威海風(fēng)電場建設(shè)的需求:
2006年4月,龍?jiān)醇瘓F(tuán)著手建設(shè)威海風(fēng)電場,同時考慮到設(shè)計風(fēng)機(jī)控制的通信網(wǎng)絡(luò)。按照規(guī)劃的要求,在風(fēng)電場各個結(jié)點(diǎn)之間通過光纖通訊,每個結(jié)點(diǎn)(風(fēng)機(jī))需要8個RJ45接口(目前僅使用3個)。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)之間采用雙層冗余環(huán)網(wǎng)機(jī)制,在某臺交換機(jī)斷電情況下,不影響其他交換機(jī)設(shè)備間的通訊,切換時間要短,即交換機(jī)之間能組2層及2層以上的光纖環(huán)網(wǎng)且能自動尋找合適路由和切換判斷故障光路。風(fēng)機(jī)通訊的數(shù)據(jù)量不大,各個站點(diǎn)之間使用100M以太網(wǎng)接口即可完成工作。結(jié)點(diǎn)與中心控制室的服務(wù)器之間能建立私有通道,即結(jié)點(diǎn)不能相互訪問,服務(wù)器權(quán)限最高,結(jié)點(diǎn)內(nèi)部端口可相互訪問。工業(yè)防護(hù)等級在IP40以上。中心服務(wù)器與各結(jié)點(diǎn)通過多個冗余光纖以太網(wǎng)連接。整個通信系統(tǒng)的需要充分考慮產(chǎn)品間的兼容性問題,使系統(tǒng)的各個部分都能很好的協(xié)調(diào)、穩(wěn)定的工作,把系統(tǒng)各個部分的性能充分發(fā)揮,堅(jiān)決杜絕資源浪費(fèi)等現(xiàn)象。
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技術(shù)設(shè)計原則:
針對威海風(fēng)電場建設(shè)的要求,我們本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性能優(yōu)越、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的指導(dǎo)思想進(jìn)行設(shè)計,同時兼顧系統(tǒng)性能優(yōu)越、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠的前提下,盡量縮減投資,避免不必要的資金浪費(fèi)。
1、實(shí)用性:風(fēng)機(jī)控制的通信系統(tǒng)產(chǎn)品選取omate6000、omate2000滿足用戶的使用要求,并有多個成功案例,易安裝、免維護(hù)、易管理,減少了使用者的工作強(qiáng)度。
2、可靠性:在系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、調(diào)試、安裝等環(huán)節(jié)都將嚴(yán)格貫徹質(zhì)量條例,完全符合標(biāo)書和國家、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行。采用雙纖自愈環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)方式更是保證了系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行的可靠性。
3、開放性:系統(tǒng)的各種接口,核心技術(shù)具有開放性,符合國際國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備具有很好的互操作性。綜合了業(yè)界最優(yōu)秀的產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)。
4、靈活性:本系統(tǒng)組網(wǎng)方式為雙纖自愈環(huán)網(wǎng),操作管理簡便,維護(hù)方便。
風(fēng)電現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案:
對于威海風(fēng)電風(fēng)機(jī)控制的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),使用Omate2000數(shù)據(jù)光端機(jī)組成多個雙纖自 愈子環(huán)網(wǎng)(見圖二),傳輸異步串口數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),將多個子環(huán)網(wǎng)上聯(lián)到Omate6000工業(yè)以太網(wǎng)光交換機(jī)組成的骨干層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)(見圖一)上,控制調(diào)度中心的控制計算機(jī)連接在骨干以太網(wǎng)上,對遠(yuǎn)端風(fēng)機(jī)的RTU、PLC等數(shù)據(jù)和發(fā)出控制指令。具體結(jié)構(gòu)圖如下圖:
圖一:雙纖自愈全網(wǎng)
圖二: 雙纖自愈子網(wǎng)
方案說明:
根據(jù)該通信系統(tǒng)的實(shí)際情況和所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的要求,我們使用Omate6000系列工業(yè)以太網(wǎng)光交換機(jī)組建了該光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。
在該系統(tǒng)骨干通訊網(wǎng)由Omate6000組成雙纖自愈環(huán)網(wǎng)上串6個由omate2000組成的業(yè)務(wù)子環(huán)網(wǎng),每個子環(huán)網(wǎng)內(nèi)的結(jié)點(diǎn)數(shù)量為5~10個omate2000,這樣,這六個環(huán)網(wǎng),均具有極快速系統(tǒng)自愈能力,其自愈時間在30ms以內(nèi)。
在控制中心,一共安裝了6臺Omate6000工業(yè)以太網(wǎng)光交換機(jī)和一臺普通多口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),6臺Omate6000的網(wǎng)絡(luò)接口和普通交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口連接,控制計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口也和普通交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口連接,這樣負(fù)責(zé)各種業(yè)務(wù)管理和通訊的計算機(jī)通過普通交換機(jī)和每個環(huán)網(wǎng)通信,完成了和每個結(jié)點(diǎn)通信的要求。所有的數(shù)據(jù)管理和傳輸通過風(fēng)力發(fā)電的控制系統(tǒng)的各種設(shè)備和軟件實(shí)現(xiàn)。而Omate6000工業(yè)以太網(wǎng)光交換機(jī)的管理則由omate專業(yè)網(wǎng)管軟件來完成。
[size=2][b]光纖雙環(huán)自愈通信系統(tǒng)的工作流程:
[/b][/size] 建設(shè)了整個風(fēng)電項(xiàng)目的光纖通訊網(wǎng)絡(luò),在整個電廠內(nèi)部,各個結(jié)點(diǎn)之間通過光纖通訊。在每個結(jié)點(diǎn)需要使用8個以太網(wǎng)接口的情況下,所有的光交換機(jī)均使用導(dǎo)軌式Omate6000光交換機(jī),該設(shè)備體積小,占用空間少,安裝簡單方便。所有的數(shù)據(jù)光端機(jī)組網(wǎng)分為個6子網(wǎng),組建了6個雙纖自愈環(huán)網(wǎng),在某臺工業(yè)交換機(jī)、數(shù)據(jù)光端機(jī)斷電或者故障的情況下,不影響其他交換設(shè)備間的通訊并保證切換時間在30ms以內(nèi),即交換機(jī)之間組成了2層和2層以上的光纖環(huán)網(wǎng),能夠自動尋找合適路由和切換判斷故障光路。Omate6000系列交換機(jī)支持生成樹協(xié)議和多種VLAN劃分,支持IEEE 802.1Q協(xié)議,可以在結(jié)點(diǎn)和服務(wù)器之間建立私有通道,即結(jié)點(diǎn)不能相互訪問,服務(wù)器權(quán)限最高,而各結(jié)點(diǎn)內(nèi)部的端口可以相互訪問,同時網(wǎng)管軟件具有管理權(quán)限劃分,不同的管理權(quán)限操作權(quán)限也不相同。中心端為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹骺囟?,在控制中心安裝一臺多口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),中心端就可以進(jìn)入任意的冗余環(huán)網(wǎng)。
方案特殊優(yōu)勢:
威海風(fēng)電場中應(yīng)用的Omate以太網(wǎng)交換機(jī)和數(shù)據(jù)光端機(jī)具備獨(dú)特光口、網(wǎng)口的狀態(tài)及性能系統(tǒng)自檢功能;光纖雙環(huán)自愈通信系統(tǒng)有極快冗余倒換時間(節(jié)點(diǎn)間<1ms,網(wǎng)絡(luò)倒換時間< 10ms);配置了報警輸出:繼電器輸出指示設(shè)備故障;工作溫在-40℃~+80℃,適應(yīng)中國北方高寒,也適應(yīng)南方酷熱;工作濕度在5%~95%,不怕梅雨季節(jié);包裝采用IP40防護(hù),鋁質(zhì)外殼,重量輕,為風(fēng)機(jī)制造商節(jié)省寶貴的空間、重量;安裝方式可以是 壁掛、導(dǎo)軌及機(jī)架方式,為集成商節(jié)省人力和時間;電磁兼容性通過國家IEC-61000-4-2(靜電ESD)3級、IEC-61000-4-4(電快速脈沖群EFT)3級、IEC-61000-4-5(浪涌Surge)3級,適應(yīng)各種變速風(fēng)機(jī)的環(huán)境;該產(chǎn)品的平均壽命MTBF是302,000小時,可以讓風(fēng)機(jī)運(yùn)行高枕無憂。
結(jié)束語:
威海風(fēng)電場采用Omate雙纖自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行近2年時間,證明雙纖自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)在風(fēng)電行業(yè)的先進(jìn)性和實(shí)用性,象Omate一樣國產(chǎn)、精品、實(shí)時的工業(yè)以太網(wǎng)光交換機(jī),完全可以替代目前市場上占主導(dǎo)地位的國外同類產(chǎn)品,同時雙纖自愈環(huán)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)風(fēng)電行業(yè)的廠家、業(yè)主的后續(xù)風(fēng)電項(xiàng)目當(dāng)中。
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