工业以太网交换机的具体应用和部署ppt

1、工业以太网交换机的具体应用和部署工业以太网交换机的具体应用和部署纲要纲要 1 1、工业以太网交换机、工业以太网交换机2 2、工业以太网交换机在智能变电站中的应用、工业以太网交换机在智能变电站中的应用3 3、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用4 4、工业以太网、工业以太网profinetprofinet革新制丝线控制系统解决方案革新制丝线控制系统解决方案工业业以太网网交换换机（industrial ethernet switches）是可以满足工业现场需要，技术上与商业以太网交换机兼容，而实时实时通讯讯、可靠性、稳稳定性、安全性、环环境

2、适应应性等各方面要求高于商业以太网交换机的一种以太网设备。可细分为分为网网管型（managed）和非网网管型（unmanaged）。网管型工业以太网交换机具有单单位价值值高的特点，目前占据市场主流。特征：特征： (1)(1)功能：工业以太网交换机与工业网络通讯更加接近，比如各种现场总线的互通互联、设备的冗余以及设备要求的实时性。 (2)(2)性能：主要体现在适用外界环境的参数不一样，工业环境除了特别恶劣的环境之外，还要求有emi电磁兼容、温度、湿度、防尘等，特别是温度对工业网络设备的影响是最广泛的。工业以太网交换机简介工业以太网交换机简介 根据frost & sullivan的行业研究

3、，从2005年开始，中国工业以太网交换机市场需求出现大幅增长。2008年，中国工业以太网交换机市场规模达5.4亿人民币，预计未来会以26.2%的增速保持增长（如图所示，2008-2013年的cagr为26.2%）。 中国工业以太网交换机市场规模中国工业以太网交换机市场规模中国工业以太网交换机正处于产品生命周期的成长期，被广泛应用于交通、电力、冶金、煤炭、石化、水处理等行业。工业以太网交换机的应用工业以太网交换机的应用 1 1、工业以太网交换机、工业以太网交换机2 2、工业以太网交换机在智能变电站中的应用、工业以太网交换机在智能变电站中的应用3 3、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用

4、、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用4 4、工业以太网、工业以太网profinetprofinet革新制丝线控制系统解决方案革新制丝线控制系统解决方案u智能变电站智能变电站的概念是随着智能电网智能电网概念的提出而一并提出的，可以讲是智能电网的一个最重要、最关键的“终端”，承担为智能电网提供数据提供数据和控制对象控制对象的功能。 u采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动实时自动控制、智能调

5、节、在线分析决策、协同互动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。因此，智能变电站需要数字化的通信平台数字化的通信平台。u基于基于iec61850iec61850标准标准的变电站网络通信是最大的共同点。智能变电站概念智能变电站概念数字化平台 通信网络； 二次设备； 工具软件。 功能：功能： 取消长电缆连接，提高系统性能，同时消除事故隐患； 使用iec 61850标准，有利于设备之间的互操作。电子式互感器 有源式电子式互感器； 无源式电子式互感器。 功能：功能： 解决传统互感器的固有缺陷； 节约绝缘和材料成本。智能一次设备 高压设备本体； 智能组件。 功能：功能： 监视设备运行

6、状态，消除事故隐患; 提高设备运行寿命，降低全生命周期成本； 实现智能操作。高级应用 全景数据反演； 一体化在线五防； vqc； 程序化顺控功能； 网络记录分析； 分担主站负担。 功能：功能： 提高电网智能化水平。智能变电站的组成智能变电站的组成星形拓扑结构结构最小延迟从ide到ide之间只有三跳；全部连接到中心交换机通常成本高且不易实现；没有冗余任一电缆/交换机的故障可能导致多个ide与站控级断开。典型网络结构典型网络结构环形拓扑结构环形拓扑结构n+1网络冗余容错能力；采用rstp自动组态；多环连接可以组成网格形拓扑结构。通信网络：基于可行性、可靠性、重要性可行性、可靠性、重要性等站控间隔层

7、网络站控间隔层网络u功能和综自站相同u多套用成熟方案（国外单环网，国内单/双星）过程层网络过程层网络u采样值: 点对点组网-点对点-组网ugoose: 组网-点对点-组网交换机交换机uvlan: 工程化应用ugmrp、1588智能变电站系统中基于工业以太网交换机的通信网络智能变电站系统中基于工业以太网交换机的通信网络网络结构的推荐采样值、采样值、goose、同步三网合一将提高系统可靠性、同步三网合一将提高系统可靠性ugoose和采样值合网o带宽上具有可行性(稳定流量和突发性流量配合) o降低了成本o48点/周波供保护测控，200点/周波点对点供计量o9-2、48点/周波，16回达到80mbit

8、/su以太网时钟同步与采样网合一oieee 1588v2，硬件参与，ns级对时，满足计量要求o提高了采样数据的可靠性过程层合网的可能性过程层合网的可能性智能变电站网络机构智能变电站网络机构智能变电站网络机构智能变电站网络机构智能变电站网络机智能变电站网络机均不包含组网部分均不包含组网部分性能方面（performanceperformance）电磁兼容性和和可靠性必须达到或高于保护装置的要求符合iec61850-3，ieee1613 class2标准适应恶劣环境，宽工作温度范围（无风扇散热）：40 to +85?c，湿度达95%交换换功能方面（switching functionsswitchi

9、ng functions）保证goose报文传输，零丢包保证网络实时性，支持优先级支持vlan支持rstp网络冗余具有足够的安全性支持链路聚合带端口镜像功能支持组播管理，gmrp时钟同步，sntp，iec61588（ie1588）智能变电站系统对工业以太网交换机的要求智能变电站系统对工业以太网交换机的要求注：本部分内容主要来源于智能变电站网络交换机技术规范智能变电站实时报文的优先级处理智能变电站实时报文的优先级处理过程层网络站控层网络全线速交换机，100%可用带宽增加带宽如果100mbps不够，采用1000mbps作为主干交换机必须支持goose报文采用ieee802.1p优先级采用ieee8

10、02.1qvlan隔离实时数据igmp snooping用于组播过滤和管理实时性问题的解决实时性问题的解决减少广播流量隔离带有关键实时数据的ieds，这些设备不需要处理无关的数据包隔离产生大量数据输出的设备vlan(802.1q)vlan(802.1q)gmrpgmrp组播功能组播功能 garp multicast registration protocol，二层ieee 802.1d标准。 在支持gmrp的交换机和装置之间传输组播注册信息，动态维护组播地址表。 gmrp = off 组播被发送到交换机的所有端口；gmrp = on 组播只发送到“member”端口。ieee 1588 iee

11、e 1588 时钟同步时钟同步 浙江绍兴绍兴110kv110kv大侣变电侣变电站 来来源于roggedcomroggedcom基于工业以太网交换机的智能变电站实际案例基于工业以太网交换机的智能变电站实际案例 p浙江外陈陈220kv220kv智能变电变电站 上海南桥桥500kv500kv智能变电变电站 来来源于 roggedcomroggedcom生产厂商主要产品ciscocisco ie 3000 serieshirschmannmach series、rs20/30/40 series、ms20/30 seriesroggedcomrsg2k seriesmoxaeds 508 series

12、、nport 5600 series pt-7728东土sicom3024p seriessiemensscalance xr serieskorenixjetnet 5000 series中国市场中应用于智能变电站的工业以太网交换机产品中国市场中应用于智能变电站的工业以太网交换机产品 中国国工业业以太网网交换换机市场场活跃跃着大约约5050家厂厂商。这这些厂厂商可以被简单简单地分成两个阵营两个阵营，一类类是以赫思曼为为代表的传统传统意义义上的产产品供应应商，另一类类是以西门门子为为代表的系统统解决决方案供应应商。有些厂厂商两种两种角色兼备备，如西斯耐特。 分销销是中国国工业业以太网网交换换机

13、市场场的主要渠道。有近70%70%的工业业以太网网交换换机是通过过分销销的方式进进入到市场场的。通常外资资企业业采用分销销的方式销销售产产品，内资内资企业业采用直销销的方式。 比如像比如像hirschmannhirschmann、roggedcomroggedcom、siemenssiemens、moxamoxa这些市场规模大的厂商，他们在国内的一线城市这些市场规模大的厂商，他们在国内的一线城市北京、上海、深圳等都有代理商，北京、上海、深圳等都有代理商，上海海得等是中国工业以太网交换机市场上比较知名的经销商上海海得等是中国工业以太网交换机市场上比较知名的经销商 而国内的很多中小企业虽然有生产工

14、业以太网交换机的能力，但是却没有做市场推广，也没有更而国内的很多中小企业虽然有生产工业以太网交换机的能力，但是却没有做市场推广，也没有更多的销售渠道，这已成为制约其发展的重要因素。多的销售渠道，这已成为制约其发展的重要因素。工业以太网交换机走向市场的模式工业以太网交换机走向市场的模式 1 1、工业以太网交换机、工业以太网交换机2 2、工业以太网交换机在智能变电站中的应用、工业以太网交换机在智能变电站中的应用3 3、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用4 4、工业以太网、工业以太网profinetprofinet革新制丝线控制系统解决方案

15、革新制丝线控制系统解决方案 轨道交通系统由许多个子系统组成，包括控制和调度系统（信号系统）、环境监控系统、网络化视频监视系统和供电系统。这些系统在轨道交通运行过程中起着极大作用，就像轨道沿线分布着不同站点一样，它们通常分布在各个不同的地方。 轨道交通综合监控系统(iscs)的主要功能包括对机电设备的实时集中监控和各系统之间协调联动。一方面，通过iscs系统可实现对pscada、fas、bas、acs、pa、psd、afc、clk等系统进行实时集中监控的基本功能。另一方面，通过iscs系统，还可实现晚间非运营情况下，日间正常运营情况下、紧急突发情况下和重要设备故障情况下各相关系统设备之间协调互动

16、等高级功能。轨道交通综合监控系统轨道交通综合监控系统高可靠性 实时监视和图像获取：视频监视系统必须实现交通情况的实时传输。 高带宽带宽 无线网络：每个十字路口的交通控制器应该能够使用无线网络来传输一部分信号来实现信息的同步，这样可以减少线缆的费用。 嵌入式计计算能力 嵌入式计算机对控制信号进行实时运算，然后给出正确的控制策略。 超长长距离传输传输 冗余电源和网络：冗余性在交通系统中扮演着重要的角色，它可以保证整个系统无间断运行。 抗干扰扰 宽温设计：通常，交通自动化系统中所采用的设备必须能够在-40到75的温度范围内正常工作。 实时实时以太网网 铁路系统需提供实时信息,并开需要开放快速的传输网

17、络。 轨道交通综合监控系统要求轨道交通综合监控系统要求 来来源于moxamoxa轨道交通综合监控系统网络结构轨道交通综合监控系统网络结构完整的轨轨道交通系统统是一个层个层次化的网络网络。设备层控制网络一般采用现场总线，它们通过网关实现与以太网络的通信。所有的现场信息经由以太网络被传输给上层网络。 工作站级控制网络通过以太网将各车站的主要子系统连接起来，然后被集成到骨干网络以实现站与站之间运行信息的传输。 骨干网络收集到来自各站点的系统运行信息并将它们传输到中控室。这样，中控室得到足够的信息之后便可以对系统进一步分析和控制。 设备层网络主要采集来自plc、dcs系统、现场i/o设备、scada和

18、cctv系统的系统运行信息，并通过网关将这些信息发送到以太网上。骨干网络使用的是千兆以太网络，它可以为站与站之间的数据、图像传输提供足够的带宽。所有的站点都采用三层网络的结构连接在一起，实现了系统稳定运行时所需信息的整合。轨道交通综合监控系统解决方案描述轨道交通综合监控系统解决方案描述iscs iscs 系统统三层层骨干交换换机eds-828-g52eds-828-g5248g+4 10g48g+4 10g口万兆模块块化三层网层网管型工业业以太网网交换换机 最多支持4848个个千兆端口，4 4个个万兆端口 支持rip v1,v2,ospfrip v1,v2,ospf，vrrpvrrp等三层协议

19、层协议 turbo ring(turbo ring(自愈时间时间20ms20ms，全负载负载) )和rstp/ stprstp/ stp 来来源于moxamoxa轨道交通综合监控系统中交换机的性能需求轨道交通综合监控系统中交换机的性能需求bas bas 系统二层系统二层 plc plc 通讯交换机通讯交换机 eds-600eds-600系列系列 紧凑型模块化网管型以太网交换机紧凑型模块化网管型以太网交换机 紧凑型模块化设计紧凑型模块化设计 支持支持 turbo ringturbo ring和和rstp/stp(ieee802.1w/ d) rstp/stp(ieee802.1w/ d) 以太网

20、冗余以太网冗余 支持支持 qosqos，igmp snooping/gmrpigmp snooping/gmrp，vlanvlan，lacplacp，snmpv1/v2c/v3snmpv1/v2c/v3，rmonrmon iscs 系统统fep x86 平台da-710da-710系列基于x86x86架构构机架式嵌入式工业计业计算机配备备4 4个扩个扩展模块插块插槽，可用于扩扩展网网口或串口，每个个模块块最多8 8个个端口 intelintel赛扬赛扬m 2.0 ghzm 2.0 ghz处处理器，前端总线总线频频率533 mhz533 mhz 4 4个独个独立macmac千兆网网口，支持冗余网

21、络网络iscs 系统系统fep risc 平台平台、 来源于来源于moxamoxada-662da-662系列系列基于基于riscrisc架构机架式嵌入式计算机架构机架式嵌入式计算机 国家电网电磁兼容性国家电网电磁兼容性4 4级认证级认证 intel x scale ixp-425 533 mhzintel x scale ixp-425 533 mhz处理器，处理器， 板载板载128 mb ram128 mb ram，32 mb flash32 mb flash 内置内置linuxlinux或或wince 5.0wince 5.0操作系统操作系统 1616个软件选择个软件选择rs-232/4

22、22/485rs-232/422/485串口串口 pscadapscada系统统 工业级业级光纤纤收发发器/ /光电转电转换换器imc-101imc-101系列工业级业级10/100/1000baset(x)10/100/1000baset(x)转转100/1000basefx100/1000basefx光电转换电转换器 link fault pass-through (lfp)link fault pass-through (lfp) 宽温宽温型号号支持-4075-4075工作温温度 电电源故障或线线路中断时断时，继电继电器输输出警报报pscadapscada系统系统 串口设备联网服务器串口

23、设备联网服务器nport 5650inport 5650i系列系列串口设备联网服务器串口设备联网服务器 所有串口信号带光电隔离保护所有串口信号带光电隔离保护 提供提供8 8个个rs-232/422/485rs-232/422/485三合一串口三合一串口 紧凑的桌面型设计紧凑的桌面型设计生产厂商主要产品ciscocisco ie 3000 seriesmoxaeds-828-g52、eds-600系列hirschmannmach series、rs30 series、ms40 seriessiemensscalancex 400优创magnum es42轨道交通综合监控系统中交换机的产品轨道交通

24、综合监控系统中交换机的产品 1 1、工业以太网交换机、工业以太网交换机2 2、工业以太网交换机在智能变电站中的应用、工业以太网交换机在智能变电站中的应用3 3、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用、工业以太网交换机在轨道交通综合监控系统中的应用4 4、工业以太网、工业以太网profinetprofinet革新制丝线控制系统解决方案革新制丝线控制系统解决方案原电电控系统统的各个个工艺艺段由plcplc、触触摸屏屏、现现场场i/oi/o站组组成控制系统统，现场总线将现场总线将各部件联联接；现场层与监现场层与监控管理层层通过过以太网网交换换机进进行联联接。缺点：工艺艺段进进行调调整时时，整

25、个个工艺艺段的电电控系统统要重新设计设计；现场触现场触摸屏屏的人机界面功能单单薄，当现场当现场操作触触摸屏屏出现问题时现问题时，其所负责负责的监监控的工艺艺段就无法实现实现人机交互的功能；当当控制系统统的集中监监控计计算机停机（包括正常停机和故障停机）时时，整条条制丝丝生产线产线就不能正常生产产。原制丝线控制系统原制丝线控制系统 profinet是一个整体的解决方案，它使用tcp/ip和it标准，符合基于工业以太网的实时自动化体系。profinet能够实现与现场总线的无缝集成；它可以满足用于所有客户需要的统一的通信，将现场总线传输现场信息的实时性、使用方便、诊断功能强和经济性的特点，与工业以太

26、网的多主站、通用性、同时能够通过采用不同速率来传输大数量信息的特点有机地结合起来。 由具有网络管理功能和三层交换路由功能的工业以太网交换机组成冗余光纤环网作为车间级的主干通讯网络网，主要用于各控制系统间的网络通讯和控制系统与集中监控系统间的通讯。 按照工艺段和各控制系统的控制范围划分，采用工业以太网交换机为各工艺段控制系统构建星型控制子网络，以提供各控制段主控器件和io站点间的网络通讯。各控制子网可通过交换机接入主干网。 为集中监控系统构建子网络，该网络一方面通过以太网交换机接入车间主干网，完成集中监控系统和控制系统间的网络通讯;另一方面通过交换机或web服务器与厂级网络连接，为厂级数据通讯提

27、供网络接口，同时在与厂级网接口处安装硬件防火墙，以保护集控系统和控制系统安全，防止来自厂级网和internet的侵害。 所有网络设备采用双路供电，以保证网络设备具备冗余电源供应，确保网络的稳定可靠。基于基于profinetprofinet新制丝线控制系统解决方案描述新制丝线控制系统解决方案描述实现实现功能：批次任务务管理；集中监监控；生产报产报表、统计统计；设备设备控制；电电机保护护和紧紧急断电断电；回路控制；在线诊断线诊断；报报警；变频变频控制。新制丝线控制系统网络结构图新制丝线控制系统网络结构图profinet交换机构建冗余光纤环网，各工艺段的电气设备不再按物理划分，全部就近接入工业以太网

28、profinet。各工艺段的逻辑结构在组态时完成，与硬件位置无关。 plcplc要求具备备profinetprofinet接口，现场现场i/oi/o子站的藕合器要求具备备profinetprofinet接口。此外，交换换机要求支持profinetprofinet功能，这样这样才能传传送实时实时信号号。 控制层层骨干网络网络由最新的scalancexscalancex系列交换换机搭建：网络网络拓扑结构结构、类类型以及端口数数量都可很容易地适配工厂厂布局，它它有高度的网络网络可用性; ;即使故障时时，也能通过过非常快速的网络网络重新配置(0.3s)(0.3s)，可靠通讯讯; ;通过过scsc接口( (千兆以太网网) )、stst接口( (快速以太网网) )以及预预装配光纤纤，可实现简实现简便的光