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案例頻道行業(yè)特點
工業(yè)以太網(wǎng)火力發(fā)電站中可以應用的領域較多，從廠級管理系統(tǒng)至主、輔機系統(tǒng)至就地執(zhí)行設備的連接網(wǎng)絡，都可以提出基于工業(yè)以太網(wǎng)的解決方案。一般一個新建電廠的自動化管理系統(tǒng)中，應包括：
MIS廠級管理系統(tǒng)
SIS生產(chǎn)實時信息系統(tǒng)
DCS主機分散控制系統(tǒng)
包含水、煤、灰三部分的輔機控制系統(tǒng)
脫硫系統(tǒng)
以及工業(yè)電視系統(tǒng)
由于MIS廠級管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)實時性要求較低，較少涉及工業(yè)以太網(wǎng)解決方案。其他系統(tǒng)均可以使用工業(yè)以太網(wǎng)設備來構建通訊平臺。依據(jù)不同系統(tǒng)對系統(tǒng)可用性需求的高低，可以采用不同拓撲結(jié)構類型的網(wǎng)絡方案。統(tǒng)一的通訊平臺更為工業(yè)電視與控制網(wǎng)絡多網(wǎng)合一帶來了可能性。
火力發(fā)電站自動化控制中，以輔機控制系統(tǒng)的應用最為成熟，網(wǎng)絡結(jié)構較為復雜。在此以一個典型的輔網(wǎng)系統(tǒng)的技術規(guī)范來舉例說明:
全廠輔控集中監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構采用冗余星型網(wǎng)絡結(jié)構，以光纖以太網(wǎng)作為信息傳遞和數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿襟w，中心交換機連接操作員站、數(shù)據(jù)庫服務器、各控制系統(tǒng)及SIS等。
水系統(tǒng)控制網(wǎng)絡較為復雜，設立水系統(tǒng)網(wǎng)絡控制中心。使用雙星型冗余結(jié)構光纖以太網(wǎng)，通過以太網(wǎng)光纖交換機上的冗余通訊口連接本系統(tǒng)內(nèi)各個程控系統(tǒng)，并通過冗余光纖接口連接全廠輔控集中監(jiān)控網(wǎng)絡，以實現(xiàn)在機爐集中控制室集中監(jiān)視和控制。中心交換機連接操作員站、數(shù)據(jù)庫服務器、各控制系統(tǒng)及全廠輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)等。水網(wǎng)各程控系統(tǒng)含：凝結(jié)水、工業(yè)廢水、化水處理、循環(huán)水、制氫等系統(tǒng)其他系統(tǒng)連接使用雙星型冗余結(jié)構光纖，通過冗余光纖接口連接全廠輔控集中監(jiān)控網(wǎng)絡，應包含：輸煤程控、電除塵、除渣、空壓站及其他系統(tǒng)。
交換機應是工業(yè)級設計，標準導軌按裝，必須能夠直接安裝在控制柜內(nèi)；所有交換機應具有高的防護等級、抗震、抗電磁干擾設計;所有交換機應能接受冗余供電；應能支持多種診斷功能，必須內(nèi)置WEB服務器以及MIB數(shù)據(jù)庫以方便網(wǎng)絡管理和診斷；應能支持虛擬子網(wǎng)劃分（VLAN），確保系統(tǒng)的安全性。
網(wǎng)絡結(jié)構特點
根據(jù)需求，全網(wǎng)采用雙星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構，所有服務器、操作員站及PLC均分別連接至兩個互為冗余的網(wǎng)絡。雙星型網(wǎng)絡既通過雙網(wǎng)滿足了冗余需要，同時以星型拓撲結(jié)構保持了輔機網(wǎng)絡所需的通訊層次結(jié)構。
由于全網(wǎng)特別是水網(wǎng)部分I/O點數(shù)量龐大，在水網(wǎng)控制中心使用SCALANCE X400系列交換機以千兆光纖接口上聯(lián)，將分布式數(shù)據(jù)集中采集至水網(wǎng)服務器后上傳至輔網(wǎng)中心。由于輔網(wǎng)與SIS系統(tǒng)在電廠信息系統(tǒng)規(guī)劃上分屬兩個子網(wǎng)，且連接帶寬要求較高。輔網(wǎng)控制中心使用SCALANCE X400系列交換機，以千兆接口連接SIS系統(tǒng)，并通過路由功能完成與SIS系統(tǒng)間網(wǎng)絡的橋接。其他各子系統(tǒng)使用SCALANCE X200系列交換機，以光纖連接水網(wǎng)中心或輔網(wǎng)中心交換機，較復雜的子系統(tǒng)內(nèi)部交換機以HSR冗余環(huán)形式連接，增強子系統(tǒng)內(nèi)多個站點構成網(wǎng)絡的可靠性。 HSR冗余環(huán)保證在300ms內(nèi)完成對故障斷點的冗余保護。
以各子系統(tǒng)為單位通過VLAN，將系統(tǒng)間的控制信息隔離。確保操作員站訪問權限限定在本系統(tǒng)，且在調(diào)試階段隔離了設備故障造成的廣播風暴。各交換機管理信息，可通過OPC server的方式集成在管理平臺中，提供簡便的維護方式。
方案利益
雙星型的冗余網(wǎng)絡連接輔網(wǎng)中心及各個子系統(tǒng)
水網(wǎng)設立控制中心，將水網(wǎng)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中，逐級上傳
與SIS系統(tǒng)間安全的高速連接
通過VLAN將各子系統(tǒng)安全隔離
簡便快捷的維護方式
卡軌安裝涉及、適合控制柜安裝及惡劣環(huán)境。
通過工業(yè)以太網(wǎng)構建的輔機控制系統(tǒng)，將獨立分散的控制系統(tǒng)連接起來，避免了“信息孤島”現(xiàn)象。更加有效的將PLC+上位機的控制技術應用到電站輔機系統(tǒng)中，使整個系統(tǒng)安全可靠，方便的在上位機上對就地設備進行控制。從而避免了的諸如運行人力成本較高、難于管理、設備投資巨大等問題。實現(xiàn)了輔助車間集中控制，為全場自動控制集中監(jiān)控提供了前提。開放的以太網(wǎng)平臺，為輔機控制系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的集成提供了方便，使“一網(wǎng)到底”、“多網(wǎng)合一”的解決方案提供了實現(xiàn)的可能性。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號