風(fēng)力發(fā)電廠火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)通訊解決方案

項(xiàng)目概況

隨著新能源供電的建設(shè)，風(fēng)力發(fā)電中火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的大量應(yīng)用，通訊系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)于整個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、安全監(jiān)控、提高效率等方面都十分重要。但這些系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境惡劣，需要管理型寬溫的串口服務(wù)器及工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)支持。風(fēng)力發(fā)電廠火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求：

1. 風(fēng)力發(fā)電廠應(yīng)用環(huán)境惡劣，晝夜溫差大，風(fēng)沙嚴(yán)重，要求工作溫度：-45～85℃存儲(chǔ)溫度：-45～85℃，存儲(chǔ)濕度：0%～95%，無(wú)凝結(jié)。
2. 電磁環(huán)境惡劣，需要工業(yè)串口服務(wù)器及交換機(jī)具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力、較長(zhǎng)時(shí)間的平均無(wú)故障時(shí)間。
3. 為了保障通信的可靠性，要求建立冗余的環(huán)網(wǎng)，具有較小的自愈時(shí)間。通信網(wǎng)絡(luò)出故障時(shí)，能夠平滑的切換到冗余備份線(xiàn)路。
4. 為了保證遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)的安全性，交換機(jī)需要有全面的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置。

通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)由3種產(chǎn)品組成：氣體滅火控制器（主機(jī)）、工業(yè)級(jí)串接服務(wù)器、工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)。

我們?cè)诮M網(wǎng)方案中主要考慮以下幾個(gè)方面：

1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)，技術(shù)上遵循先進(jìn)性、實(shí)用性與成熟可靠性并重的原則，形成一整套功能齊全的組網(wǎng)通訊解決方案。
2. 能夠滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電廠苛刻的物理環(huán)境，溫度、防塵、電磁兼容性等要求
3. 通訊方案采用清晰的多層結(jié)構(gòu)，從最根本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)及管理，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的快速分離及明確，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
4. 通訊方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能，能夠針對(duì)設(shè)備故障、鏈路故障進(jìn)行自我診斷及快速排除，并實(shí)時(shí)報(bào)警。
5. 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行人工維護(hù)、擴(kuò)容、或故障修復(fù)時(shí)應(yīng)該做到影響最小化，做到維護(hù)及擴(kuò)容對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)影響；故障修復(fù)只對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接終端有一定的影響。
6. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選擇采用具備高實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的工業(yè)級(jí)設(shè)備
7. 通訊組網(wǎng)方案具備兼容性，能夠無(wú)縫連接不同廠商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具備高性?xún)r(jià)比。
8. 考慮到風(fēng)力發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求，采用的是冗余網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念，避免單條鏈路故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。

本方案基于工業(yè)級(jí)串口服務(wù)器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)性?xún)r(jià)比及網(wǎng)絡(luò)可靠性的綜合考慮，針對(duì)以下部分的網(wǎng)絡(luò)通信建議如下：

預(yù)計(jì)該項(xiàng)目需要?dú)怏w滅火控制器50臺(tái)，通訊數(shù)據(jù)解決方案如以下描述；每臺(tái)氣體滅火控制器需要配備1臺(tái)串口服務(wù)器（提供1路RS485數(shù)據(jù)口1路10/100M自適應(yīng)光口）與之連接，解決氣體滅火控制器RS485數(shù)據(jù)口轉(zhuǎn)換為光口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每20臺(tái)串口服務(wù)器連接一臺(tái)IAS3028-24M-4GXS交換機(jī)產(chǎn)品（提供24路10/100M自適應(yīng)光口，2路1000M單模光口），此通訊方案已經(jīng)解決發(fā)電廠由氣體滅火控制器到以太網(wǎng)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接及傳輸，3臺(tái)交換機(jī)采用RSTP網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)，構(gòu)建千兆光纖網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)鏈路故障時(shí)快速自愈（自愈時(shí)間小于30ms），有效的保障了數(shù)據(jù)安全可靠傳輸，將所有的50臺(tái)氣體滅火控制器統(tǒng)一通過(guò)其中一臺(tái)交換機(jī)的千兆光口與監(jiān)控指揮中心的以太網(wǎng)交換機(jī)連接，進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通訊。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

方案優(yōu)勢(shì)

• 采用工業(yè)級(jí)冗余網(wǎng)絡(luò)，即保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，又保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/li>
• 采用工業(yè)級(jí)芯片、工業(yè)級(jí)電源模塊、低功耗設(shè)計(jì)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)保障了系統(tǒng)的高可靠性。
• 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)工業(yè)四級(jí)電磁兼容檢測(cè)，具備良好的抗電磁干擾能力

設(shè)備技術(shù)參數(shù)及功能特點(diǎn)：

• 良好的設(shè)備特性&安裝方式靈活，寬溫、防塵、防潮設(shè)計(jì)

工作溫度：-40～85℃，存儲(chǔ)溫度：-45～85℃，工作濕度：0～95%(無(wú)凝露)；金屬外殼無(wú)風(fēng)扇散熱技術(shù)，IP40以上等級(jí)防護(hù)；可定制機(jī)架、導(dǎo)軌、壁掛安裝；

• 在嚴(yán)酷電磁環(huán)境下可靠穩(wěn)定工作

通過(guò)工業(yè)四級(jí)電磁兼容性檢測(cè)，有效防御工業(yè)干擾：高壓交流電場(chǎng)、靜電場(chǎng)、電弧、可控硅等；自然界干擾;雷電沖擊、各種靜電放電、磁暴等；

• 設(shè)備平均無(wú)故障時(shí)間超過(guò)30萬(wàn)小時(shí)，常年提供備品備件
• 快速冗余：

支持IEC62439 MRP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議，冗余保護(hù)時(shí)間小于20ms支持相切耦合環(huán)環(huán)網(wǎng)組；

支持RSTP/STP（IEEE802.1w/d）冗余協(xié)議，具有先進(jìn)的回環(huán)閉鎖功能，有效避免環(huán)網(wǎng)風(fēng)暴；

• 安全優(yōu)勢(shì)

支持VLAN（虛擬局域網(wǎng)）技術(shù)

VLAN是安全交換機(jī)必不可少的功能，VLAN可以跨越一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)，與它們的物理位置無(wú)關(guān)，設(shè)備之間好像在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)間通信一樣。VLAN可以在交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)廣播域的隔離，它可以把網(wǎng)絡(luò)分成一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，可以控制這些區(qū)域是否可以通訊。

流量控制功能(traffic control)

交換機(jī)的流量控制可以預(yù)防因?yàn)閺V播數(shù)據(jù)包、組播數(shù)據(jù)包及因目的地址錯(cuò)誤的單播數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)流量過(guò)大造成交換機(jī)帶寬的異常負(fù)荷，并可提高系統(tǒng)的整體效能，保持網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

支持端口聚合

多個(gè)端口聚合即可以提高鏈路傳輸?shù)膸?，又為傳輸鏈路提供了冗余保護(hù)；同時(shí)起到帶寬平均分布的作用；

IEEE802.1x身份驗(yàn)證機(jī)制