Apa yang bisa menyebabkan paket hilang di LAN? Ada beberapa pilihan: redundansi tidak dikonfigurasi dengan benar, jaringan tidak dapat mengatasi beban, atau LAN "menyerbu". Namun alasannya tidak selalu di lapisan jaringan.
Perusahaan LLC N membuat sistem kontrol proses otomatis dan sistem pengawasan video dari tambang perusahaan We Will Not Give Names berdasarkan
sakelar Kontak Phoenix .
Ada masalah di satu bagian jaringan. Antara sakelar FL SWITCH 3012E-2FX -
2891120 dan FL SWITCH 3006T-2FX -
2891036, saluran komunikasi sangat tidak stabil.
Perangkat dihubungkan oleh kabel tembaga yang diletakkan dalam satu saluran dengan kabel daya 6 kV. Kabel daya menciptakan medan elektromagnetik yang kuat yang menyebabkan gangguan. Sakelar industri konvensional tidak memiliki kekebalan noise yang memadai, sehingga beberapa data hilang.
Ketika sakelar FL SWITCH 3012E-2FX -
2891120 dipasang di kedua ujungnya, koneksi menjadi stabil. Sakelar ini mematuhi IEC 61850-3. Antara lain, bagian 3 dari standar ini menjelaskan persyaratan untuk kompatibilitas elektromagnetik (EMC) perangkat yang dipasang di pembangkit listrik dan gardu induk.
Mengapa sakelar dengan EMC yang ditingkatkan berkinerja lebih baik?
EMC - Umum
Ternyata stabilitas transmisi data dalam LAN dipengaruhi tidak hanya oleh konfigurasi peralatan yang benar dan jumlah data yang ditransfer. Penyebab hilangnya paket atau kegagalan switch dapat berupa interferensi elektromagnetik: walkie-talkie yang digunakan di sebelah peralatan jaringan, kabel daya yang diletakkan di dekatnya, atau sakelar daya yang membuka sirkuit selama hubungan pendek.
Walkie-talkie, kabel, dan sakelar adalah sumber interferensi elektromagnetik. Sakelar dengan kompatibilitas elektromagnetik yang ditingkatkan dirancang untuk beroperasi secara normal saat terkena gangguan ini.
Ada dua jenis interferensi elektromagnetik: induktif dan konduktif.
Kebisingan induktif ditransmisikan melalui medan elektromagnetik "melalui udara." Gangguan ini juga disebut terpancar atau terpancar.
Gangguan yang dilakukan ditransmisikan melalui konduktor: kabel, tanah, dll.
Gangguan induktif terjadi ketika terkena medan elektromagnetik atau magnet yang kuat. Penyebab interferensi yang dilakukan mungkin beralih sirkuit saat ini, sambaran petir, pulsa, dll.
Sakelar, seperti semua peralatan, dapat dipengaruhi oleh interferensi induktif dan dilakukan.
Mari kita lihat berbagai sumber gangguan di fasilitas industri, dan gangguan apa yang mereka ciptakan.
Sumber gangguan
Perangkat pemancar radio (walkie-talkie, ponsel, peralatan las, tungku induktif, dll.)Perangkat apa pun memancarkan medan elektromagnetik. Medan elektromagnetik ini bekerja pada peralatan baik secara induktif dan konduktif.
Jika medan yang dihasilkan cukup kuat, maka dapat menciptakan arus dalam konduktor, yang akan mengganggu proses transmisi sinyal. Gangguan yang sangat kuat dapat menyebabkan peralatan dimatikan. Dengan demikian, efek induktif terwujud.
Personel yang beroperasi dan layanan keamanan menggunakan ponsel, walkie-talkie untuk berkomunikasi satu sama lain. Pemancar radio dan televisi stasioner bekerja di fasilitas, perangkat Bluetooth dan WiFi dipasang pada instalasi seluler.
Semua perangkat ini adalah generator medan elektromagnetik yang kuat. Oleh karena itu, untuk operasi normal di lingkungan industri, sakelar harus dapat mentolerir gangguan elektromagnetik.
Lingkungan elektromagnetik ditentukan oleh intensitas medan elektromagnetik.
Saat menguji sakelar untuk kekebalan terhadap medan elektromagnetik, bidang 10 V / m diinduksi pada sakelar. Dalam hal ini, sakelar harus berfungsi penuh.
Setiap konduktor di dalam sakelar, serta semua kabel, adalah antena penerima pasif. Perangkat pemancar radio dapat menyebabkan interferensi elektromagnetik dalam rentang frekuensi dari 150 Hz hingga 80 MHz. Medan elektromagnetik menginduksi tegangan pada konduktor ini. Tegangan ini, pada gilirannya, menyebabkan arus yang mengganggu sakelar.
Untuk menguji saklar untuk kekebalan terhadap interferensi elektromagnetik yang dilakukan, tegangan diberikan ke port data dan port daya. GOST R 51317.4.6-99 menetapkan nilai tegangan 10 V untuk radiasi elektromagnetik tingkat tinggi. Dalam hal ini, sakelar harus berfungsi penuh.
Arus dalam kabel daya, saluran listrik, sirkuit ground
Arus dalam kabel daya, saluran listrik, sirkuit ground menciptakan medan magnet frekuensi industri (50 Hz). Pengaruh medan magnet menciptakan arus dalam konduktor tertutup, yang merupakan hambatan.
Medan magnet frekuensi industri dibagi menjadi:
- medan magnet dengan intensitas konstan dan relatif rendah yang disebabkan oleh arus dalam kondisi operasi normal;
- medan magnet yang relatif tinggi yang disebabkan oleh arus dalam kondisi darurat, bertindak singkat sampai perangkat dipicu.
Saat menguji sakelar untuk stabilitas pengaruh medan magnet frekuensi industri, medan 100 A / m untuk periode yang lama dan 1000 A / m untuk periode 3 detik disuplai ke sana. Selama verifikasi, sakelar harus sepenuhnya operasional.
Sebagai perbandingan, oven microwave rumah tangga konvensional menciptakan medan magnet hingga 10 A / m.
Sambaran petir, kondisi darurat di jaringan listrik
Sambaran petir juga mengganggu peralatan jaringan. Mereka tidak tahan lama, tetapi ukurannya bisa mencapai beberapa ribu volt. Gangguan seperti ini disebut berdenyut.
Kebisingan impuls dapat diterapkan ke port daya switch, dan ke port transmisi data. Karena nilai tegangan lebih yang tinggi, keduanya dapat mengganggu fungsi peralatan dan sepenuhnya membakarnya.
Sambaran petir adalah kasus khusus kebisingan impuls. Ini dapat dikaitkan dengan kebisingan berdenyut mikrodetik energi tinggi.
Sebuah sambaran petir dapat dari berbagai jenis: sambaran petir ke dalam rangkaian tegangan eksternal, sambaran tidak langsung, sambaran ke tanah.
Ketika petir menyerang sirkuit tegangan eksternal, gangguan terjadi karena arus luahan besar yang mengalir melalui sirkuit eksternal dan sirkuit arde.
Sebuah sambaran petir tidak langsung adalah pelepasan petir di antara awan. Selama guncangan seperti itu, medan elektromagnetik terbentuk. Mereka menginduksi tegangan atau arus pada konduktor sistem kelistrikan. Ini menyebabkan gangguan.
Ketika petir menyambar tanah, arus mengalir melalui tanah. Ini dapat menciptakan perbedaan potensial dalam sistem pentanahan kendaraan.
Gangguan yang sama persis menciptakan switching kapasitor bank. Peralihan semacam itu adalah peralihan sementara. Semua transien pensakelaran menyebabkan interferensi berdenyut mikrodetik dari energi tinggi.
Perubahan tegangan atau arus yang cepat ketika dipicu oleh perangkat pelindung juga dapat menyebabkan pembentukan suara berdenyut mikrodetik di sirkuit internal.
Untuk menguji sakelar untuk kekebalan kebisingan impuls, generator pulsa uji khusus digunakan. Misalnya, UCS 500N5. Generator ini memasok pulsa berbagai parameter ke port switch yang diuji. Parameter pulsa tergantung pada tes yang dilakukan. Mereka dapat bervariasi dalam bentuk denyut nadi, resistansi keluaran, tegangan, waktu pencahayaan.
Selama pengujian untuk ketahanan terhadap gangguan pulsa mikrodetik, 2 pulsa kV dipasok ke port daya. Port data - 4 kV. Dengan pemeriksaan ini, diasumsikan bahwa operasi dapat terganggu, tetapi setelah hilangnya gangguan, dapat dipulihkan secara independen.
Mengganti beban reaktif, "terpental" dari kontak relai, beralih saat memperbaiki AC
Dalam sistem kelistrikan, berbagai proses switching dapat terjadi: gangguan pada beban induktif, pembukaan kontak relai, dll.
Proses switching seperti itu juga menciptakan kebisingan impuls. Durasi mereka dari satu nanodetik ke satu mikrodetik. Suara impuls seperti itu disebut kebisingan impuls nanodetik.
Untuk pengujian, paket pulsa nanodetik diumpankan ke sakelar. Pulsa dimasukkan ke port daya dan port data.
2 pulsa kV dipasok ke port daya, dan 4 kV ke port data.
Selama pengujian untuk efek kebisingan impuls nanodetik, sakelar harus beroperasi penuh.
Crosstalk dari peralatan elektronik industri, filter dan kabel
Ketika sakelar dipasang di dekat sistem distribusi daya atau peralatan elektronik daya, tegangan asimetris dapat diinduksi di dalamnya. Pickup semacam itu disebut interferensi elektromagnetik yang dilakukan.
Sumber utama gangguan yang dilakukan adalah:
- sistem distribusi daya, termasuk arus searah dan frekuensi 50 Hz;
- peralatan elektronik daya.
Bergantung pada sumbernya, interferensi dibagi menjadi dua jenis:
- tegangan konstan dan frekuensi tegangan 50 Hz. Sirkuit pendek dan malfungsi lainnya dalam sistem distribusi menghasilkan gangguan pada frekuensi dasar;
- tegangan dalam rentang frekuensi dari 15 Hz hingga 150 kHz. Gangguan seperti itu biasanya dihasilkan oleh sistem elektronik daya.
Untuk menguji sakelar, tegangan operasi 30 V diterapkan terus menerus ke port daya dan transmisi data dan tegangan efektif 300 V selama 1 detik. Nilai tegangan ini sesuai dengan tingkat kekakuan tertinggi dari tes GOST.
Peralatan harus tahan terhadap efek seperti itu jika dipasang di lingkungan elektromagnetik yang keras. Ini ditandai dengan:
- perangkat yang diuji akan dihubungkan ke jaringan listrik bertegangan rendah dan saluran tegangan sedang;
- perangkat akan dihubungkan ke sistem pentanahan peralatan tegangan tinggi;
- konverter daya digunakan yang menyuntikkan arus signifikan ke sistem pentanahan.
Kondisi serupa dapat ditemukan di stasiun atau gardu induk.
Perbaikan tegangan AC saat mengisi baterai
Setelah perbaikan, tegangan output selalu berdenyut. Artinya, nilai tegangan berubah secara acak atau berkala.
Jika sakelar ditenagai oleh tegangan DC, maka tegangan riak yang besar dapat mengganggu pengoperasian perangkat.
Sebagai aturan, semua sistem modern menggunakan filter smoothing khusus dan tingkat riaknya tidak besar. Tetapi situasi berubah ketika baterai dipasang di sistem catu daya. Saat mengisi baterai, riak meningkat.
Karena itu, perlu juga memperhitungkan kemungkinan gangguan tersebut.
Kesimpulan
Switch dengan kompatibilitas elektromagnetik yang ditingkatkan memungkinkan data untuk dikirim dalam lingkungan elektromagnetik yang keras. Dalam contoh tambang, pada awal artikel, kabel data terkena medan magnet yang kuat dari frekuensi industri dan melakukan noise pada pita frekuensi dari 0 hingga 150 kHz. Sakelar industri konvensional tidak dapat mengatasi transfer data dalam kondisi seperti itu dan paket-paketnya hilang.
Switch dengan kompatibilitas elektromagnetik yang ditingkatkan dapat sepenuhnya bekerja ketika terkena interferensi berikut:
- medan elektromagnetik frekuensi radio;
- medan magnet frekuensi industri;
- kebisingan impuls nanodetik;
- kebisingan berdenyut mikrodetik energi tinggi;
- dilakukan noise yang disebabkan oleh medan elektromagnetik frekuensi radio;
- dilakukan interferensi dalam rentang frekuensi dari 0 hingga 150 kHz;
- tegangan DC daya ripple.