Table of Contents
פרופ'נביבוס Network Segmentation
פרופ'יבוס (Process שדה Bus) הוא פרוטוקול שדה בשימוש נרחב עבור אוטומציה תעשייתית, חיבור חיישנים, אקטוטורים, בקרים, ומניע מערכות בקרה מבוזרות.בצמחים מודרניים, חטיבת רשת פרופ'בוס היא תרגול בסיסי לשיפור האמינות, ביצועים ואבטחה. Segment כרוכה חלוקת רשת גדולה, שטוחה במחלקת תקשורת קטנה ומבודדת, כל אחת עם גבולות הגיוניים שלה או פיזיים, כמו גם מגבלות מהירות, כגון תקלות, כגון מגבלות תקשורת רלוונטיות, כמו גם על פני זמן תגובה חלקית, כגון:
ללא פלח הולם, מתקני פרופ'יבוס יכולים לסבול מהשפלה בביצועים, שיעורי התנגשות מוגברים, ופגיעות גבוהות יותר לאיומים הסייבר.לדוגמה, מכשיר רוטן באזור אחד יכול להציף את האוטובוס עם מסרים מעוררים, המשפיעים על כל המכשירים האחרים.על ידי יישום פלחציה, מהנדסים יכולים להכיל בעיות כאלה, מה שהופך אותו קל יותר לפתור ולשמור על המערכת.
שיטות של Network Segmentation
ניתן להשיג את הפיצול ברשת עבור פרופ'יבוס באמצעות שילוב של טכניקות פיזיות ולוגיות.בחירה של שיטה תלויה בארכיטקטורה הצמחית, מגבלות מרחק, צפיפות המכשיר, דרישות האבטחה.
ניתוח גופני באמצעות חזרות וזוגות
השיטה הנפוצה ביותר היא להשתמש חוזר פרופסוריבוס או נושרים כדי ליצור פלחים מבודדים גלילבניים. A Profibus חוזר על האיתות ומספק בידוד חשמלי בין פלחים.זה מאפשר להאריך את אורך הרשת הכולל מעבר ל -100 מטרים סטנדרטיים (עבור RS-485 ב 12 Mbps) על ידי קישור עד 9 קטעים (באמצעות 9 חזרות) עבור שכבה מסוכנת כל כך של 1.2 ק"מ אינו דורש גם מקטע חשמלי אחד, אלא גם על פני 2.
בעת תכנון פלח פיזי, חוזרים נבחרים או זוגות התומכים את שיעור הבשור הנדרש ויש להם תכונות אבחון.לדוגמה, חוזרים RS-485 מציעים זיהוי קצב חיקוי אוטומטי LEDs אבחון. התקנת חוזרים בנקודות אסטרטגיות שבו רשתות העליון ענפים לתוך אזורי צמח שונים או ארונות.וודא שלכל פלח יש אספקת חשמל משלו עבור הניבוי האוטובוס, כמו יכול לסיים אותות לא תקין לגרום השתקפות ושחיתות.
המונחים: address Filtering and VLANs
פיזור לוגי שולט בתקשורת בשכבת הקישור נתונים. Profibus DP אינו תומך ב-VLAN כמו פרוטוקולים מבוססי Ethernet, אך מהנדסים יכולים ליישם את כתובת המסנן באמצעות שערים הניתנים לתוכנה או פרופ'יובוס פרוקסיז. לדוגמה, שער פרופ'אב-ל-על-ל-Ethernet יכול להיות מוגדר רק כדי לקדם טלוויזיות ספציפיות או למסיכה מסוימת.
גישה נוספת היא להקצות כתובות למכשירים במגוון לוגי ולהשתמש בכלים לניהול רשת כדי לחסום תקשורת בין-הכיבוד חוצה-הטווח.בעוד שזה אינו מספק הפרדה פיזית, הוא יכול למנוע החלפת נתונים בלתי-מחדשת ולצמצם את רדיוס הפיצוץ של התקף סייבר.עם זאת, פלמנט הגיוני לבדו אינו תחליף לבידוד פיזי ביישומים קריטיים או רגישים לביטחון.
העברה דרך כבלים שונים ואוטובוסים להתנצל
מתקני פרופ'יבוס יכולים להיות מאורגנים באמצעות כבלי אוטובוסים עצמאיים רבים, כל אחד מהם משרת אזור נפרד או פונקציה.לדוגמה, קו ייצור עשוי להיות כבלי אוטובוס נפרדים עבור מערכת השידור, תחנת הרובוט, ואת תחנת בקרת האיכות.כל כבל הוא רשת נפרדת פיזית פרופ'יבוס עם סיום שלה וכוח. גישה זו היא פשוט אך מגבירה את כרובה, עשויה לדרוש ממשקים נוספים אם יש צורך שונה להחליף נתונים מתאימים ביותר.
בחירות טופולוגיה משפיעות גם על פלח.פרופ'יבוס היא טופולוגיה אוטובוס ליניארית עם גמגמים, אבל באמצעות עמודות אחוריות פעיל עם כוכבים להתנצלות (באמצעות מתווכים פעילים או רכזות) יכול ליצור נקודות פיטורים טבעיים.רכזת כוכבים מבודדת כל ענף, כך כישלון במגזר אחד לא מפריע לשאר הספקים מציעים מרכזי פרופ'בוס המשלבים מספר רב של רשתות לוגיות אחת תוך שמירה על בידוד פיזי בין נמלים.
צעדים ל-Isolate Profibus Networks
בידוד הוא מעבר לפיצול - זה מבטיח כי שום תקשורת לא תזרימה בין פלחים אלא אם כן מותר במפורש.זה קריטי לאבטחת סייבר, עמידה בסטנדרטים כגון IEC 62443, והגנה על לוגיקה שליטה קניינית.עקוב אחר השלבים המפורטים האלה כדי ליישם בידוד במתקן פרופ'יבוס.
שלב 1: מפה רשת וזיהוי עמדות קריטיות
החל על ידי יצירת תרשים טופולוגי מלא רשת הכולל את כל כבלי פרופ'יבוס, מכשירים (עבדים DP / PAPA, בקרים מאסטר, חזרות), ואת המיקום הפיזי שלהם.כתובת מכשיר מסמך, הפסקת אוטובוס ואורך כבל.זהה אשר פלחים דורשים בידוד - באופן זמני אלה טיפול פונקציות בטיחות (למשל, עצירות חירום), נתונים רגישים (למשל, בקרת כורים כימיים), או אזורי אבטחה שונים (כלומר, ריצוף בקרה).
לדוגמה, במפעל טיפול במים פסולת, אזור העשייה הכימי עשוי להיות מבודד מהרשת SCADA העיקרית בשל חומרים מסוכנים.בנוסף, שימו לב גם לכל מערכות יחסים של מאסטר-עבד שחצו גבולות פלח המיועדים - אלה יצטרכו טיפול מיוחד, כגון שימוש במכשירים Proxy או לוגיקה מגרדת.
שלב 2: יישום גדרות פיזיות
התקן חוזרים של פרופ'יבוס או בני זוג בגבולות בין פלחי מערכות DP, השתמש חוזר RS-485 מבודדים באופן גליוני.עבור פלחי הרש"פ, השתמש בזוגות מקטעים שממירים את MBP ל- RS-485 ולספק בידוד.חבר כל כבל אוטובוס של פלח לנמל החוזר המתאים, ולהבטיח כי סיום נקבע כראוי (אלא בקצה הפיזי של כל פלח).
מסמך המיקום וההגדרות של כל מכשיר בידוד.הגדרה טיפוסית: Segment 1 (master, קו כונן 1) חזור על סגמנט 2 (remote I / O פאנל) חזור על ר"מ Segment 3 (ממסר בטיחותי) החוזרים פועלים כאש אשפה בשכבה הפיזית, חסימת תקלות חשמליות וייתכן מגבילים את ההתפשטות של טלגרם אם נקבעו עם מסננים.
שלב 3: הגדרות רשת ובקרת גישה
ברגע בידוד פיזי הוא במקום, להגדיר את התנהגות התקשורת לאכוף בידוד הגיוני. רוב היועצים חוזרים של פרופ'יבוס מאפשרים הגדרת "קצב אוטובוס" ואופציונלי "טווח כתובת" - למשל, רק טלגרף קדימה עם כתובות יעד בין 1 ל-10.אם באמצעות שערים כדי לחבר רשתות פרופ'יבוס מטבולות במערכות ברמה גבוהה יותר, ליישם רשימות בקרה (As) כדי להגביל את התקנים ניתן להעביר בין 1 ל-iP לדוגמה, לדוגמה, ל- 57b.
הגדר את המאסטר פרופ'יבוס (למשל, סימנס S7-1500 או בקר צד שלישי) כדי לבדוק רק את המכשירים במגזר שלה עצמו.עבדים במגזרים אחרים לא צריך להיות גלוי למאסטרים מחוץ למגזר שלהם אלא אם כן תקשורת בין-הפעולה נועדה במפורש. השתמש בכלים לניהול רשת כמו Tester ProFIBUS Tester או Procent's ProfiTrace כדי לאמת כי טלגרף לא מזיז גבולות לא מכוונים.
שלב 4: לבדוק את הסגמנטציה ואת ההחלמה
לאחר תצורה, לבצע בדיקות יסודיות. השתמש מנתח אוטובוס או צריף כדי ללכוד את התנועה פרופ'יבוס על כל פלח.בדוק כי מאסטר ב Segment A יכול רק לתקשר עם עבדים ב Segment A, וכי אין כל טלגרף צולב (למשל, תנאי מבחן: להציג מעגל קצר או ניתוק קטע אחד, ולהאשר כי קטעים אחרים ממשיכים לפעול באופן נורמלי (למשל, לחץ דם), תוך כדי לחץ דם סטנדרטי (R.
לבצע בדיקת אבטחה על ידי ניסיון לשלוח הודעות שרירותיות ממכשיר לא מוגן במגזר אחד - מאשר כי החוזרים או המסננים לחסום את תוצאות הבדיקה של מסמך ועדכון התרבמה הרשת בהתאם.
שיטות עבודה טובות עבור פרופ'יובוס Network Segmentation
שמירה על שיטות העבודה הטובות בתעשייה מבטיחה אמינות לטווח ארוך, קלות תחזוקה, וציות לסטנדרטים בטיחותיים ואבטחה.
- (FLT:0)Plan the Topology מראש.FreaLT:1) להשתמש בכלים תוכנה (למשל, סימנס TIA Selection Tool או Simatic NET) כדי לדמות את אורך הקטעים, ספירת המכשיר, והפצת אות. להימנע "כוכב" בלי רכזות, כמו מגמגמים לא מתוכננים יכולים לעלות על גבול 0.3 מטר לקצב גבוה עבור שיעורי בודה גבוהה.
- (FLT:0) מרכיבים איכותיים, מוסמך.Build.ve.il1) נבחרי פרופ'יבוס חוזרים, בני זוג וכבלים העומדים בהסמכת פרופ'יבוס הבינלאומית (PI) . Counterfeit או מכשירים לא חשודים יכולים לגרום להתאמה של אותות ושגיאות לסירוגין.
- (FLT:0) להשמיד כל פלח נכון.FLT:1 כל פלח חייב להיות שני מתנגדים להפסקת אוטובוס בדיוק - אחד בכל קצות פיזיות. השתמש במונחים פעילים עם אספקת חשמל שבו המגזר הוא ארוך יותר מ 50 מ '.הפסקה נכונה היא הגורם המוביל של שגיאות תקשורת פרופ'בוס.
- (FLT:0) שפע של undancy שבו קריטי.Build.veph:1) עבור פלחים השולטים בתהליכים הקשורים לבטיחות, להשתמש מאסטרים או טבעת כדי להתנצלות עם מכשירים קישור.
- (FLT:0) תעבורת Monitor ברציפות.FLT:1 Deploy פאסיבי פרופ'יבוס מנתח כמו פרופ'יטר או Procentec של Procentec כדי לצפות בשיעורי התנגשות, רנסנסרים, וטלגרם זמן שימת דגש על אירועים ספציפיים פלח.
- (FLT:0)Document Everythingהמחשה.FLT:1 לשמור על דיאגרמת רשת עדכנית המציגה תעודות מחשב, כתובות מכשיר, מיקומים חוזרים / ⁇ er, קווי כבלים, ונקודות סיום.
- (FLT:0 מעודכנים קושחה ותיקונים אבטחה.FIRLT:1 , למרות פרופ'יבוס הוא שדהבוס, חוזרים רבים שערים מכילים מעבדים משובצים.בדוק את אתר האינטרנט של הספק לעדכוני אבטחה.עבור שערים המתפתלים לאתאן, ליישם את אותה ניהול תיקון כמו רשתות IT.
- (FLT:0)Consider Future הרחבה.FLT:1 Leave קיבולת חילוף בכל פלח (למשל, אורך כבל מקסימלי רק 70% מהגבול התיאורטי) ומתכננים עבור חוזרים נוספים או זוגות. להימנע מ- daisy-chaining יותר מ- 9 פלחים ללא רכזת ייעודית או עמוד השדרה.
בעיות נפוצות
גם עם עיצוב זהיר, בעיות יכולות להתעורר.רשימות השולחן הבאות בעיות טיפוסיות ופתרונות שלהם.
| Issue | Probable Cause | Solution |
|---|---|---|
| High bus error rate after adding a repeater | Termination missing or duplicate termination | Check that only two terminators exist in the segment and they are powered if the segment is long. |
| Slaves not reachable across a repeater | Baud rate mismatch or address filtering | Confirm all devices and repeaters are set to the same baud rate; disable address filtering if not needed. |
| Voltage drop on long PA segments | Insufficient power from coupler or excessive cable resistance | Use a PA segment coupler with higher current capability or add an auxiliary power supply at the far end. |
| Telegram corruption after segment coupler | Impedance mismatch between MBP and RS‑485 | Verify the coupler is designed for the correct number of devices; use an oscilloscope to check signal amplitude. |
(ב) ויקרא: ויקרא י"ד): "לֹא תְּהַּהְיִלְתָּבָה" (בתרגום חופשי: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ).
מסקנה
פלח רשת ובודד אינם אופציונליים עבור התקנות פרופ'יבוס - הם חיוניים להשגת זמינות גבוהה, תקשורת דטרמיניסטית, ואבטחת סייבר-פיזית.על ידי חלוקת הרשת לחלקים ניתנים לניהול, מבודדים באמצעות חזרות, נושים, ופילטרים לוגיים, מהנדסים יכולים להכיל תקלות, להפחית את התנועה ולהגן על תהליך רגיש.
לקריאה נוספת, עיין באתר האינטרנט הבינלאומי של ההרחבה (FLT:0) 1 לקבלת מפרטים מעודכנים, ו-FLT:2ISA/IEC 62443 סדרות LT 3 עבור תקני אבטחה החלים על רשתות אוטומציה.