Mengapa paket bisa hilang di LAN? Ada beberapa opsi berbeda: reservasi tidak dikonfigurasi dengan benar, jaringan tidak dapat mengatasi beban, atau LAN "badai". Namun alasannya tidak selalu terletak pada lapisan jaringan.
Perusahaan Arktek LLC membuat sistem kontrol proses otomatis dan sistem pengawasan video untuk tambang Rasvumchorrsky di Apat JSC berdasarkan .
Ada masalah di satu bagian jaringan. Antara sakelar FL SWITCH 3012E-2FX β dan FL SWITCH 3006T-2FX β saluran komunikasi sangat tidak stabil.
Perangkat tersebut dihubungkan dengan kabel tembaga yang diletakkan dalam satu saluran ke kabel listrik 6 kV. Kabel daya menciptakan medan elektromagnetik yang kuat, yang menyebabkan interferensi. Sakelar industri konvensional tidak memiliki kekebalan kebisingan yang memadai, sehingga beberapa data hilang.
Ketika sakelar FL SWITCH 3012E-2FX dipasang di kedua ujungnya β , koneksi telah stabil. Sakelar ini mematuhi IEC 61850-3. Antara lain, Bagian 3 standar ini menjelaskan persyaratan kompatibilitas elektromagnetik (EMC) untuk perangkat yang dipasang di pembangkit listrik dan gardu induk.
Mengapa switch dengan EMC yang ditingkatkan mempunyai kinerja lebih baik?
EMC - ketentuan umum
Ternyata stabilitas transmisi data pada LAN tidak hanya dipengaruhi oleh konfigurasi peralatan yang benar dan jumlah data yang ditransfer. Paket yang terjatuh atau sakelar yang rusak dapat disebabkan oleh interferensi elektromagnetik: radio yang digunakan di dekat peralatan jaringan, kabel daya yang diletakkan di dekatnya, atau sakelar daya yang membuka sirkuit saat terjadi korsleting.
Radio, kabel dan saklar merupakan sumber interferensi elektromagnetik. Sakelar Kompatibilitas Elektromagnetik yang Ditingkatkan (EMC) dirancang untuk beroperasi secara normal saat terkena interferensi ini.
Ada dua jenis interferensi elektromagnetik: induktif dan konduksi.
Interferensi induktif ditransmisikan melalui medan elektromagnetik βmelalui udaraβ. Interferensi ini disebut juga interferensi terpancar atau terpancar.
Interferensi yang dilakukan ditransmisikan melalui konduktor: kabel, ground, dll.
Interferensi induktif terjadi ketika terkena medan elektromagnetik atau magnet yang kuat. Interferensi yang dilakukan dapat disebabkan oleh peralihan rangkaian arus, sambaran petir, pulsa, dll.
Sakelar, seperti peralatan lainnya, dapat dipengaruhi oleh kebisingan induktif dan konduksi.
Mari kita lihat berbagai sumber interferensi di fasilitas industri, dan jenis interferensi apa yang ditimbulkannya.
Sumber gangguan
Perangkat pemancar radio (walkie-talkie, ponsel, peralatan las, tungku induksi, dll.)
Perangkat apa pun memancarkan medan elektromagnetik. Medan elektromagnetik ini mempengaruhi peralatan baik secara induktif maupun konduktif.
Jika medan yang dihasilkan cukup kuat, maka dapat menimbulkan arus pada penghantar yang akan mengganggu proses transmisi sinyal. Interferensi yang sangat kuat dapat mengakibatkan peralatan mati. Dengan demikian, muncul efek induktif.
Personil operasional dan layanan keamanan menggunakan telepon seluler dan walkie-talkie untuk berkomunikasi satu sama lain. Pemancar radio dan televisi stasioner beroperasi di fasilitas, perangkat Bluetooth dan WiFi dipasang pada instalasi seluler.
Semua perangkat ini adalah generator medan elektromagnetik yang kuat. Oleh karena itu, agar dapat beroperasi secara normal di lingkungan industri, sakelar harus mampu mentolerir interferensi elektromagnetik.
Lingkungan elektromagnetik ditentukan oleh kekuatan medan elektromagnetik.
Saat menguji ketahanan saklar terhadap efek induktif medan elektromagnetik, medan sebesar 10 V/m diinduksikan pada saklar. Dalam hal ini, saklar harus berfungsi penuh.
Konduktor apa pun di dalam sakelar, serta kabel apa pun, adalah antena penerima pasif. Perangkat pemancar radio dapat menyebabkan interferensi elektromagnetik terkonduksi pada rentang frekuensi 150 Hz hingga 80 MHz. Medan elektromagnetik menginduksi tegangan pada konduktor ini. Tegangan ini pada gilirannya menyebabkan arus, yang menimbulkan kebisingan pada sakelar.
Untuk menguji saklar untuk melakukan kekebalan EMI, tegangan diterapkan 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, saklar harus berfungsi penuh.
Arus pada kabel listrik, saluran listrik, sirkuit grounding
Arus pada kabel listrik, saluran listrik, dan sirkuit grounding menciptakan medan magnet frekuensi industri (50 Hz). Paparan medan magnet menimbulkan arus pada penghantar tertutup yang disebut interferensi.
Medan magnet frekuensi daya dibagi menjadi:
- medan magnet dengan intensitas konstan dan relatif rendah yang disebabkan oleh arus dalam kondisi operasi normal;
- medan magnet dengan intensitas yang relatif tinggi yang disebabkan oleh arus dalam kondisi darurat, bekerja dalam waktu singkat hingga perangkat terpicu.
Saat menguji sakelar untuk stabilitas paparan medan magnet frekuensi daya, medan 100 A/m diterapkan padanya untuk jangka waktu lama dan 1000 A/m untuk jangka waktu 3 detik. Saat diuji, sakelar harus berfungsi penuh.
Sebagai perbandingan, oven microwave rumah tangga konvensional menghasilkan kekuatan medan magnet hingga 10 A/m.
Sambaran petir, kondisi darurat pada jaringan listrik
Sambaran petir juga menyebabkan gangguan pada peralatan jaringan. Mereka tidak bertahan lama, tapi besarnya bisa mencapai beberapa ribu volt. Interferensi seperti ini disebut berdenyut.
Kebisingan pulsa dapat diterapkan pada port daya switch dan port data. Karena nilai tegangan lebih yang tinggi, keduanya dapat mengganggu fungsi peralatan dan juga membakarnya sepenuhnya.
Sambaran petir adalah kasus khusus dari kebisingan impuls. Ini dapat diklasifikasikan sebagai kebisingan pulsa mikrodetik berenergi tinggi.
Sambaran petir bisa bermacam-macam jenisnya: sambaran petir ke rangkaian tegangan eksternal, sambaran tidak langsung, sambaran ke tanah.
Ketika petir menyambar rangkaian tegangan luar, terjadi interferensi akibat aliran arus pelepasan yang besar melalui rangkaian luar dan rangkaian pembumian.
Sambaran petir tidak langsung dianggap sebagai pelepasan petir di antara awan. Selama dampak tersebut, medan elektromagnetik dihasilkan. Mereka menginduksi tegangan atau arus pada konduktor sistem kelistrikan. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya gangguan.
Ketika petir menyambar tanah, arus mengalir melalui tanah. Hal ini dapat menimbulkan perbedaan potensial pada sistem grounding kendaraan.
Interferensi yang persis sama terjadi dengan mengganti bank kapasitor. Peralihan seperti itu merupakan proses peralihan sementara. Semua peralihan transien menyebabkan kebisingan impuls mikrodetik berenergi tinggi.
Perubahan tegangan atau arus yang cepat ketika perangkat pelindung beroperasi juga dapat mengakibatkan gangguan pulsa mikrodetik di sirkuit internal.
Untuk menguji ketahanan sakelar terhadap kebisingan pulsa, generator pulsa uji khusus digunakan. Misalnya UCS 500N5. Generator ini menyuplai pulsa dari berbagai parameter ke port sakelar yang diuji. Parameter pulsa bergantung pada pengujian yang dilakukan. Mereka dapat berbeda dalam bentuk pulsa, resistansi keluaran, tegangan, dan waktu pemaparan.
Selama uji kekebalan kebisingan pulsa mikrodetik, pulsa 2 kV diterapkan ke port daya. Untuk port data β 4 kV. Selama pengujian ini, diasumsikan bahwa operasi mungkin terganggu, tetapi setelah gangguan hilang, operasi akan pulih dengan sendirinya.
Peralihan beban reaktif, βpantulanβ kontak relai, peralihan saat menyearahkan arus bolak-balik
Berbagai proses peralihan dapat terjadi dalam suatu sistem kelistrikan: gangguan beban induktif, terbukanya kontak relai, dll.
Proses peralihan seperti itu juga menimbulkan kebisingan impuls. Durasinya berkisar dari satu nanodetik hingga satu mikrodetik. Kebisingan impuls seperti itu disebut kebisingan impuls nanodetik.
Untuk melakukan pengujian, semburan pulsa nanodetik dikirim ke sakelar. Pulsa disuplai ke port daya dan port data.
Port daya disuplai dengan pulsa 2 kV, dan port data disuplai dengan pulsa 4 kV.
Selama pengujian kebisingan ledakan nanodetik, sakelar harus berfungsi penuh.
Kebisingan dari peralatan elektronik industri, filter dan kabel
Jika saklar dipasang di dekat sistem distribusi tenaga listrik atau peralatan elektronika daya, tegangan yang tidak seimbang dapat terjadi pada saklar tersebut. Interferensi seperti ini disebut interferensi elektromagnetik terkonduksi.
Sumber utama gangguan yang dilakukan adalah:
- sistem distribusi tenaga listrik, termasuk DC dan 50 Hz;
- peralatan elektronika daya.
Tergantung pada sumber gangguannya, mereka dibagi menjadi dua jenis:
- tegangan konstan dan tegangan dengan frekuensi 50 Hz. Hubungan pendek dan gangguan lain pada sistem distribusi menimbulkan gangguan pada frekuensi dasar;
- tegangan pada pita frekuensi dari 15 Hz hingga 150 kHz. Interferensi seperti ini biasanya dihasilkan oleh sistem elektronika daya.
Untuk menguji sakelar, port daya dan data disuplai dengan tegangan rms 30V terus menerus dan tegangan rms 300V selama 1 detik. Nilai voltase ini sesuai dengan tingkat keparahan tertinggi pengujian Gost.
Peralatan harus tahan terhadap pengaruh tersebut jika dipasang di lingkungan elektromagnetik yang keras. Hal ini ditandai dengan:
- perangkat yang diuji akan disambungkan ke jaringan listrik tegangan rendah dan saluran tegangan menengah;
- perangkat akan dihubungkan ke sistem pembumian peralatan tegangan tinggi;
- konverter daya digunakan yang menyuntikkan arus signifikan ke sistem pentanahan.
Kondisi serupa juga terjadi di stasiun atau gardu induk.
Perbaikan tegangan AC saat mengisi baterai
Setelah perbaikan, tegangan keluaran selalu berdenyut. Artinya, nilai tegangan berubah secara acak atau berkala.
Jika sakelar ditenagai oleh tegangan DC, riak tegangan yang besar dapat mengganggu pengoperasian perangkat.
Biasanya, semua sistem modern menggunakan filter anti-aliasing khusus dan tingkat riaknya tidak tinggi. Namun situasinya berubah ketika baterai dipasang di sistem catu daya. Saat mengisi baterai, riaknya meningkat.
Oleh karena itu, kemungkinan adanya campur tangan tersebut juga harus diperhitungkan.
Kesimpulan
Sakelar dengan kompatibilitas elektromagnetik yang ditingkatkan memungkinkan Anda mentransfer data di lingkungan elektromagnetik yang keras. Dalam contoh tambang Rasvumchorr di awal artikel, kabel data terkena medan magnet frekuensi industri yang kuat dan melakukan interferensi pada pita frekuensi dari 0 hingga 150 kHz. Switch industri konvensional tidak dapat mengatasi transmisi data dalam kondisi seperti itu dan paket pun hilang.
Sakelar dengan kompatibilitas elektromagnetik yang ditingkatkan dapat beroperasi sepenuhnya ketika terkena interferensi berikut:
- medan elektromagnetik frekuensi radio;
- medan magnet frekuensi industri;
- kebisingan impuls nanodetik;
- kebisingan pulsa mikrodetik berenergi tinggi;
- interferensi yang dilakukan akibat medan elektromagnetik frekuensi radio;
- melakukan interferensi pada rentang frekuensi 0 sampai 150 kHz;
- Riak tegangan catu daya DC.
Sumber: www.habr.com