที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลสำหรับเครือข่ายอัตโนมัติของสถานีย่อย PRP/HSR:

คอมพิวเตอร์สถานีย่อย PRP/HSR ดั้งเดิมสามารถมีบทบาทสำคัญในสถานีย่อยอัจฉริยะที่มีความน่าเชื่อถือสูง

     ผู้ใช้บางรายใช้ PRP/HSR Redbox เพื่อเปิดใช้งานคอมพิวเตอร์ทั่วไปเพื่อเข้าร่วมเครือข่าย PRP/HSR อย่างไรก็ตาม การกระทำดังกล่าวอาจเพิ่มความเสี่ยงที่ลิงก์/โหนดเดียวจะล้มเหลวได้ ดังนั้น การใช้คอมพิวเตอร์ PRP/HSR ดั้งเดิมจึงสามารถหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่ลิงก์/โหนดเดียวจะล้มเหลวได้

สามารถตรวจสอบอุปกรณ์ควบคุมและเครือข่ายซ้ำซ้อนบนแพลตฟอร์ม Power SCADA เดียวได้

     การใช้งานคอมพิวเตอร์สถานีย่อย PRP/HSR ดั้งเดิมที่ดีที่สุดคือการใช้เซิร์ฟเวอร์การจัดการ Power SCADA ที่รองรับ PRP/HSR ด้วยมิดเดิลแวร์การจัดการ PRP/HSR ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษบางตัว เซิร์ฟเวอร์การจัดการ PPR/HSR สามารถเปิดใช้งาน Power SCADA เพื่อรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลดิบจากอุปกรณ์กระจายต่าง ๆ ได้ สามารถตรวจสอบสถานะเครือข่ายซ้ำซ้อนปัจจุบันได้อย่างสมบูรณ์ และสามารถค้นพบจุดบกพร่องแบบจุดเดียวได้ทันที ทำให้การแก้ไขปัญหาแบบเรียลไทม์เป็นงานง่าย ๆ แม้แต่ผู้ดูแลระบบที่มีความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยี PRP/HSR เพียงเล็กน้อยก็สามารถจัดการ ตรวจสอบ และแก้ไขปัญหาเครือข่าย PRP/HSR บนแพลตฟอร์ม Power SCADA เดียวได้อย่างง่ายดาย

    Middleware การจัดการ PRP/HSR ควรสามารถรองรับอินเทอร์เฟซ SNMP และ MMS ได้ ทำให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์สถานีไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ใช้โปรโตคอลการสื่อสารที่แตกต่างกันได้ การรวมมิดเดิลแวร์เข้ากับ Power SCADA ช่วยให้สามารถใช้และอ่านข้อมูลทั้งหมดได้อย่างง่ายดายในระบบ Power SCADA ของสถานีไฟฟ้าผ่านโปรโตคอล MMS ผู้ควบคุมสถานีไฟฟ้าพบว่าการจัดการอุปกรณ์ทั้งหมดในระบบ PRP/HSR เป็นเรื่องง่ายผ่านเครื่องมือภาพของ Power SCADA นอกจากนี้ การแก้ไขปัญหายังทำได้ง่าย เนื่องจากสามารถแสดงจุดบกพร่องเพียงจุดเดียวบน Power SCADA ทำให้ SAS หรือแอปพลิเคชัน PRP/HSR อื่น ๆ เชื่อถือได้และเสถียรมากขึ้น

*เพิ่มเติม