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北车风电网络通讯方案

北车风电网络通讯方案

一、风电行业通用技术要求


风电领域对工业交换机具有如下要求:

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风电应用环境恶劣,昼夜温差大,风沙严重,要求工作温度:-40~75℃,存储温度:-45~85℃,存储湿度:0%~95%,无凝结;

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电机控制系统电磁环境恶劣,需要工业交换机具有较强的抗电磁干扰能力、较长时间的平均无故障时间;

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为了保障通信的可靠性,要求建立冗余的环网,具有较小的自愈时间。通信网络出故障时,能够平滑的切换到冗余备份线路;

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为了保证远程监控的数据的安全性,交换机需要有全面的网络安全设置。

二、本案特别要求

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将机舱部分的CMS(传动部分)、消防系统、风机在线监测3部分数据以不同优先级传送到塔基;

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通过中心交换机管理安装在风机上的交换机;

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风场风机较多或网络数据通讯量较大,解决网络通讯的“瓶颈”问题;

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对现场环网与核心交换机的链路冗余要求;

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解决广播风暴问题。

三、方案设计

1.系统架构图



                              





2.方案说明

1)如上图所示,每台风机安装一台交换机,型号为EKI-2548SI,环网交换机通过光纤相连。根据风机相邻地理位置,组成5个独立的“环网”(环网1-环网5)。

2)每个环网分别在风场中控室中使用一台交换机EKI-2548SI,分别连接5个风机构成的环网。(如上图所示)

3)将处于中控室的环网交换机通过网线连接到核心交换机上,核心交换机型号为EKI-4524I,实现环网交换机与核心服务器的通讯,EKI-4524I为非网管型交换机,即插即用,操作简便,同时可靠性高。

3.设备选型

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每台风机安装一台交换机,每个“独立环”在中控室安装一台交换机,均采用宽温网管冗余型工业以太网交换机EKI-2548SI。

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中控室安装一台核心交换机,采用宽温网管冗余型工业以太网交换机EKI-4524I。

四、方案优点

  

产品型号


  
  

主要参数


  
  

主要功能与优势


  
  EKI-2548SI
  
  1提供  6个电口和两个单模光口
  2支持  10/100Mbps 自适应
  3支持双12~48VDC 冗余电源输入和继电器报警
  4提供广播风暴保护
  5.结构紧凑,支持 DIN 导轨安装
  6.宽温:工作温度:-40~75
  
  1.百兆带宽
  2X-Ring冗余环(超高速自愈时间<10ms
  3.有广播风暴保护功能
  
  
  EKI-4524I
  
  1 24个自适应快速以太网接口
  2支持100~240VAC/VDC电源输入,1路继电器输出
  3非网管交换机
  4.结构紧凑,支持机架安装
  5.宽温:工作温度:-40~85
  
  1.无风扇、宽温设计
  2.操作便捷,性能可靠
  
  

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实现“单环自愈”,快速冗余切换

研华独创的X-Ring协议,搭建可靠的工业通讯网络,当任一环网故障时,其冗余切换时仅会影响到“本环”内的交换机,而其它环的交换机不受影响,而且具有超快小于10毫秒的自愈时间,实现高可靠、无中断的链路冗余通讯网络。

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解决多台交换机级连“瓶颈”问题

如将所有交换机均连接在一个环网内,实际则是“总线”型的连接,当数据通讯量较大时,将产生级连“瓶颈”问题,而将多台交换机拆分为多个“环”,再由核心二层交换机实现“环间”数据的转发与交换时,则可大大提高网络的通讯性能。

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网络架构简单高效

与核心交换机在多个环网中的网络架构相比,本方案网络配置简便,同时可以实现可靠的冗余网络,节省网络开销,同时核心交换机采用非网管交换机,便于操作,可靠性高。

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便于“240”工程验收

中控室中放置的EKI-2548SI,可高效、便捷实现环网切换实验,便于“240”验收及日常维护。

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环网交换机支持QoS优先级

通过设置交换机端口的优先级,可根据数据的优先级传输数据。例如,交换机的1号端口连接机舱部分的CMS(传动部分),交换机的2号端口连接消防系统,交换机的3号端口连接风机在线监测,根据3部分数据的优先级,在交换机中设置相应端口的优先级,即可根据数据的优先级传输数据。

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有效解决广播风暴问题

研华工业交换机通过两种方式有效进行宽带管理,防止意外网络流量。第一种方式通过端口的入口、出口两个方向进行宽带限制,如设置服务器下载方向宽带不限,上传方向限制为1M;第二种方式根据数据的类型进行宽带限制,有效区别广播,组播,以及泛洪信息,并对不同的信息进行不同等级的宽带限制,让非允许的数据流量不能通过端口。

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抗强干扰

EKI-2548SI交换机可以工作在严苛的电磁环境中,并且在安全、EMC、振动等都经过认证,具有较高的防护等级。

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具有良好的温度特性

宽温型EKI-2548SI交换机,具有良好的温度特性,工作温度:-40~75℃,存储温度:-40~85℃,工作湿度:5%~95%(无凝结),存储湿度:0%~95%(无凝结)。

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安装灵活

EKI-2548SI安装方式灵活,支持DIN导轨式安装、壁挂式安装,方便操作,体积小。

卓越的工业属性特别适合严苛环境使用,大大保证了户外现场的工作的稳定性,并且全工业级元器件保证在长时间稳定地工作在户外环境下,大大减少了现场的故障率,减少了工程人员后期维护的成本。

五、总结

研华工业完善的风电解决方案以及具有诸多现场应用的工业以太网交换机优越的特性、坚实可靠的硬件品质,完全可以满足风电现场通讯系统网络的通讯需求。

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