| 榮獲“2004年度工控及自動化領域優(yōu)秀典型應用”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)做出的設計方案，以及根據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)網交換機（東土公司的KIEN 系列工業(yè)以太網交換機），構成冗余光纖環(huán)形網絡結構。并且提出了為了用戶的工業(yè)自動化網絡通訊系統(tǒng)的可靠性及安全性，以及建議在工業(yè)以太網絡中采用工業(yè)級以太網通訊設備等建議。符合熱力行業(yè)工程項目建設的發(fā)展方向。但作者撰寫的文章，其格式沒有完全符合征文要求。 |
熱網介紹
城市供熱行業(yè)是城市熱力供應的重要組成部分，是城鎮(zhèn)建設的重要基礎設施之一。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、發(fā)展城鎮(zhèn)公用事業(yè)意義十分重大，是實現城鎮(zhèn)現代化的重要標志之一。現在正值城鎮(zhèn)熱力向集中供熱轉換的關鍵階段。
數據采集及傳輸
能夠實時采集公司所有換熱站（包括水-水站、汽-水站）的全部技術數據，包括壓力、溫度、流量、熱量、水電消耗及水泵狀態(tài)等各種基礎數據，通過公司專用虛擬電話網絡將各個子站的數據傳輸到中央調度室，公司調度可以在調度室了解到各個換熱站的各項運行參數；
換熱站自動控制：各個換熱站可以根據室外氣溫的變化通過調節(jié)一級管網電動閥門的開度來及時控制二級管網的供回水溫度，通過調度給定的控制曲線，各個換熱站可以獨立運行，保證運行參數始終在給定的范圍內運行。同時調度在中央調度室可以根據需要隨時干預子站的運行，調度可以遙控子站的電動閥門，調整運行參數。
熱網投入自動運行后，換熱站二級管網的供回水溫度始終在規(guī)定的范圍內運行，同時熱網自動運行可以快速跟蹤室外溫度的變化，當室外溫度出現大的變化時，二級管網供回水溫度同時也跟著變化，保證采暖用戶的室內溫度始終比較均衡，避免了熱網溫度滯后現象，大大提高了供熱服務質量，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，減少了熱網運行成本。由于調度具有了熱網調控手段，可以隨時調節(jié)熱網運行參數，在節(jié)假日可以人為提高供熱運行參數，保證了用戶室內溫度。
工程概況
本設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(qū)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(yè)的工業(yè)級網絡通訊設備以提供工業(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)設備管理所設計的功能，才能徹底監(jiān)控工業(yè)設備的狀態(tài)與網絡運行情況，將可能的事故防范于未然。
網絡設計
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)網交換機，構成冗余光纖環(huán)形網絡結構，環(huán)形網絡設備采用東土公司的KIEN 系列工業(yè)以太網交換機，分布在32個結點的32臺KIEN 6000-2S工業(yè)以太網交換機用光纖鏈路連成環(huán)狀拓撲結構，此結構充分利用了工業(yè)冗余環(huán)網結構的優(yōu)點，當通訊鏈路發(fā)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1分鐘左右，顯然無法滿足數據傳輸的不間斷需求，這也是KIEN工業(yè)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(yōu)勢。另外，此環(huán)形拓撲結構便于工程擴充和維護，安全性能高。采用網絡監(jiān)控軟件對網絡控制器進行網絡實時監(jiān)控，同時和熱力SCADA系統(tǒng)進行有機協調，保證互不影響。拓撲圖如下面所示：
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)網中，我們采用KIEN 6000-2S交換機，它能自動冗余備份，能自動協商到達最近節(jié)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(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(huán)型結構在網絡出現故障時仍能自行重構，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。
該系統(tǒng)投入運行達一年之久，經我們對用戶的跟蹤調查，通訊系統(tǒng)運行穩(wěn)定，用戶對KIEN 6000-2S系列工業(yè)以太網設備的可靠性及安全性表現非常滿意，這也是東土電信長期專注于工業(yè)自動化通訊領域、致力于為工業(yè)自動化客戶提供最優(yōu)化服務的必然結果。
今天，全球越來越多的工業(yè)設備采用以太網＋TCPIP協議作為其通信與控制標準。然而, 工業(yè)自動化系統(tǒng)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(yè)控制網絡中, 負責連接不同的工廠網絡區(qū)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(yè)自動化對設備的穩(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環(huán)境的計算機等辦公設備, 無法適應工業(yè)現場環(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(yè)自動化網絡通訊系統(tǒng)的可靠性及安全性，我們建議在工業(yè)以太網絡中采用工業(yè)級以太網通訊設備。
