工业以太网及网络设备确保电厂应用的可靠性

用广角：电力　关键词：确定性实时性工业以太网　冗余兼容性　工业以太网及网络设备　确保电厂应用的可靠性　孟庆杭林润轻　一孟庆杭先生，徐州华美坑ＩＺ；环保热电有限公司　技术部：林润轻先生．上海海得控制系统　有限公司南京分公司工程技术部经理。　（２）星型结构　和总线结构类似．但由于交换技术　的采用，一个端Ｅｌ一个设备．消除了冲　突域或将其范围缩至最小。　概述　ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔ　ｒａｎｓｍｉＳＳｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏ『Ｐ　ｒｏ—　采用千兆以太网则仅需１　２ｕｓ而已。而全　（３）双总线　在单总线的结构上增加了一套网络　设备．使网络系统具备冗余功能。　（４）双星型　双工的应用则使网络带宽又提高了一　倍　如今的交换以太网与２Ｏ多年前的　ＣＳＭＡ／ＣＤ已没太多联系．即使传统的　总线结构．现在也可毫不犹豫的用于工　业网络。　ｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏ１）和以太网（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）　起源于上世纪６Ｏ年代末美国资助的　一在单星型结构上增加一套设备．使　网络具备冗余功能。　个分组交换网络研究项目．到９Ｏ年代　已发展成为计算机之间最常应用的组网　形式。　采用交换技术使确定性得到了保　（５）单环　过去冗余以太网　早期以太网，多节点共　只能采用双总线或双　星型的方式来实现。　享同一个传输媒体．称为共　享以太网（Ｓｈａｒｅｄ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）．　节点问通信采用广播方式，　易发生冲突。共享以太网用　ＣＳＭＡ／ＣＤ技术来避免冲突　即发送方检测到冲突就暂停　发送　随机延迟一段时间后　再重新发送直到成功　由于　现在可采用环行结构　来确保网络冗余机　制．只需要在总线网　的两段增加一根网线　（或光纤）即可实现环　网这一高效、高性价　比结构。其中一台交　换机（或者ＨＵＢ）担任　延迟时间是随机的　不能事　先知道．因而共享以太网时　间响应具有不确定性，不能　用于实时性要求强的场合。　但随着交换以太网（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）　证　还需解决的就是可靠性问题。ＭＢＴＦ　冗余管理器的功能．　当网络发生连接故障　时可在５００ｍｓ内（５０　台交换机）重组网络．保证网络正常使　用。交换机数量越少．切换时间将越小。　的出现克服了这一缺点　以太网交换机　（Ｓｗｉｔｃｈ）是数据链路层（ＩＳＯ／ＯＳＩ参考模　型第二层）的多端口网桥．也可以说是　（平均无故障时间）高达１　７万小时（大于　１　９年）的德国赫斯曼ＨＳＭ工业以太网设　备的出现彻底解决了这一问题。　赫斯曼交换机包括以下几种冗余解　决方案：　（６）单环双接点　同单环方案．但接点本身增加了备　用通道或冗余功能　（７）双环　智能分配器。　交换以太网在获得确定性的同时．　传输速度也有较大提高　千兆以太网已　普及。在传统以太网中需要１．２ｍｓ可传　输１　５１　８Ｂ的数据包，但在快速以太网中　传输１　５１　８Ｂ的数据包只需１　２Ｏ　ｓ．如果　（１）总线结构　和传统总线结构类似．但由于交换　技术的采用．一个端口一个设备．消除　了冲突域或将其范围缩至最小。　相对与单环双接点方案　进一步增　加了网络系统的可靠性。　（８）网段间的冗余切换　交换机内置了段问冗余功能．可使　世界仪表与自动化　——　面　一　维普资讯 http://www.cqvip.com

工业以太网及网络设备确保电厂应用的可靠性　两个网段问连接同样保持冗余备份　置成不同优先级别．通过划分ＶＬＡＮ可　状态，在主交换机故障或连接故障的情　网络上的广播流量．ＩＧＭＰ组播控制　况下，在５００ｍｓ内切换到备用链路上。　可网络上的组播数据，从而更进一　华美坑口项目采用以太网交换机。　步提高网络传输速度、利用率和工作效　率、保证系统实时性。　二华美坑口项目采用以太网　该系统见囤主要涵盖输煤程控系　交换机应用实例　统、取样及加药系统、化学补给水系统、　电除尘系统、气力送灰系统等５大辅机　徐州华美坑口环保热电有限公司　控制系统。ＰＬＣ采用法国Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ公司　２×５５　ＭＷ循环流化床机组技改工程项　Ｑｕａｎｔｕｍ系列：上位机监控采用ｉＦＩＸ３．５　目位于江苏省徐州九里区庞庄．主要包　中文网络版软件，通信协议为Ｍｏｄｂｕｓ　括２台２６０ｔ循环流化床锅炉和２台５５ＭＷ　ＴＣＰ／ｌＰ　抽凝式汽轮发电机组。　依据项目实际情况及设计要求，对　各种可采用的网络方案进行了详尽比较，　我们决定大辅控网络系统采用性价比高　的单环网方案。连接故障情况下．系统　将在５００ｍｓ内切换到备用链路，且赫斯　曼交换机ＲＳ２、ＭＩＣＥ、ＭＡＣＨ系列产品均　支持Ｐｏｒｔ　Ｐｒｉｏｒｉｔｙ端１３优先级、ＶＬＡＮ和　ＩＧＭＰ。端口优先级功能可将不同端口设　圈２控铡系镜示意图　ＩＩＡ　Ｖｏ１．１０　Ｎｏ．３　—————可　商　匝用广角：电力　Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ旗下原Ｍｏｄｉｃｏｎ公司提供　的Ｍｏｄｂｕｓ　ＴＣＰ／ＩＰ协议是开放、透明的　以太网协议，它；　ＴＣＰ／ＩＰ和Ｍｏｄｂｕｓ协　议结合起来。Ｍｏｄｂｕｓ协议数年前在业　界已成为一种事实上的标准．Ｍｏｄｂｕｓ和　Ｍｏｄｂｕｓ　ＴＣＰ／ＩＰ已成为了我国国标．并　于２００５年３月１日开始实施。Ｍｏｄｂｕｓ　ＴＣＰ／ＩＰ．使用ＴＣＰ　５０２号端口、提供　１　０Ｂａｓｅ—Ｔ　００Ｂａｓｅ—　．１　０Ｂａｓｅ—ＦＬ．１　０Ｂａｓｅ一５１．Ｔｘ／Ｆｘ等多种物理连接。在Ｑｕａｎｔｕｍ、　Ｐ　ｒｅｍｉｕｍ、Ｍｏｍｅｎｔｕｍ及广泛支持的第三　方产品上实现可用于管理网、实时监控　网及现场设备的通信．可用于对控制器　编程及ＨＭＩ全公开协议，便于用户应用　操作系统天然支持Ｗｉｎｓｏｃｋ、ＢＳＤ　Ｓｏｃｋｅｔ　等功能。　三结论　该项目已于２００５年７月投入发电使　用，网络系统调试结束至今运行正常，　没有出现任何网络异常，也再次从　实际应用的角度证实了以太网络在工　业场合应用的可靠性。　工业以太网的迅猛发展固然令　人欣喜，但同时也有一些问题不得　不引起我们的深思：即各种工业以　太网标准的兼容问题。　工业以太网的巨大潜在市场导　致数量众多的工业以太网的出现，　主要有Ｅｔｈｅ　ｒｎｅｔ／ＩＰ、ＦＦ　ＨＳＥ（ＦｉｅＩｄｂｕｓ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｈｉｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｅｔｈｅ　ｒｎｅｔ）、　Ｍｏｄｂｕｓ　ＴＣＰ／ＩＰ、ＰＲＯＦＩｎｅｔ、ＥｔｈｅｒＣＡＴ　（Ｅｔｈｅ　ｒｎｅｔ　ｆｏ　ｒ　Ｃｏｎｔ　ｒｏＩ　ａｎｄ　Ａｕｔｏ—　ｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、Ｖ—Ｎｅｔ、ＴＣｎｅｔ、　ＩＡＯＮＡ的ＥＰＬ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ＰｏｗｅｒＬｉｎｋ）及　中国自己的ＥＰＡ（Ｅｔｈｅ　ｒｎｅｔ　ｆｏ　ｒ　Ｐｌａｍ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）等。所以在各种具体协　议已成为标准和即将成为标准的同　时．需考虑工业以太网的广泛应用带　来的新问题。呀