卓越TSC 工業以太網交換機冗余環網熱網通訊解決方案

一 需求分析
　　本設計方案針對青島某區集中供熱系統做出的方案要求，根據地理位置需要，以及熱力控制光纖網要求。網絡拓撲必須具有實時采集功能、長距離、高帶寬的網絡傳輸和冗余備份等特性。在結合該網絡的實際情況，決定組建光纖網絡并選用光纖布線產品。方案要求既要充分滿足小區熱力站檢測網絡的需要，又要協調配合通信應用網絡。因此我們選擇專業的工業級網絡通訊設備以提供工業級的可靠性, 達到長期無故障連續運行的需求; 也只有專為工業設備管理所設計的功能，才能徹底監控工業設備的狀態與網絡運行情況，將可能的事故防范于未然。

二 解決方案

　　針對本工程具體環境的要求，本方案決定采用工業級冗余環網交換機，構成冗余光纖環形網絡結構，環形網絡設備采用卓越公司的TSC 系列工業以太網產品，分布在32個結點的32臺TSC Carat 5008fc2-15工業以太網交換機用光纖鏈路連成環狀拓撲結構，此結構充分利用了工業冗余環網結構的優點，當通訊鏈路發生故障時其網絡傳輸的恢復時間被控制在300毫秒以內，而如果用普通民用以太網交換機構造鏈路冗余網絡，其恢復時間長達30秒以上，顯然無法滿足數據傳輸的不間斷需求，這也是TSC 工業以太網交換機與民用以太網交換機相比所具有的一個明顯優勢。

　　另外，此環形拓撲結構便于工程擴充和維護，安全性能高。采用網絡監控軟件對網絡控制器進行網絡實時監控，同時和熱力SCADA系統進行有機協調，保證互不影響。拓撲圖如下面所示：

冗余環網熱網通訊解決方案原理圖

三 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
　　在熱力控制冗余環網中，我們采用TSC Carat5008fc2-15交換機，它能自動冗余備份，能自動協商到達最近節點的路徑，如果一處線路損壞，網絡拓撲重新配置，達到正常網絡狀態只需300毫秒，支持工業環境電壓18－36VDC。
　　2．較長的傳輸距離
　　環型結構采用光纖介質類型，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2KM，單模光纖可達40-60KM，最大覆蓋范圍為100KM。
　　3．具有較大的帶寬
　　環網傳輸帶寬為100Mbps，同時采用新的多數據處理技術，使得網絡在重負荷情況下，仍能保持很高的帶寬。
　　4．可靠性高
　　環型結構在網絡出現故障時仍能自行重構，保證系統安全可靠，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，也不影響其設備。由于光纖傳輸的是光信號，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備可能造成的嚴重威脅。
　　5．安全性好
　　光纖在通信時光束在纖維內部傳輸，不會產生任何形式的輻射，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。

四 用戶反饋

　　該系統投入運行達一年之久，經我們對用戶的跟蹤調查，通訊系統運行穩定，用戶對TSC系列工業以太網設備的可靠性及安全性表現非常滿意，這也是TSC長期專注于工業自動化通訊領域、致力于為工業自動化客戶提供最優化服務的必然結果。

五 總結

　　今天，全球越來越多的工業設備采用以太網＋TCP/IP協議作為其通信與控制標準。然而, 工業自動化系統要求其網絡通訊設備具有比民用網絡通訊設備(如: 民用交換機)更可靠和堅固耐用的性能。一般來說，這類以太網絡設備在工業控制網絡中, 負責連接不同的工廠網絡區段與重要的自動化設備，可靠性要求極高，但是一般的民用網絡通訊設備, 在設計和制造并未考慮到工業自動化對設備的穩定性和可靠性的較高需求, 而僅僅針對連接辦公室或空調環境的計算機等辦公設備, 無法適應工業現場環境（如高溫、低溫、灰塵、強電磁干擾、震動、沖擊等）和工業自動化對通訊設備可靠性及安全性（鏈路故障自動恢復、故障自動報警、冗余電源等）的要求。因此，為了您的工業自動化網絡通訊系統的可靠性及安全性，我們建議在工業以太網絡中采用工業級以太網通訊設備。