榮獲“2004年度工控及自動化領(lǐng)域優(yōu)秀典型應(yīng)用”有獎評選活動 三等獎 | |
專家點評: 作者介紹了針對青島開發(fā)區(qū)集中供熱系統(tǒng)做出的設(shè)計方案,以及根據(jù)本項工程的具體地理環(huán)境的要求,方案決定采用工業(yè)級冗余環(huán)網(wǎng)交換機(東土公司的KIEN 系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機),構(gòu)成冗余光纖環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。并且提出了為了用戶的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的可靠性及安全性,以及建議在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)中采用工業(yè)級以太網(wǎng)通訊設(shè)備等建議。符合熱力行業(yè)工程項目建設(shè)的發(fā)展方向。但作者撰寫的文章,其格式?jīng)]有完全符合征文要求。 |
熱網(wǎng)介紹
城市供熱行業(yè)是城市熱力供應(yīng)的重要組成部分,是城鎮(zhèn)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。發(fā)展城市熱力,對于節(jié)約能源、保護環(huán)境、方便人民生活、促進工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展城鎮(zhèn)公用事業(yè)意義十分重大,是實現(xiàn)城鎮(zhèn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一?,F(xiàn)在正值城鎮(zhèn)熱力向集中供熱轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵階段。
數(shù)據(jù)采集及傳輸
能夠?qū)崟r采集公司所有換熱站(包括水-水站、汽-水站)的全部技術(shù)數(shù)據(jù),包括壓力、溫度、流量、熱量、水電消耗及水泵狀態(tài)等各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過公司專用虛擬電話網(wǎng)絡(luò)將各個子站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胝{(diào)度室,公司調(diào)度可以在調(diào)度室了解到各個換熱站的各項運行參數(shù);
換熱站自動控制:各個換熱站可以根據(jù)室外氣溫的變化通過調(diào)節(jié)一級管網(wǎng)電動閥門的開度來及時控制二級管網(wǎng)的供回水溫度,通過調(diào)度給定的控制曲線,各個換熱站可以獨立運行,保證運行參數(shù)始終在給定的范圍內(nèi)運行。同時調(diào)度在中央調(diào)度室可以根據(jù)需要隨時干預(yù)子站的運行,調(diào)度可以遙控子站的電動閥門,調(diào)整運行參數(shù)。
熱網(wǎng)投入自動運行后,換熱站二級管網(wǎng)的供回水溫度始終在規(guī)定的范圍內(nèi)運行,同時熱網(wǎng)自動運行可以快速跟蹤室外溫度的變化,當(dāng)室外溫度出現(xiàn)大的變化時,二級管網(wǎng)供回水溫度同時也跟著變化,保證采暖用戶的室內(nèi)溫度始終比較均衡,避免了熱網(wǎng)溫度滯后現(xiàn)象,大大提高了供熱服務(wù)質(zhì)量,同時在白天室外氣溫較高時減少了供熱量,這樣就可以節(jié)約大量的熱量和電量,減少了熱網(wǎng)運行成本。由于調(diào)度具有了熱網(wǎng)調(diào)控手段,可以隨時調(diào)節(jié)熱網(wǎng)運行參數(shù),在節(jié)假日可以人為提高供熱運行參數(shù),保證了用戶室內(nèi)溫度。
工程概況
本設(shè)計方案針對青島開發(fā)區(qū)集中供熱系統(tǒng)做出的方案要求,根據(jù)地理位置需要,以及熱力控制光纖網(wǎng)要求。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔仨毦哂袑崟r采集功能、長距離、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)傳輸和冗余備份等特性。在結(jié)合該網(wǎng)絡(luò)的實際情況,決定組建光纖網(wǎng)絡(luò)并選用光纖布線產(chǎn)品。方案要求既要充分滿足小區(qū)熱力站檢測網(wǎng)絡(luò)的需要,又要協(xié)調(diào)配合通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。因此我們選擇專業(yè)的工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備以提供工業(yè)級的可靠性, 達到長期無故障連續(xù)運行的需求; 也只有專為工業(yè)設(shè)備管理所設(shè)計的功能,才能徹底監(jiān)控工業(yè)設(shè)備的狀態(tài)與網(wǎng)絡(luò)運行情況,將可能的事故防范于未然。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
針對本工程具體環(huán)境的要求,本方案決定采用工業(yè)級冗余環(huán)網(wǎng)交換機,構(gòu)成冗余光纖環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),環(huán)形網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用東土公司的KIEN 系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機,分布在32個結(jié)點的32臺KIEN 6000-2S工業(yè)以太網(wǎng)交換機用光纖鏈路連成環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)充分利用了工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,當(dāng)通訊鏈路發(fā)生故障時其網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕謴?fù)時間被控制在300毫秒以內(nèi),而如果用普通民用以太網(wǎng)交換機構(gòu)造鏈路冗余網(wǎng)絡(luò),其恢復(fù)時間長達1分鐘左右,顯然無法滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟婚g斷需求,這也是KIEN工業(yè)以太網(wǎng)交換機與民用以太網(wǎng)交換機相比所具有的一個明顯優(yōu)勢。另外,此環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)便于工程擴充和維護,安全性能高。采用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件對網(wǎng)絡(luò)控制器進行網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控,同時和熱力SCADA系統(tǒng)進行有機協(xié)調(diào),保證互不影響。拓?fù)鋱D如下面所示:
該方案的特點本方案具有以下幾個特點:
1.鏈路自動冗余備份在熱力控制冗余環(huán)網(wǎng)中,我們采用KIEN 6000-2S交換機,它能自動冗余備份,能自動協(xié)商到達最近節(jié)點的路徑,如果一處線路損壞,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲匦屡渲?,達到正常網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)只需300毫秒,支持工業(yè)環(huán)境電壓18-36VDC。
2.較長的傳輸距離
環(huán)型結(jié)構(gòu)采用光纖介質(zhì)類型,在傳輸中有低損耗的特性,使得傳輸線路的無中繼傳輸距離變長,相鄰站之間最大長度多模光纖可達5KM,單模光纖可達40-80KM,最大覆蓋范圍為120KM。
3.具有較大的帶寬
環(huán)網(wǎng)傳輸帶寬為100Mbps,同時采用新的多數(shù)據(jù)處理技術(shù),使得網(wǎng)絡(luò)在重負(fù)荷情況下,仍能保持很高的帶寬。
4.可靠性高
環(huán)型結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時仍能自行重構(gòu),保證系統(tǒng)安全可靠,同時傳輸光纖具有對電磁和射頻干擾抑制能力,在傳輸過程中不受電磁和射頻噪聲的影響,也不影響其設(shè)備。由于光纖傳輸?shù)氖枪庑盘?,兩端的電源相對隔離,所以有效地解決了光纖兩端電源和地線對設(shè)備可能造成的嚴(yán)重威脅。
5.安全性好
光纖在通信時光束在纖維內(nèi)部傳輸,不會產(chǎn)生任何形式的輻射,可防止傳輸過程中被分接,也杜絕了輻射波的竊聽,因而是最安全的通信介質(zhì)。
該系統(tǒng)投入運行達一年之久,經(jīng)我們對用戶的跟蹤調(diào)查,通訊系統(tǒng)運行穩(wěn)定,用戶對KIEN 6000-2S系列工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備的可靠性及安全性表現(xiàn)非常滿意,這也是東土電信長期專注于工業(yè)自動化通訊領(lǐng)域、致力于為工業(yè)自動化客戶提供最優(yōu)化服務(wù)的必然結(jié)果。
今天,全球越來越多的工業(yè)設(shè)備采用以太網(wǎng)+TCP/IP協(xié)議作為其通信與控制標(biāo)準(zhǔn)。然而, 工業(yè)自動化系統(tǒng)要求其網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備具有比民用網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備(如: 民用交換機)更可靠和堅固耐用的性能。一般來說,這類以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中, 負(fù)責(zé)連接不同的工廠網(wǎng)絡(luò)區(qū)段與重要的自動化設(shè)備,可靠性要求極高,但是一般的民用網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備, 在設(shè)計和制造并未考慮到工業(yè)自動化對設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性的較高需求, 而僅僅針對連接辦公室或空調(diào)環(huán)境的計算機等辦公設(shè)備, 無法適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境(如高溫、低溫、灰塵、強電磁干擾、震動、沖擊等)和工業(yè)自動化對通訊設(shè)備可靠性及安全性(鏈路故障自動恢復(fù)、故障自動報警、冗余電源等)的要求。因此,為了您的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的可靠性及安全性,我們建議在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)中采用工業(yè)級以太網(wǎng)通訊設(shè)備。