浅谈威海风电控制系统的光网络双纤自愈实现

浅谈威海风电控制系统的光网络双纤自愈实现威海风电场建设的需求：

2022年4月，龙源集团着手建设威海风电场，同时考虑到设计风机掌握的通信网络。根据规划的要求，在风电场各个结点之间通过光纤通讯，每个结点（风机）需要8个RJ45接口（目前仅使用3个）。工业以太网交换机之间采纳双层冗余环网机制，在某台交换机断电状况下，不影响其他交换机设备间的通讯，切换时间要短，即交换机之间能组2层及2层以上的光纤环网且能自动查找合适路由和切换推断故障光路。风机通讯的数据量不大，各个站点之间使用100M以太网接口即可完成工作。结点与中心掌握室的服务器之间能建立私有通道，即结点不能相互访问，服务器权限，结点内部端口可相互访问。工业防护等级在IP40以上。中心服务器与各结点通过多个冗余光纤以太网连接。整个通信系统的需要充分考虑产品间的兼容性问题，使系统的各个部分都能很好的协调、稳定的工作，把系统各个部分的性能充分发挥，坚决杜绝资源铺张等现象。

技术设计原则：

针对威海风电场建设的要求，我们本着经济有用、性能优越、技术先进、安全牢靠的指导思想进行设计，同时兼顾系统性能优越、技术先进、运行安全牢靠的前提下，尽量缩减投资，避开不必要的资金铺张。

1、有用性：风机掌握的通信系统产品选取omate6000、omate2000满意用户的使用要求，并有多个胜利，易安装、免维护、易管理，削减了使用者的工作强度。

2、牢靠性：在系统设计、设备选型、调试、安装等环节都将严格贯彻质量条例，完全符合标书和国家、行业的有关标准，确保系统稳定、牢靠、安全地运行。采纳双纤自愈环网的组网方式更是保证了系统业务运行的牢靠性。

3、开放性：系统的各种接口，技术具有开放性，符合国际国内相关标准，设备具有很好的互操作性。综合了业界秀的产品、技术和服务。

4、敏捷性：本系统组网方式为双纤自愈环网，操作管理简便，维护便利。

风电现场实现的技术方案：

对于威海风电风机掌握的数据通信系统，使用Omate2000数据光端机组成多个双纤自愈子环网（见图二），传输异步串口数据的基础，将多个子环网上联到Omate6000工业以太网光交换机组成的骨干层数据传输网（见图一）上，掌握调度中心的掌握计算机连接在骨干以太网上，对远端风机的RTU、PLC等数据和发出掌握指令。详细结构图如下图：

图一：双纤自愈全网

图二：双纤自愈子网

方案说明：

依据该通信系统的实际状况和所传输的数据的要求，我们使用Omate6000系列工业以太网光交换机组建了该光纤传输网络。

在该系统骨干通讯网由Omate6000组成双纤自愈环网上串6个由omate2000组成的业务子环网，每个子环网内的结点数量为5～10个omate2000,这样，这六个环网，均具有极快速系统自愈力量，其自愈时间在30ms以内。

在掌握中心，一共安装了6台Omate6000工业以太网光交换机和一台一般多口网络交换机，6台Omate6000的网络接口和一般交换机的网络接口连接，掌握计算机的网络接口也和一般交换机的网络接口连接，这样负责各种业务管理和通讯的计算机通过一般交换机和每个环网通信，完成了和每个结点通信的要求。全部的数据管理和传输通过风力发电的掌握系统的各种设备和软件实现。而Omate6000工业以太网光交换机的管理则由omate网管软件来完成。

光纤双环自愈通信系统的工作流程：

建设了整个风电项目的光纤通讯网络，在整个电厂内部，各个结点之间通过光纤通讯。在每个结点需要使用8个以太网接口的状况下，全部的光交换机均使用导轨式Omate6000光交换机，该设备体积小，占用空间少，安装简洁便利。全部的数据光端机组网分为个6子网，组建了6个双纤自愈环网，在某台工业交换机、数据光端机断电或者故障的状况下，不影响其他交换设备间的通讯并保证切换时间在30ms以内，即交换机之间组成了2层和2层以上的光纤环网，能够自动查找合适路由和切换推断故障光路。Omate6000系列交换机支持生成树协议和多种VLAN划分，支持IEEE802.1Q协议，可以在结点和服务器之间建立私有通道，即结点不能相互访问，服务器权限，而各结点内部的端口可以相互访问，同时网管软件具有管理权限划分，不同的管理权限操作权限也不相同。中心端为数据传输的主控端，在掌握中心安装一台多口网络交换机，中心端就可以进入任意的冗余环网。

方案特别优势：

威海风电场中应用的Omate以太网交换机和数据光端机具备独特光口、网口的状态及性能系统自检功能；光纤双环自愈通信系统有极快冗余倒换时间（节点间1ms，网络倒换时间10ms）；配置了报警输出：继电器输出指示设备故障；工作温在-40℃～+80℃，适应中国北方高寒，也适应南方酷热；工作湿度在5%～95%，不怕梅雨季节；包装采纳IP40防护，铝质外壳，重量轻，为风机制造商节约珍贵的空间、重量；安装方式可以是壁挂、导轨及机架方式，为集成商节约人力和时间；电磁兼容性通过国家IEC-61000-4-2（静电ESD）3级、IEC-61000-4-4（电快速脉冲群EFT）3级、IEC-61000-4-5（浪涌Surge）3级，适应各种变速风机的环境；该产品的平均寿命MTBF是302,000小时，可以让风机运行高枕无忧。

结束语：

威海风电场采纳Omate双纤自愈环网技术稳定、安全、牢靠