1.1 项目概况

随着新能源供电的建设，风力发电中火灾报警控制系统的大量应用，通讯系统的建设对于整个火灾报警系统的数据传输、安全监控、提高效率等方面都十分重要。但这些系统应用环境恶劣，需要管理型宽温的串口服务器及工业以太网交换机进行网络支持。风力发电厂火灾报警系统对网络设备的需求：

1、风力发电厂应用环境恶劣，昼夜温差大，风沙严重，要求工作温度：-45～85℃ 存储温度：-45～85℃，存储湿度：0%～95%，无凝结。

2、电磁环境恶劣，需要工业串口服务器及交换机具有较强的抗电磁干扰能力、较长时间的平均无故障时间。

3、为了保障通信的可靠性，要求建立冗余的环网，具有较小的自愈时间。通信网络出故障时，能够平滑的切换到冗余备份线路。

4、为了保证远程监控的数据的安全性，交换机需要有全面的网络安全设置。

1.2 通讯网络设计方案

本系统由3种产品组成：气体灭火控制器（主机）、工业级串接服务器、工业级以太网交换机。

我们在组网方案中主要考虑以下几个方面：
1．系统设计充分考虑监控系统特点，技术上遵循先进性、实用性与成熟可靠性并重的原则，形成一整套功能齐全的组网通讯解决方案。
2．能够满足风力发电厂苛刻的物理环境，温度、防尘、电磁兼容性等要求
3．通讯方案采用清晰的多层结构，从最根本的网络结构设计上简化网络的维护及管理，实现故障点的快速分离及明确，确保系统的稳定运行。
4．通讯方案自身必须具备一定的故障排除及快速自愈功能，能够针对设备故障、链路故障进行自我诊断及快速排除，并实时报警。
5．对网络进行人工维护、扩容、或故障修复时应该做到影响最小化，做到维护及扩容对系统运行无影响；故障修复只对相关网络设备的连接终端有一定的影响。
6．网络设备选择采用具备高实时性和稳定性的工业级设备
7．通讯组网方案具备兼容性，能够无缝连接不同厂商的网络设备，具备高性价比。
8．考虑到风力发电厂现场对实时性要求，采用的是冗余网络设计理念，避免单条链路故障对网络的影响。

本方案基于工业级串口服务器、工业以太网交换机性价比及网络可靠性的综合考虑，针对以下部分的网络通信建议如下：

预计该项目需要气体灭火控制器50台，通讯数据解决方案如以下描述；每台气体灭火控制器需要配备1台串口服务器（提供1路RS485数据口1路10/100M自适应光口）与之连接，解决气体灭火控制器RS485数据口转换为光口进行数据传输，每20台串口服务器连接一台IAS3028-24M-4GXS交换机产品（提供24路10/100M自适应光口，2路1000M单模光口），此通讯方案已经解决发电厂由气体灭火控制器到以太网交换机的网络连接及传输，3台交换机采用RSTP网络冗余技术，构建千兆光纤网络，当网络链路故障时快速自愈（自愈时间小于30ms），有效的保障了数据安全可靠传输，将所有的50台气体灭火控制器统一通过其中一台交换机的千兆光口与监控指挥中心的以太网交换机连接，进行实时的数据通讯。

1.3 网络拓扑结构图

方案.jpg

1.4 方案优势

A、采用工业级冗余网络，即保障了数据传输的实时性，又保障了数据传输的可靠性。

B、采用工业级芯片、工业级电源模块、低功耗设计的工业以太网交换机保障了系统的高可靠性。

C、工业以太网交换机通过工业四级电磁兼容检测，具备良好的抗电磁干扰能力

二、设备技术参数及功能特点：

1、良好的设备特性&安装方式灵活，宽温、防尘、防潮设计；

工作温度：-40～85 ℃，存储温度：-45～85 ℃，工作湿度：0 ～ 95 % (无凝露)；金属外壳无风扇散热技术，IP40以上等级防护；可定制机架、导轨、壁挂安装；

2、在严酷电磁环境下可靠稳定工作；

通过工业四级电磁兼容性检测，有效防御工业干扰：高压交流电场、静电场、电弧、可控硅等；自然界干扰;雷电冲击、各种静电放电、磁暴等；

3、设备平均无故障时间超过30万小时，常年提供备品备件；

4、快速冗余：

支持IEC62439 MRP 国际标准环网冗余协议，冗余保护时间小于20ms支持相切耦合环环网组；

支持RSTP/STP（IEEE802.1w/d）冗余协议，具有先进的回环闭锁功能，有效避免环网风暴；

5、安全优势；

1）支持VLAN（虚拟局域网）技术；

VLAN是安全交换机必不可少的功能，VLAN可以跨越一个或多个交换机，与它们的物理位置无关，设备之间好像在同一个网络间通信一样。VLAN可以在交换机上实现广播域的隔离，它可以把网络分成一个一个独立的区域，可以控制这些区域是否可以通讯。

2）流量控制功能(traffic control)；

交换机的流量控制可以预防因为广播数据包、组播数据包及因目的地址错误的单播数据包数据流量过大造成交换机带宽的异常负荷，并可提高系统的整体效能，保持网络安全稳定的运行。

3）支持端口聚合；

多个端口聚合即可以提高链路传输的带宽，又为传输链路提供了冗余保护；同时起到带宽平均分布的作用；

4）IEEE802.1x身份验证机制；