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RedBox PRP/HSR: RUGGEDCOM RS950G, X204RNA y Moxa PT-G503

RedBox PRP y HSR en subestaciones: Siemens RUGGEDCOM RS950G y SCALANCE X204RNA, Moxa PT-G503-PHR-PTP y Hirschmann RSP. Qué es, cuándo se usa y variantes.

Por Shadai García, ingeniero electricista, fundador y CEO de Tiza Group. Revisado por el equipo de ingeniería de Tiza Group · .

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PRP y HSR (IEC 62439-3): redundancia sin tiempo de recuperación. Ubicación en el sistema, principio de funcionamiento e IEC 61850. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

Una RedBox (redundancy box) conecta equipos de un solo puerto Ethernet a una red PRP o HSR según IEC 62439-3, para que tengan acceso redundante sin tiempo de recuperación. Las más buscadas son la Siemens RUGGEDCOM RS950G (PRP y HSR), la SCALANCE X204RNA (versiones PRP y HSR), la Moxa PT-G503-PHR-PTP y los switches Hirschmann RSP con función RedBox. Se usan en subestaciones IEC 61850 e industria con redes redundantes.

Qué es y dónde se usa

Una RedBox (redundancy box) es el equipo que permite que un dispositivo con un solo puerto Ethernet participe en una red con PRP (Parallel Redundancy Protocol) o HSR (High-availability Seamless Redundancy), definidos en IEC 62439-3. Ambos protocolos dan redundancia sin tiempo de recuperación: cada trama viaja por dos caminos y el receptor descarta el duplicado. Los relés modernos traen PRP o HSR de fábrica; la RedBox resuelve los equipos que no lo traen, como un PC de ingeniería, un reloj, un medidor o un IED antiguo.

Las más buscadas son la Siemens RUGGEDCOM RS950G, la SCALANCE X204RNA, la Moxa PT-G503-PHR-PTP y los switches Hirschmann RSP. Para el principio de los protocolos, vea PRP y HSR (IEC 62439-3).

Variantes: RS950G, X204RNA, PT-G503-PHR-PTP y RSP

EquipoAplicaciónDiferencia principal
Siemens RUGGEDCOM RS950GRedBox PRP y HSRDos puertos IEC 62439-3 (PRP o HSR) y tres puertos para equipos o acoplamiento
Siemens SCALANCE X204RNARedBox industrialVersiones PRP y HSR; puertos PRP A y PRP B
Moxa PT-G503-PHR-PTPRedBox de tres puertosPRP y HSR, acoplamiento y QuadBox, con IEEE 1588v2
Hirschmann RSPSwitch con PRP y HSRFunción RedBox dentro de un switch de riel, con IEEE 1588v2
IED con PRP nativoRelés y controladoresNo necesita RedBox: se conecta directo a LAN A y LAN B

Varios relés, como el SEL-751 o los SIPROTEC 5, ofrecen PRP en sus modelos con doble puerto Ethernet.

Características principales

¿El equipo necesita una RedBox?
  • ¿El equipo tiene dos puertos con PRP o HSR nativo?
    • SíSe conecta directo a LAN A y LAN B, o al anillo HSR
    • No¿Su función es crítica para protección o control?
      • SíSe conecta a la red redundante a través de una RedBox
      • NoPuede ir a una sola LAN, sin redundancia
  • PRP: dos redes independientes, cada una con su propia topología; la RedBox envía cada trama a las dos.
  • HSR: un anillo en el que cada nodo reenvía las tramas; no necesita switches, pero cada nodo debe soportar HSR.
  • QuadBox: acopla dos anillos HSR; algunas RedBox, como la Moxa PT-G503, lo hacen.
  • Acoplamiento PRP-HSR: permite unir un anillo HSR del bus de proceso con una red PRP del bus de estación.
  • Sincronización: con IEEE 1588 la hora viaja por las dos redes; la RedBox debe soportar el perfil de potencia. Vea PTP IEEE 1588.

Comunicaciones e integración

La RedBox es transparente para MMS, GOOSE y valores muestreados, pero cambia el tamaño de las tramas: PRP y HSR agregan una cola o etiqueta a cada una. Siemens advierte, por ejemplo, que la X204RNA extiende las tramas en 6 bytes, algo a tener en cuenta con equipos o firewalls que no aceptan tramas mayores al tamaño estándar. También hay que vigilar que las dos redes PRP tengan la misma velocidad y modo dúplex en los puertos de la RedBox. Vea red de comunicaciones de subestación e IEC 61850 GOOSE.

Dudas técnicas frecuentes

  • «RedBox PRP switch»: algunas RedBox son equipos dedicados (X204RNA, PT-G503) y otras son switches con la función incluida (RS950G, RSP).
  • «RedBox PRP HSR»: confirme el modo configurado; una RedBox en modo PRP no funciona en un anillo HSR.
  • «RedBox Hirschmann»: la función está en switches como la familia RSP; confirme que el modelo y la versión de su sistema operativo incluyan la función.
  • Un equipo detrás de la RedBox se ve dos veces o pierde paquetes: se revisa la tabla de nodos de la RedBox y que no haya caminos paralelos fuera de ella.
  • Supervisión: PRP y HSR envían tramas de supervisión; llevar sus alarmas al SCADA permite saber que una de las redes falló antes de perder la otra.

Cómo le ayudamos

En Tiza Group diseñamos y configuramos redes de subestación con PRP, HSR, RedBox, VLAN y sincronización de tiempo, y las probamos con los relés y el SCADA conectados. Vea configuración de control, protecciones y comunicaciones e IEC 61850. Para el diseño de una red nueva, vea ingeniería de comunicaciones. Escríbanos por contacto.

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Referencias

  • IEC 62439-3, redes de automatización industrial de alta disponibilidad: PRP y HSR.
  • IEC 61850-90-4, guía de ingeniería de redes para subestaciones.
  • IEC 61850-9-3 / IEEE C37.238, perfil de potencia de PTP.
  • Siemens, manual de instalación del RUGGEDCOM RS950G y manual de la SCALANCE X-200RNA; Moxa, hoja de datos del PT-G503-PHR-PTP.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una RedBox PRP?

Es un equipo que conecta uno o varios dispositivos de un solo puerto (sin PRP propio) a las dos redes independientes de PRP, LAN A y LAN B. La RedBox duplica cada trama hacia las dos redes y descarta el duplicado que llega de vuelta, de modo que el equipo conectado obtiene redundancia sin saberlo.

¿Qué diferencia hay entre una RedBox PRP y una HSR?

En PRP, la RedBox se conecta a dos redes separadas (LAN A y LAN B), que pueden tener cualquier topología. En HSR, la RedBox es un nodo de un anillo y envía cada trama en los dos sentidos. Equipos como el RUGGEDCOM RS950G o la Moxa PT-G503-PHR-PTP se configuran para trabajar en uno u otro modo.

¿La SCALANCE X204RNA sirve para PRP y HSR?

Siemens la vende en versiones para PRP y para HSR, y su manual indica que según la versión se configura como dispositivo PRP o HSR. Al planear la red hay que tener en cuenta que agrega bytes a cada trama, lo que importa con equipos que no aceptan tramas mayores al tamaño estándar.

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