Kahdennetun ja ei-kahdennetun tietoverkon välisen siirtymän toteutus Linuxilla : IEC 62439-3 Redundancy Box -toiminnallisuus
Jussinmäki, Matti (2023)
2023
Tietotekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Information Technology
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-08-28
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202308217696
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202308217696
Tiivistelmä
Automaatiojärjestelmät ovat merkittävässä roolissa kaikilla teollisuuden aloilla ja infrastruktuurissa. Nykyään automaatiojärjestelmiin liittyy luotettava ja tarkoitukseen suunniteltu tietoverkko, jonka täytyy täyttää tiukat vaatimukset viiveen, virheettömyyden, ennustettavuuden ja kapasiteetin suhteen. Useat eri valmistajat toteuttavat tiukat vaatimukset omilla ratkaisuillaan, jotka on kehitetty vain automaatiojärjestelmiä varten.
Tämä diplomityö tehtiin toimeksiantona Valmet Automation Oy:lle, jonka uuden sukupolven automaatiojärjestelmissä tullaan käyttämään PRP-protokollaa. Valmet Automation Oy on kehittänyt standardiin IEC 62439-3 pohjautuvat PRP-verkkoajurit Windowsille ja Linuxille. Protokollan avulla kahdennetaan kriittinen tuotannon ohjaus vaativissa teollisuusolosuhteissa. PRP-protokollaa käytettäessä kahdennetun verkon ja tavallisen verkon välinen siirtymä toteutetaan Redundancy Box -laitteella, jonka prototyyppi toteutettiin tässä työssä. RedBox-toiminnallisuus toteutettiin Linux-pohjaisella automaatiokontrollerilla Valmet Automation Oy:n kehittämien PRP-ajureiden ja Linux-käyttöjärjestelmään saatavilla olevien verkkotyökalujen avulla.
RedBox-prototyyppi toteutettiin kahdella vaihtoehtoisella laitteella, joista vain toinen täytti asetetut vaatimukset. Vaatimuksissa oli esimerkiksi tiedonsiirtonopeudet eri suuntiin, VLAN-verkkojen tukeminen sekä toiminta laajalla lämpötila-alueella. RedBox-prototyyppi mahdollistaa myös Valmet Automation Oy:n patentoiman PRP-protokollan IP-reitityksen, joka ei ole mahdollista millään kaupallisella laitteella. Prototyypin perusteella laitetta voidaan jatkokehittää uuden sukupolven automaatioverkoissa käytettäväksi. Laitteen toimintaa tulee ennen tuotantoon asettamista vielä testata laajasti sen luotettavuuden selvittämiseksi. Tässä työssä tehtiin vain yksinkertaisia testejä vaatimusten täyttymisestä Linux RedBox -konseptin todentamiseksi.
Tämä diplomityö tehtiin toimeksiantona Valmet Automation Oy:lle, jonka uuden sukupolven automaatiojärjestelmissä tullaan käyttämään PRP-protokollaa. Valmet Automation Oy on kehittänyt standardiin IEC 62439-3 pohjautuvat PRP-verkkoajurit Windowsille ja Linuxille. Protokollan avulla kahdennetaan kriittinen tuotannon ohjaus vaativissa teollisuusolosuhteissa. PRP-protokollaa käytettäessä kahdennetun verkon ja tavallisen verkon välinen siirtymä toteutetaan Redundancy Box -laitteella, jonka prototyyppi toteutettiin tässä työssä. RedBox-toiminnallisuus toteutettiin Linux-pohjaisella automaatiokontrollerilla Valmet Automation Oy:n kehittämien PRP-ajureiden ja Linux-käyttöjärjestelmään saatavilla olevien verkkotyökalujen avulla.
RedBox-prototyyppi toteutettiin kahdella vaihtoehtoisella laitteella, joista vain toinen täytti asetetut vaatimukset. Vaatimuksissa oli esimerkiksi tiedonsiirtonopeudet eri suuntiin, VLAN-verkkojen tukeminen sekä toiminta laajalla lämpötila-alueella. RedBox-prototyyppi mahdollistaa myös Valmet Automation Oy:n patentoiman PRP-protokollan IP-reitityksen, joka ei ole mahdollista millään kaupallisella laitteella. Prototyypin perusteella laitetta voidaan jatkokehittää uuden sukupolven automaatioverkoissa käytettäväksi. Laitteen toimintaa tulee ennen tuotantoon asettamista vielä testata laajasti sen luotettavuuden selvittämiseksi. Tässä työssä tehtiin vain yksinkertaisia testejä vaatimusten täyttymisestä Linux RedBox -konseptin todentamiseksi.