一、需求分析
本設(shè)計(jì)方案針對(duì)北京長(zhǎng)安自動(dòng)化工程集團(tuán)長(zhǎng)安礦山測(cè)控技術(shù)公司做出的方案要求，根據(jù)地理位置需要，以及測(cè)控光纖網(wǎng)要求。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔仨毦哂袑?shí)時(shí)采集功能、長(zhǎng)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(shí)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測(cè)控網(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(jí)網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備以提供工業(yè)級(jí)的可靠性, 達(dá)到長(zhǎng)期無故障連續(xù)運(yùn)行的需求; 也只有專為工業(yè)設(shè)備管理所設(shè)計(jì)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(yùn)行情況，將可能的事故防范于未然。
二、解決方案
針對(duì)本工程具體環(huán)境的要求，本方案決定采用工業(yè)級(jí)冗余環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，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)備采用卓越公司的TSC 系列工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品， TSC Carat 5008fc2-15工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)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(diǎn)，當(dāng)通訊鏈路發(fā)生故障時(shí)其網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕謴?fù)時(shí)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(jī)構(gòu)造鏈路冗余網(wǎng)絡(luò)，其恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30秒以上，顯然無法滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟婚g斷需求，這也是TSC 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與民用以太網(wǎng)交換機(jī)相比所具有的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。另外，此環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)便于工程擴(kuò)充和維護(hù)，安全性能高。采用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)和礦山測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)，保證互不影響。
三、該方案的特點(diǎn)本方案具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1、鏈路自動(dòng)冗余備份在熱力控制冗余環(huán)網(wǎng)中，我們采用TSC Carat5008fc2-15交換機(jī)，它能自動(dòng)冗余備份，能自動(dòng)協(xié)商到達(dá)最近節(jié)點(diǎn)的路徑，如果一處線路損壞，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲匦屡渲?，達(dá)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(zhǎng)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(zhǎng)，相鄰站之間最大長(zhǎng)度多模光纖可達(dá)2KM，單模光纖可達(dá)40-60KM，最大覆蓋范圍為100KM。
3、具有較大的帶寬
環(huán)網(wǎng)傳輸帶寬為100Mbps，同時(shí)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(shí)仍能自行重構(gòu)，保證系統(tǒng)安全可靠，同時(shí)傳輸光纖具有對(duì)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?hào)，兩端的電源相對(duì)隔離，所以有效地解決了光纖兩端電源和地線對(duì)設(shè)備可能造成的嚴(yán)重威脅。
5、安全性好
光纖在通信時(shí)光束在纖維內(nèi)部傳輸，不會(huì)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)。
四、用戶反饋
經(jīng)我們對(duì)用戶的跟蹤調(diào)查，通訊系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，用戶對(duì)TSC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TSC長(zhǎng)期專注于工業(yè)自動(dòng)化通訊領(lǐng)域、致力于為工業(yè)自動(dòng)化客戶提供最優(yōu)化服務(wù)的必然結(jié)果。
五、總結(jié)
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(dòng)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(jī))更可靠和堅(jiān)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(dòng)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(jì)和制造并未考慮到工業(yè)自動(dòng)化對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性的較高需求, 而僅僅針對(duì)連接辦公室或空調(diào)環(huán)境的計(jì)算機(jī)等辦公設(shè)備, 無法適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境（如高溫、低溫、灰塵、強(qiáng)電磁干擾、震動(dòng)、沖擊等）和工業(yè)自動(dòng)化對(duì)通訊設(shè)備可靠性及安全性（鏈路故障自動(dòng)恢復(fù)、故障自動(dòng)報(bào)警、冗余電源等）的要求。因此，為了您的工業(yè)自動(dòng)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(jí)以太網(wǎng)通訊設(shè)備。
