工业交换机在分布式控制系统中的应用

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随着电力现场设备的增多,对于各种数据采集与监控的要求也日益严格。传输数据量变得更大,速度也变得更快,不但数据的流量及方向更需要有效控制与监测,数据处理能力也需要提高,更多部门需要了解数据传输的状态,而对于抗恶劣气候环境的需求同样不可或缺。所有这一切都是为保障整个系统的**与效率。

  DCS系统介绍

  DCS,即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。

  对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数,而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的*大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作**不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。

  其次,这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面功能的网络节点。

  **部分:功能需求

  1、 根据提供的结构示意图,选择相应产品,端口数符合系统实际需求,网络要求冗余;

  2、 距离较远的站点及各机组子系统之间的级联需要使用多模光纤;

  3、 星型或环形网络结构。

  **部分:网络拓扑

  大唐发电是中国大型独立发电公司之一,截至2007年年底,已投产发电设备容量20,134.7兆瓦。该电厂的控制系统改造由Foxboro提供DCS系统。控制站、数据服务器、操作站和工程师站等之间采用恒启管理型交换机进行连接。

  在该DCS中,解决方案特点包括:

  1. 支持端口VLAN和IEEE 802.1Q VLAN,提高网络性能、**性和可管理性

  2. 组播控制和Port Priority设置,*大程度地限制网络上的广播和组播信息,提高网络的可靠性和工作效率。

  3. 通过RingOn功能,环网自愈时间小于15ms,从而保证网络的实时性和可靠性。

  4. 低压交、直流冗余供电,使用方便,可靠性高。

  5. 支持用户自定义告警,并可通过Email发送,提供操作员实时报警信息。

  6. 强抗电磁干扰能力

  基本拓扑图

  3、 管理型交换机功能说明

  1) 兼容10BASE-T/100BASE-TX/100BASE-FX;

  2) 电口自动识别直连或交叉线(Auto-MDIX) ;

  3) 宽范围低压交流或直流冗余电源连接;

  4) RapidRingTM快速环网冗余技术,网络中断恢复时间小于300ms;

  5) Trunking高速主干冗余技术,网络中断恢复时间小于10 ms;

  6) 具有VLAN、QoS、速率限制、端口**、出错报警等管理功能;

  7) 紧固型尺寸,钉轨或面板安装;

  8) 工业级别EMC、CE标识,UL508工业控制设备认证;

  9) c-UL认证, C22.2 CSA ****4-M91,工业控制设备认证。