系统需求:
网络交换机的需求 :
1、风电应用环境恶劣,昼夜温差大,风沙严重,要求工作温度:-45~75℃ 存储温度:-45~85℃ ,存储湿度:0%~95%,无凝结。
2、电机控制系统电磁环境恶劣,需要工业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。'
客户经过了全面的考察后最终选择了研华的EKI-7554SI 和EKI-4654R作为风场管理系统以及风机远程监控系统网络架构交换机主干设备。
系统架构图:

网络架构拓扑图
每个风机的塔基处安装一台研华的管理型冗余交换机EKI-7554SI,通过单模光纤连接构成一个冗余环网。同时监控中心内部每个环网的EKI-7554SI通过电口连接到研华24口网管型冗余千兆以太网交换机EKI-4654R。监控中心内部服务器,工程师站通过EKI-4654R构成局域网系统。
方案分析
根据风电行业即有其普遍性也有其特殊性,我们在组网方案中主要考虑以下几个方面:
1. 系统设计充分考虑多个业务子系统的系统特点,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解决方案
2. 能够满足风电场苛刻的物理环境,温度、防尘、电磁兼容性等要求
3. 因网络规模庞大,组网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. 组网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. 组网方案必须具备兼容性,能够无缝连接不同厂商的网络设备,具备高性价比。
考虑到工业现场对实时性要求,采用的是环网设计理念,避免单条链路故障对网络的影响。
研华方案优势
研华工业级以太网交换机具有如下优越特性:
1、快速冗余
研华的工业以太网产品可以组成快速的冗余网络,使用研华独创的X-Ring协议,为您搭建可靠的工业网络,具有超快小于10毫秒的自愈时间。商用的产品也可以组成冗余网络,但需要启动STP协议,这样冗余自余的时间就会达到10~~30秒,以上,所以不能用于工业环境中使用。
2、抗强扰—适用于严苛环境
研华以太网产品可以工作在严酷的电磁环境中,并且在数据口防雷、快速脉冲群,静电等都有较高的防护等级,而商业使用的产品这一点是不具备的。
3、良好的温度特性&安装方式灵活性
良好的温度特性,研华的EKI系列交换机是宽温设计的。工作温度:-45~75℃ 存储温度:-45~85℃ ,满足恶劣气象环境下的稳定需求。安装方式更加灵活,工业级产品可支持导轨式安装、面板式安装,堆叠式安装和机柜安装等多种方式。
4、电源优势&安装方式优势
电源供电部分是任何产品的根源,所有产品出现故障,其电源故障所占的比率为35%以上。所以工业产品为了避免电源故障造成的麻烦,一般都会选择双电源供电的模式。而且采用直流供电。商用产品一般采用交流单电源供电。
5、安全优势
研华工业以太网交换机采取如下若干措施来保证工业网络的万无一失