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    作者簡(jiǎn)介：

    王琪（1979-），上海人，學(xué)士，工程師，主要研究方向?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

    摘要:本文介紹TSC系列工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)在邢鋼能源管控系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合具體需求詳細(xì)介紹了工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)方案。

    關(guān)鍵詞：邢鋼；能源管控系統(tǒng)；TSC

    隨著全球節(jié)能減排呼聲的日益高漲，冶金行業(yè)作為降排的重點(diǎn)行業(yè)走在了這場(chǎng)綠色革命的風(fēng)口浪尖。今年年初，國(guó)家確定了40個(gè)重點(diǎn)能源管控改造和新建項(xiàng)目，邢鋼能源管控就是其中的一個(gè)。

    下面簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)項(xiàng)目的情況。

    1 邢鋼能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程背景、業(yè)務(wù)簡(jiǎn)介

    1.1邢鋼能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程概況

    邢鋼能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程主要是對(duì)邢鋼新增能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行新建，為了在網(wǎng)絡(luò)建成后建立安全、穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)原則上，傳輸層實(shí)現(xiàn)1000M光纖的環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)。在核心層和傳輸層的連接上，采用1000M光纖連接，從而保證網(wǎng)絡(luò)的可靠、穩(wěn)定性。在接入層的連接上采用100M連接。

    1.2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求

    (1）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)：滿足能源管控、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議及語(yǔ)音傳輸需求，滿足邢鋼未來(lái)應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用：ERP\MES\等應(yīng)用系統(tǒng)。

    (2）匯聚層采用千兆環(huán)網(wǎng)技術(shù)，接入層采用環(huán)網(wǎng)與星型相結(jié)合，交換機(jī)通信采用千兆、百兆到桌面。要求高速、高可靠性、高擴(kuò)展性。

    (3)提供網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，能夠有效監(jiān)控、管理網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備，以及對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

    (4）提供本次網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)方案，結(jié)合邢鋼現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和安全策略進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保網(wǎng)絡(luò)安全，如：網(wǎng)絡(luò)病毒防護(hù)體系，數(shù)據(jù)通信檢測(cè)、訪問(wèn)控制等，減少因病毒和其他安全隱患造成的網(wǎng)絡(luò)異常。

    (5）布線系統(tǒng)：包括廠區(qū)主干光纜線路設(shè)計(jì)、實(shí)施，光纜全部使用單模光纖。

    (6）匯聚層：機(jī)房設(shè)計(jì)與建設(shè)，環(huán)線路由設(shè)計(jì)與實(shí)施。

    (7）匯聚層故障切換時(shí)間小于50ms；接入層如采用環(huán)網(wǎng)故障切換時(shí)間小于50ms。

    (8）匯聚層與核心層要求統(tǒng)一考慮方案，接入層根據(jù)邢鋼提供的采點(diǎn)情況二期設(shè)計(jì)。

    2 方案具體說(shuō)明

    2.1邢鋼能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程具體說(shuō)明

    邢鋼能源管控系統(tǒng)傳輸網(wǎng)采用接入——匯聚——核心架構(gòu)。其中核心層由兩臺(tái)中心交換機(jī)組成，通過(guò)熱備思想實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)冗余；核心層設(shè)備和匯聚層通過(guò)1000M光纖互聯(lián)，匯聚層由8臺(tái)設(shè)備組成1000M工業(yè)環(huán)網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)主干鏈路對(duì)鏈路故障的毫秒級(jí)自愈，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多的環(huán)境同時(shí)使用環(huán)網(wǎng)上聯(lián)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)做進(jìn)一步匯聚；接入層之間，接入層到匯聚層之間采用1000M上聯(lián)，上聯(lián)采用星形接入。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

                     

                                              圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    根據(jù)邢鋼能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和需求的要求，特選用卓越TSC生產(chǎn)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，具體說(shuō)明如下。 

    2.1.1工業(yè)環(huán)形主干網(wǎng)絡(luò)

    主干鏈路主要由8臺(tái)匯聚交換機(jī)構(gòu)建的千兆環(huán)網(wǎng)以及環(huán)網(wǎng)上聯(lián)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)構(gòu)成。接入層交換機(jī)通過(guò)星形網(wǎng)絡(luò)接入到主干鏈路。

    2.1.2終端接入層互聯(lián)

    在終端接入層互聯(lián)上，通過(guò)1000M光纖或是1000Base-TX級(jí)聯(lián)。在下聯(lián)的PLC和終端設(shè)備上，通過(guò)100M電口連接。

    2.2工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在該能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)施優(yōu)勢(shì)

    通過(guò)對(duì)該能源管控系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的分析和對(duì)穩(wěn)定性、冗余性、可靠性的保證，在設(shè)計(jì)中采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)滿足此次網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

    工業(yè)以太網(wǎng)在該能源管控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)勢(shì)說(shuō)明如下。

    2.3.1網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)

    整體骨干網(wǎng)絡(luò)按照實(shí)際應(yīng)用的需求構(gòu)建成為1000M冗余環(huán)網(wǎng)。冗余環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)方式是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方式，如果選用民用交換機(jī)是不能真正實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)的。

    2.3.2環(huán)網(wǎng)技術(shù)上

    民用以太網(wǎng)交換機(jī)在組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，采用的是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而不能實(shí)現(xiàn)真正意義的環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)。其應(yīng)用的技術(shù)為STP（生成樹(shù)協(xié)議）/RSTP（快速生成樹(shù)協(xié)議）/MSTP等。此技術(shù)為防止出現(xiàn)交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)而產(chǎn)生的避免技術(shù)，而非真正的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。而且此種避免環(huán)網(wǎng)方法，故障切換時(shí)間STP 為50秒；RSTP， MSTP為5~10秒。

    工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，如：TSC產(chǎn)品，采用Supreme-ring組網(wǎng)技術(shù)，此技術(shù)為專門針對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為真正的環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)。在故障切換中，可實(shí)現(xiàn)小于20毫秒的切換。

    2.3.3鋼鐵行業(yè)要求

    在鋼鐵行業(yè)要求上，要求以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)、傳輸設(shè)備等，都要求有很強(qiáng)防護(hù)等級(jí)和抗干擾能力，而普通民用以太網(wǎng)交換機(jī)是不能完美實(shí)現(xiàn)的。

    2.3.4鋼鐵廠內(nèi)的要求

    如今的鋼鐵廠生產(chǎn)都是工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境。針對(duì)此項(xiàng)目要求，采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)要比民用交換機(jī)有更大的優(yōu)勢(shì)。如：惡劣環(huán)境的支持、穩(wěn)定性的保證、設(shè)備保質(zhì)期的保證等。

    3 結(jié)語(yǔ)

    工業(yè)以太網(wǎng)的誕生是為了解決工業(yè)級(jí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，普通民用設(shè)備無(wú)法滿足應(yīng)用需求的問(wèn)題。但隨著企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的要求越來(lái)越高，工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)產(chǎn)品在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中開(kāi)始扮演越來(lái)越重要的角色；與此同時(shí)，工業(yè)級(jí)設(shè)備的卓越表現(xiàn)也得到了越來(lái)越多人的認(rèn)可。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)將會(huì)更快地?cái)U(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)更多力量。