Perchè i pacchetti ponu esse persi in una LAN? Ci sò diverse opzioni: a riservazione hè incorrectamente cunfigurata, a reta ùn pò micca affruntà a carica, o a LAN hè "tempesta". Ma u mutivu ùn hè micca sempre in u stratu di a reta.
A cumpagnia Arktek LLC hà fattu sistemi di cuntrollu di prucessu automatizatu è sistemi di surviglianza video per a miniera Rasvumchorrsky di Apatit JSC basatu in .
Ci era prublemi in una parte di a reta. Trà i switch FL SWITCH 3012E-2FX - è FL SWITCH 3006T-2FX - u canale di cumunicazione era estremamente instabile.
I dispusitivi sò stati cunnessi da un cable di cobre pusatu in un canale à un cable d'alimentazione 6 kV. U cable d'alimentazione crea un forte campu elettromagneticu, chì provoca interferenza. I switch industriali cunvinziunali ùn anu micca abbastanza immunità à u rumore, cusì alcuni dati sò stati persi.
Quandu i switch FL SWITCH 3012E-2FX sò stati installati à e duie estremità - , a cunnessione hè stabilizzata. Questi switches cumplenu cù IEC 61850-3. Frà l'altri cose, a Parte 3 di stu standard descrive i requisiti di cumpatibilità elettromagnetica (EMC) per i dispositi installati in centrali è sottostazioni elettriche.
Perchè i switches cù EMC migliorati funzionanu megliu?
EMC - disposizioni generale
Ci hè chì a stabilità di a trasmissione di dati in una LAN hè affettata micca solu da a cunfigurazione curretta di l'equipaggiu è a quantità di dati trasferiti. Pacchetti caduti o un interruttore rottu pò esse causatu da interferenza elettromagnetica: una radiu chì hè stata aduprata vicinu à l'equipaggiu di a rete, un cable d'alimentazione pusatu vicinu, o un interruttore chì apre u circuitu durante un cortu circuitu.
A radiu, u cable è u switch sò fonti di interferenza elettromagnetica. L'interruttori di Compatibilità Elettromagnetica Enhanced (EMC) sò pensati per operare normalmente quandu sò esposti à questa interferenza.
Ci hè dui tipi di interferenza elettromagnetica: induttiva è cundutta.
L'interferenza induttiva hè trasmessa à traversu u campu elettromagneticu "per l'aria". Questa interferenza hè ancu chjamata interferenza radiata o radiata.
L'interferenza cundutta hè trasmessa à traversu i cunduttori: fili, terra, etc.
L'interferenza induttiva si trova quandu hè esposta à un putente campu elettromagneticu o magneticu. L'interferenza cundutta pò esse causata da cambiendu circuiti di corrente, fulmini, impulsi, etc.
I switches, cum'è tutti l'equipaggiu, ponu esse affettati da u sonu induttivu è cunduttu.
Fighjemu e diverse fonti di interferenza in un stabilimentu industriale, è chì tipu d'interferenza creanu.
Fonti di interferenza
Dispositivi di emissione radio (walkie-talkie, telefoni cellulari, apparecchi di saldatura, forni à induzione, etc.)
Ogni dispusitivu emette un campu elettromagneticu. Stu campu elettromagneticu affetta l'equipaggiu sia induttivu sia conductivu.
Se u campu hè generatu abbastanza forte, pò creà un currente in u cunduttore, chì disturberà u prucessu di trasmissione di u signale. Una interferenza assai forte pò purtà à l'arrestu di l'equipaggiu. Cusì, appare un effettu inductive.
U persunale operatore è i servizii di sicurità utilizanu telefuni mobili è walkie-talkies per cumunicà cù l'altri. I trasmettitori di radiu è televisione stazionarii operanu in e strutture; i dispositi Bluetooth è WiFi sò stallati in installazioni mobili.
Tutti sti dispusitivi sò putenti generatori di campu elettromagneticu. Dunque, per operare nurmale in ambienti industriali, i switches devenu esse capaci di tollerà l'interferenza elettromagnetica.
L'ambiente elettromagneticu hè determinatu da a forza di u campu elettromagneticu.
Quandu teste un interruttore per a resistenza à l'effetti induttivi di i campi elettromagnetici, un campu di 10 V / m hè induce nantu à u switch. In questu casu, u cambiamentu deve esse cumplettamente funziunale.
Tutti i cunduttori in l'interruttore, è ancu i cavi, sò antenne di ricezione passive. I dispositi di emissione di radio ponu causà interferenze elettromagnetiche cundutte in a gamma di frequenze da 150 Hz à 80 MHz. U campu elettromagneticu induce a tensione in questi cunduttori. Sti voltages à u turnu causanu currenti, chì creanu rumore in u switch.
Per pruvà l'interruttore per l'immunità EMI condotta, a tensione hè applicata à i porti di dati è i porti di putenza. GOST R 51317.4.6-99 stabilisce un valore di tensione di 10 V per un altu livellu di radiazione elettromagnetica. In questu casu, u cambiamentu deve esse cumplettamente funziunale.
A currente in i cavi di putenza, linee elettriche, circuiti di terra
U currente in i cables d'energia, e linee elettriche è i circuiti di terra creanu un campu magneticu di frequenza industriale (50 Hz). L'esposizione à un campu magneticu crea una corrente in un cunduttore chjusu, chì hè interferenza.
U campu magneticu di frequenza di putenza hè divisu in:
- campu magneticu di intensità custante è relativamente bassu causatu da i currenti in cundizioni normali di u funziunamentu;
- un campu magneticu di intensità relativamente alta causatu da currenti in cundizioni d'urgenza, chì agisce per un pocu tempu finu à chì i dispositi sò attivati.
Quandu si teste i switches per a stabilità di l'esposizione à un campu magneticu di frequenza di putenza, un campu di 100 A / m hè applicatu per un longu periodu è 1000 A / m per un periudu di 3 s. Quandu pruvati, i switches devenu esse cumplettamente funziunali.
Per paragunà, un fornu di micru di casa cunvinziunali crea una forza di campu magneticu finu à 10 A / m.
Fulmine, cundizioni d'urgenza in e rete elettriche
I fulmini causanu ancu interferenza in l'equipaggiu di rete. Ùn duranu micca longu, ma a so magnitudine pò ghjunghje à parechji milla volti. Tali interferenza hè chjamata pulsata.
U rumore di impulsu pò esse applicatu sia à i porti di putenza di u switch sia à i porti di dati. A causa di alti valori di sovratensione, ponu disturbà u funziunamentu di l'equipaggiu è brusgià completamente.
Un fulmine hè un casu spiciale di rumore impulsu. Pò esse classificatu cum'è un rumore di impulsu microsecondu d'alta energia.
Un fulmine pò esse di sfarenti tippi: un fulmine à un circuitu di tensione esterna, un colpu indirettu, un colpu à a terra.
Quandu u lampu colpisce un circuitu di tensione esterna, l'interferenza si trova per via di u flussu di un grande corrente di scaricamentu attraversu u circuitu esternu è u circuitu di terra.
Un fulmine indirettu hè cunsideratu cum'è una scarica di fulmine trà e nuvole. Durante tali impatti, i campi elettromagnetici sò generati. Inducenu tensioni o currenti in i cunduttori di u sistema elettricu. Questu hè ciò chì provoca interferenza.
Quandu u fulmine chjappà a terra, u currente scorri in terra. Pò creà una diferenza potenziale in u sistema di messa in terra di u veiculu.
Esattamente a listessa interferenza hè creata da cambià i banchi di condensatori. Un tali cambiamentu hè un prucessu transitorio di cambiamentu. Tutti i transitori di commutazione causanu un rumore d'impulsu di microsecondi d'alta energia.
I cambiamenti rapidi di tensione o currente quandu i dispositi protettivi operanu ponu ancu risultatu in un rumore di impulsu di microsecondu in i circuiti interni.
Per pruvà l'interruttore per a resistenza à u rumore di impulsu, sò usati generatori di impulsi di prova speciale. Per esempiu, UCS 500N5. Stu generatore furnisce impulsi di diversi paràmetri à i porti di switch in prova. I paràmetri di u pulse dipendenu da e teste realizate. Puderanu differisce in a forma di impulsu, a resistenza di output, a tensione è u tempu di esposizione.
Durante i testi di immunità à u rumore di microsecondi, impulsi di 2 kV sò applicati à i porti di putenza. Per i porti di dati - 4 kV. Duranti sta prova, si assume chì l'operazione pò esse interrotta, ma dopu chì l'interferenza sparisce, si ricuperà per sè stessu.
Commutazione di carichi reattivi, "bouncing" di cuntatti di relè, commutazione durante a rettificazione di corrente alternata
Diversi prucessi di commutazione ponu accade in un sistema elettricu: interruzioni di carichi induttivi, apertura di cuntatti di relay, etc.
Tali prucessi di cambiamentu creanu ancu un rumore d'impulsu. A so durata varieghja da un nanosecondu à un microsecondu. Un tali rumore d'impulsu hè chjamatu rumore d'impulsu di nanosecondi.
Per fà e teste, sbatti di impulsi nanosecondi sò mandati à i switches. Pulses sò furniti à i porti di putenza è i porti di dati.
I porti di putenza sò furniti cù impulsi 2 kV, è i porti di dati sò furniti cù impulsi 4 kV.
Durante a prova di rumore di scoppiu di nanosecondi, i switches devenu esse cumplettamente funziunali.
Rumore da l'equipaggiu elettronicu industriale, filtri è cavi
Se l'interruttore hè stallatu vicinu à i sistemi di distribuzione di l'energia o l'equipaggiu elettronicu di putenza, i tensioni sbilanciati ponu esse indotti in elli. Tale interferenza hè chjamata interferenza elettromagnetica cundutta.
I fonti principali di interferenza cundutta sò:
- sistemi di distribuzione di energia, cumpresi DC è 50 Hz;
- l'equipaggiu elettronicu di putenza.
Sicondu a fonte di interferenza, sò spartuti in dui tipi:
- voltage constant è voltage cù una freccia di 50 Hz. Corti circuiti è altri disturbi in i sistemi di distribuzione generanu interferenza à a frequenza fundamentale;
- tensione in a banda di freccia da 15 Hz à 150 kHz. Tali interferenza hè generalmente generata da sistemi elettronichi di putenza.
Per pruvà i switches, i porti di putenza è di dati sò furniti cù una tensione rms di 30V in continuu è una tensione rms di 300V per 1 s. Questi valori di tensione currispondenu à u più altu gradu di gravità di testi GOST.
L'equipaggiu deve resistere à tali influenze se hè stallatu in un ambiente elettromagneticu duru. Hè carattarizatu da:
- i dispusitivi in prova seranu cunnessi à e reti elettriche di bassa tensione è e linee di media tensione;
- i dispusitivi seranu cunnessi à u sistema di messa à terra di l'equipaggiu d'alta tensione;
- convertitori di putenza sò usati chì inject currenti significativu in u sistemu grounding.
Cundizioni simili ponu esse truvate in stazioni o substazioni.
Rectificazione di tensione AC quandu si carica e batterie
Dopu a rettificazione, a tensione di output pulsa sempre. Vale à dì, i valori di tensione cambianu aleatoriu o periodicamente.
Se i switches sò alimentati da a tensione DC, grandi ondulazioni di tensione ponu disturbà l'operazione di i dispositi.
Comu regula, tutti i sistemi muderni utilizanu filtri anti-aliasing speciali è u livellu di ripple ùn hè micca altu. Ma a situazione cambia quandu e batterie sò stallate in u sistema di alimentazione. Quandu si carica e batterie, l'ondulazione aumenta.
Per quessa, a pussibilità di tali interferenza deve ancu esse cunsideratu.
cunchiusioni
Switches cù cumpatibilità elettromagnetica mejorata permettenu di trasferisce dati in ambienti elettromagnetici duri. In l'esempiu di a minera di Rasvumchorr à u principiu di l'articulu, u cable di dati hè stata esposta à un putente campu magneticu di freccia industriale è hà purtatu interferenza in a banda di freccia da 0 à 150 kHz. I switch industriali cunvinziunali ùn puderanu micca affruntà a trasmissione di dati in tali cundizioni è i pacchetti sò stati persi.
L'interruttori cù una cumpatibilità elettromagnetica mejorata ponu funziunà cumplettamente quandu sò esposti à e seguenti interferenze:
- campi elettromagnetici di radiofrequenza;
- campi magnetichi di frequenza industriale;
- rumore impulsu nanosecondu;
- rumore impulsu microsecondu d'alta energia;
- interferenza purtata indotta da u campu elettromagneticu di freccia radio;
- interferenza cundutta in a gamma di freccia da 0 à 150 kHz;
- Ripple di tensione di alimentazione DC.
Source: www.habr.com