Industrielle Switches gewährleisten die Netzwerkzuverlässigkeit im Offshore-Öl- und Gasbereich
Dank seiner herausragenden Filmtechnik und seiner atemberaubenden visuellen Effekte wurde der Action-Thriller Deepwater Horizon des Regisseurs Peter Berg aus dem Jahr 2016 bei den 89. Oskars für die besten visuellen Effekte ausgezeichnet und für den besten Tonschnitt nominiert.
Einer der Gründe, warum dieser Film so fesselnd war, ist die realistische Darstellung der größten Umweltkatastrophe in der Geschichte Amerikas: der Ölpest im Golf von Mexiko von 2010. Er zeigt aus erster Hand, wie schnell sich solche Katastrophen entwickeln und unser Leben und die Umwelt nachhaltig verändern können. Gleichzeitig wurde die Bedeutung der Sicherheit für Offshore-Öl- und Gasplattformen hervorgehoben.
Industrielle Switches sind ein wesentlicher Bestandteil dieser Netzwerke und müssen spezielle Anwendungsanforderungen für Offshore-Öl- und Gasplattformen erfüllen.
Betriebliche Einschränkungen von Offshore-Umgebungen
Die Offshore-Umgebung zeichnet sich unter anderem durch folgende Faktoren aus:
- Große Temperaturschwankungen
- Hohe Luftfeuchtigkeit
- Hohe Korrosivität
- Starker Wind, Wellen und Stürme
- Hochdruck
Zwar sind die meisten Systeme in relativ geschlossenen Innenräumen installiert, jedoch können die Geräte durch elektromagnetische Störungen, Vibrationen, Neigungen und Stöße beeinträchtigt werden. Daher müssen industrielle Switches diesen Umweltherausforderungen standhalten.
Wie man Umwelteinschränkungen überwindet
Wählen Sie industrielle Switches mit Zertifizierungen von Klassifikationsgesellschaften wie DNV (Det Norske Veritas) oder GL (Germanischer Lloyd), beides weltweit verbreitete Standards von Klassifikationsgesellschaften.
Die Switches müssen außerdem eine Korrosionsschutzbeschichtung aufweisen, die den Betriebsanforderungen in Offshore-Umgebungen entspricht. Wenn industrielle Switches beispielsweise an einer beliebigen Stelle auf einer Plattform – auch auf offenem Deck – installiert werden, stellt diese Beschichtung sicher, dass der Switch nicht durch Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit oder elektromagnetische Störungen beeinträchtigt wird.
Klassifizierung von Umweltparametern an verschiedenen Stellen auf der Plattform
Die Bedeutung der Echtzeit-Systemkommunikation
Die meisten elektrischen und automatisierten Systeme auf Offshore-Anlagen werden ferngesteuert, wobei die Anweisungen von einem zentralen Kontrollraum an die Steuereinheiten vor Ort gesendet werden. Für eine automatische Steuerung müssen die Datenreaktionszeiten innerhalb von 100 ms liegen, was eine strenge Echtzeit-Netzwerkleistung erfordert.
Sicherstellung der Echtzeitleistung
Während der Entwurfsphase kann eine sorgfältige Planung der Netzwerkarchitektur und Bandbreite die Echtzeitleistung sicherstellen, die Sie für Ihr Öl- und Gasnetzwerk benötigen.
Wenn ein Ringnetz verwendet wird, sollte die Konvergenzzeit des Netzes kürzer sein als die vom System geforderte Datenansprechzeit. Wenn beispielsweise das MRP-Ringnetzwerk-Redundanzprotokoll verwendet wird, muss die Konvergenzzeit des Ringnetzwerks kleiner als 50 ms sein, um sicherzustellen, dass die Steuerungsdaten innerhalb der vorgegebenen Zeit reagieren können.
Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Netzwerksystemen
Das Netzwerkdesign sollte sicherstellen, dass ein einzelner Fehlerpunkt nicht zu einem Systemausfall führt. Einige Systeme müssen möglicherweise mehrere Netzausfallpunkte gleichzeitig vermeiden. Die Auswirkungen von Netzwerkausfällen sollten so gering wie möglich gehalten und andere Systeme nicht beeinträchtigt werden.
Reduzierung von Netzausfällen
Verwenden Sie eine redundante, fehlertolerante Architektur, die entsprechend den Systemanforderungen und den Funktionen der Endgeräte ausgelegt ist.
Industrielle Switches sollten mit einer Weitspannungsversorgung und einer redundanten Stromversorgung ausgestattet sein, um Stromausfälle im Netzwerk zu vermeiden. Das Netzwerk sollte auch die Auswirkungen von Ausfällen minimieren, z. B. durch folgende Funktionen:
- Netzsegmentierung zur Isolierung und Eindämmung von Problemen, um eine Ausbreitung auf andere Teile des Netzes zu verhindern
- Virtuelle lokale Netzwerke (VLANs), die ein physisches Netzwerk in mehrere logische Segmente unterteilen, um den Broadcast-Verkehr und den Zugriff auf Netzwerkressourcen zu beschränken
- Boundary Protection zur Überwachung und Kontrolle der Kommunikation, um Bedrohungen abzuwehren
Netzwerksystemsicherheit zum Schutz der Energieressourcen
Gewährleistung der Sicherheit von Switches
IEC-62443 ist der weltweit am weitesten verbreitete Standard für Netzwerksicherheit. Er definiert detaillierte Anforderungen an die Netzwerksicherheit für Anlageneigentümer, Systemintegratoren und Produktlieferanten in Bezug auf Produktfunktionalität und Systemmanagement. Durch die Auswahl von industriellen Switches, die den IEC-Normen entsprechen, kann die Netzwerksicherheit umfassend gewährleistet werden – von der Integrität und Vertraulichkeit der Daten bis hin zur Verfügbarkeit der Ressourcen.
Effizientes Systemmanagement und betriebliche Wartung
Elektro- und Automatisierungssysteme überwachen und verwalten alle Netzgeräte auf einer Offshore-Öl- und Gasplattform. Dazu gehören nicht nur Switches und Router, sondern auch Endgeräte wie Server und Controller. Wenn Systemnetzwerke ausfallen, sollten Systemingenieure Probleme mit Hilfe von Überwachungsinformationen schnell lokalisieren und beheben können. Das bedeutet, dass industrielle Switches ein umfassendes Netzwerkmanagement, Datensynchronisation und Kommunikation unterstützen müssen.
Unterstützung der Netzwerküberwachung und -verwaltung
Die Hirschmann-Switches von Belden unterstützen industrielle Kommunikationsprotokolle wie OPC-UA, PROFINET und IEC-61850 sowie Netzwerkmanagementprotokolle wie SNMP.
Dadurch können Switches Netzwerkdaten und Informationen über den Betriebsstatus von Netzwerkgeräten, Geräteprotokolle und Alarminformationen in Echtzeit austauschen, um eine umfassende Netzwerküberwachung und -verwaltung zu ermöglichen.
Wir können Sie dabei unterstützen, Ihr Öl- und Gasnetzwerk robust zu gestalten
Da sich die Offshore-Öl- und Gasförderung von flachen Gewässern in tiefere Regionen verlagert, spielen Netzwerke eine immer wichtigere Rolle bei der Unterstützung des Plattformbetriebs. Sie gewährleisten eine zuverlässige und sichere Kommunikation für Funktionen wie Steuerung, Überwachung, Redundanz und Sicherheit.
Belden bietet End-to-End-Netzwerklösungen für Offshore-Öl- und Gasplattformen und stellt Produkte, technisches Know-how und Konstruktionserfahrung bereit, um diese einzigartigen Herausforderungen zu meistern.
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Über den Autor
Hongwei Wang kam 2021 zu Belden und verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung im Bereich der Prozessautomatisierung. Er nutzte seine Projekt- und persönliche Erfahrung, um innovative Netzwerklösungen wie Offshore-Technologien, Öl- und Gasfeld-Pipelines und eine verbesserte Zusammenarbeit mit Systemintegratoren zu entwickeln. Im Bereich der industriellen Digitalisierung war er an der Beratung und Konzeption mehrerer großer industrieller Internetplattformen beteiligt und ist zudem TOGAF-zertifizierter technischer Experte.