供稿單位：SIEMENS-西門(mén)子自動(dòng)化與驅動(dòng)集團工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò )

行業(yè)特點(diǎn) 
    工業(yè)以太網(wǎng)火力發(fā)電站中可以應用的領(lǐng)域較多，從廠(chǎng)級管理系統至主、輔機系統至就地執行設備的連接網(wǎng)絡(luò )，都可以提出基于工業(yè)以太網(wǎng)的解決方案。一般一個(gè)新建電廠(chǎng)的自動(dòng)化管理系統中，應包括： 
MIS廠(chǎng)級管理系統 
SIS生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息系統 
DCS主機分散控制系統 
包含水、煤、灰三部分的輔機控制系統 
脫硫系統 
以及工業(yè)電視系統 
    由于MIS廠(chǎng)級管理系統對數據實(shí)時(shí)性要求較低，較少涉及工業(yè)以太網(wǎng)解決方案。其他系統均可以使用工業(yè)以太網(wǎng)設備來(lái)構建通訊平臺。依據不同系統對系統可用性需求的高低，可以采用不同拓撲結構類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )方案。統一的通訊平臺更為工業(yè)電視與控制網(wǎng)絡(luò )多網(wǎng)合一帶來(lái)了可能性。 
    火力發(fā)電站自動(dòng)化控制中，以輔機控制系統的應用最為成熟，網(wǎng)絡(luò )結構較為復雜。在此以一個(gè)典型的輔網(wǎng)系統的技術(shù)規范來(lái)舉例說(shuō)明:
    全廠(chǎng)輔控集中監控系統網(wǎng)絡(luò )拓撲結構采用冗余星型網(wǎng)絡(luò )結構，以光纖以太網(wǎng)作為信息傳遞和數據傳輸的媒體，中心交換機連接操作員站、數據庫服務(wù)器、各控制系統及SIS等。 
    水系統控制網(wǎng)絡(luò )較為復雜，設立水系統網(wǎng)絡(luò )控制中心。使用雙星型冗余結構光纖以太網(wǎng)，通過(guò)以太網(wǎng)光纖交換機上的冗余通訊口連接本系統內各個(gè)程控系統，并通過(guò)冗余光纖接口連接全廠(chǎng)輔控集中監控網(wǎng)絡(luò )，以實(shí)現在機爐集中控制室集中監視和控制。中心交換機連接操作員站、數據庫服務(wù)器、各控制系統及全廠(chǎng)輔助車(chē)間集中監控系統等。水網(wǎng)各程控系統含：凝結水、工業(yè)廢水、化水處理、循環(huán)水、制氫等系統其他系統連接使用雙星型冗余結構光纖，通過(guò)冗余光纖接口連接全廠(chǎng)輔控集中監控網(wǎng)絡(luò )，應包含：輸煤程控、電除塵、除渣、空壓站及其他系統。
　　交換機應是工業(yè)級設計，標準導軌按裝，必須能夠直接安裝在控制柜內；所有交換機應具有高的防護等級、抗震、抗電磁干擾設計;所有交換機應能接受冗余供電；應能支持多種診斷功能，必須內置WEB服務(wù)器以及MIB數據庫以方便網(wǎng)絡(luò )管理和診斷；應能支持虛擬子網(wǎng)劃分（VLAN），確保系統的安全性。
網(wǎng)絡(luò )結構特點(diǎn)

    根據需求，全網(wǎng)采用雙星型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，所有服務(wù)器、操作員站及PLC均分別連接至兩個(gè)互為冗余的網(wǎng)絡(luò )。雙星型網(wǎng)絡(luò )既通過(guò)雙網(wǎng)滿(mǎn)足了冗余需要，同時(shí)以星型拓撲結構保持了輔機網(wǎng)絡(luò )所需的通訊層次結構。
    由于全網(wǎng)特別是水網(wǎng)部分I/O點(diǎn)數量龐大，在水網(wǎng)控制中心使用SCALANCE X400系列交換機以千兆光纖接口上聯(lián)，將分布式數據集中采集至水網(wǎng)服務(wù)器后上傳至輔網(wǎng)中心。由于輔網(wǎng)與SIS系統在電廠(chǎng)信息系統規劃上分屬兩個(gè)子網(wǎng)，且連接帶寬要求較高。輔網(wǎng)控制中心使用SCALANCE X400系列交換機，以千兆接口連接SIS系統，并通過(guò)路由功能完成與SIS系統間網(wǎng)絡(luò )的橋接。其他各子系統使用SCALANCE X200系列交換機，以光纖連接水網(wǎng)中心或輔網(wǎng)中心交換機，較復雜的子系統內部交換機以HSR冗余環(huán)形式連接，增強子系統內多個(gè)站點(diǎn)構成網(wǎng)絡(luò )的可靠性。 HSR冗余環(huán)保證在300ms內完成對故障斷點(diǎn)的冗余保護。
　　以各子系統為單位通過(guò)VLAN，將系統間的控制信息隔離。確保操作員站訪(fǎng)問(wèn)權限限定在本系統，且在調試階段隔離了設備故障造成的廣播風(fēng)暴。各交換機管理信息，可通過(guò)OPC server的方式集成在管理平臺中，提供簡(jiǎn)便的維護方式。

方案利益 
雙星型的冗余網(wǎng)絡(luò )連接輔網(wǎng)中心及各個(gè)子系統 
水網(wǎng)設立控制中心，將水網(wǎng)各系統數據集中，逐級上傳 
與SIS系統間安全的高速連接 
通過(guò)VLAN將各子系統安全隔離 
簡(jiǎn)便快捷的維護方式 
卡軌安裝涉及、適合控制柜安裝及惡劣環(huán)境。

　　通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)構建的輔機控制系統，將獨立分散的控制系統連接起來(lái)，避免了“信息孤島”現象。更加有效的將PLC+上位機的控制技術(shù)應用到電站輔機系統中，使整個(gè)系統安全可靠，方便的在上位機上對就地設備進(jìn)行控制。從而避免了的諸如運行人力成本較高、難于管理、設備投資巨大等問(wèn)題。實(shí)現了輔助車(chē)間集中控制，為全場(chǎng)自動(dòng)控制集中監控提供了前提。開(kāi)放的以太網(wǎng)平臺，為輔機控制系統與其他系統的集成提供了方便，使“一網(wǎng)到底”、“多網(wǎng)合一”的解決方案提供了實(shí)現的可能性。