一、系統(tǒng)概述
隨著信息技術(shù)和自動(dòng)化工藝的不斷發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)在石油天然氣工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。石油管道具有壓力高及傳送量大等特點(diǎn)，由于長(zhǎng)時(shí)間管道防腐覆蓋層老化引起的突發(fā)性能自然災(zāi)害，這些隱患嚴(yán)重威脅了石油管道輸送線路的安全同時(shí)導(dǎo)致不必要經(jīng)濟(jì)損失。為解決以上問(wèn)題，組建高效可靠的高清監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)必不可少。
石油輸送化工產(chǎn)業(yè)通常工作環(huán)境極端苛刻，如氣候的惡波動(dòng)、強(qiáng)風(fēng)吹襲、烈日暴曬等等...。系統(tǒng)要保證在極端冷熱的環(huán)境下穩(wěn)定工作，保證采集點(diǎn)數(shù)據(jù)有效回傳，普通交換機(jī)在抗干擾性能、電磁兼容性、可靠性、可用性、MTBF等方面不能完全適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的要求，且不能形成高速冗余環(huán)的連接方式，使用壽命也會(huì)大大降低。因而必須采用工業(yè)級(jí)的以太網(wǎng)交換機(jī)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的監(jiān)視、報(bào)警和數(shù)據(jù)管理對(duì)比分析后，根據(jù)不同的情況、提出及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)方案。達(dá)到預(yù)防問(wèn)題、解決問(wèn)題、有效減少安全隱患、環(huán)境污染及經(jīng)濟(jì)損失。
二、設(shè)計(jì)原則
網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)是現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，其可靠性和可擴(kuò)展性對(duì)系統(tǒng)的安全至關(guān)重要，本方案遵循以下的設(shè)計(jì)原則：
可靠性：石化行業(yè)的特點(diǎn)決定了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須具有很高的可靠性和可用性，在選型時(shí)必須考慮所選用設(shè)備的冗余性，出錯(cuò)處理和容錯(cuò)能力，同時(shí)所選的設(shè)備應(yīng)能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。
可擴(kuò)展性：網(wǎng)絡(luò)能隨系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程做到整體規(guī)劃，分布實(shí)施，在系統(tǒng)容量、節(jié)點(diǎn)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)速率等方面具有較高的擴(kuò)充性，可以方便地對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)或設(shè)備本身的擴(kuò)充。
開(kāi)放性：網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)應(yīng)具有開(kāi)放性，符合現(xiàn)有相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。同時(shí)提供開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)接口和數(shù)據(jù)接口，保證現(xiàn)有的各類產(chǎn)品以及未來(lái)出現(xiàn)的新產(chǎn)品能夠協(xié)同運(yùn)行，方便數(shù)據(jù)交換、信息共享。
可維護(hù)性：提供有效的網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)監(jiān)控、調(diào)試、診斷技術(shù)，保證系統(tǒng)維護(hù)管理簡(jiǎn)明、方便、有效。在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能夠方便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障、排除故障。
安全性：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具備較高的安全性，應(yīng)具有防病毒與防黑客攻擊的能力。
三、方案特點(diǎn)
1、工業(yè)級(jí)產(chǎn)品適用于惡劣環(huán)境
2、HF-ring冗余環(huán)網(wǎng)快速自愈（時(shí)間小于15MS）
3、導(dǎo)軌式安裝、安裝部署靈活
4、良好的溫度特性-40℃-85℃ 適合工作環(huán)境
5、雙電源備份設(shè)計(jì)、有效提高系統(tǒng)的安全可靠性
6、IP40防護(hù)等級(jí)，能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境
7、無(wú)風(fēng)扇散熱，提高系統(tǒng)的可靠性
8、堅(jiān)固的工業(yè)級(jí)外殼、適用于應(yīng)用寶環(huán)境
9、帶有繼電器告警。可檢測(cè)電源故障及端口連接故障
四、方案示意圖
五、方案說(shuō)明
本方案將采用基于以太網(wǎng)TCP/IP的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，主干環(huán)網(wǎng)傳輸介質(zhì)采用光纜，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用基于工業(yè)以太網(wǎng)的環(huán)形架構(gòu)。
外場(chǎng)使用HF-IES-4000-10P8G2SF工業(yè)級(jí)交換機(jī)，電口接入就近的PLC數(shù)據(jù)、廣播、高清視頻，然后光口通過(guò)輸送管道沿線鋪設(shè)的光纖組建冗余環(huán)網(wǎng)回傳中心。中心采用HF-IES-4000-52P32G16GC4XG，交換機(jī)提供的16個(gè)光電復(fù)用口用來(lái)接入外場(chǎng)的組環(huán)回傳光纖纖，電口上聯(lián)、輸出。華飛科技自主研發(fā)的私有冗余環(huán)網(wǎng)協(xié)議，支持單環(huán)、多環(huán)、雙環(huán)備份、子環(huán)、dual-homing多種組網(wǎng)方式，也可與第三方的環(huán)網(wǎng)互聯(lián)。支持組建更靈活的、更易擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，滿足各種冗余網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景。
六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
通過(guò)有選擇性地阻塞網(wǎng)絡(luò)冗余鏈路，防止網(wǎng)絡(luò)形成廣播風(fēng)暴和MAC地址表不穩(wěn)定等現(xiàn)象，從而有效保證用戶通信質(zhì)量。此外，HF-Ring吸取了STP/RSTP/MSTP等傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化了檢測(cè)機(jī)制。
HF-Ring技術(shù)和STP/RSTP/MSTP等其他二層環(huán)路協(xié)議比較，具有以下優(yōu)勢(shì)：
?收斂速度快
HF-Ring吸取了STP/RSTP/MSTP等環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化了檢測(cè)機(jī)制，收斂速度更快。200臺(tái)組成的單環(huán)網(wǎng)絡(luò)（僅HF-Ring V2）中可以達(dá)到15ms內(nèi)收斂要求。
?支持更多冗余拓?fù)?/p>
支持單環(huán)、多環(huán)、雙環(huán)備份、子環(huán)、dual-homing多種拓?fù)洌膳c第三方環(huán)網(wǎng)互聯(lián)，支持組建更靈活的、更易擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，滿足各種冗余網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景。
?故障鏈路恢復(fù)后不回切
HF-Ring故障鏈路恢復(fù)后，不會(huì)回切，避免了鏈路回切造成的二次丟包。
?配置簡(jiǎn)單
僅需配置環(huán)類型和環(huán)端口。角色狀態(tài)完全自動(dòng)選舉，自動(dòng)配置，不需要配置根和備份鏈路。可以通過(guò)WEB頁(yè)面、CLI命令行方便的配置和查看環(huán)狀態(tài)，鏈路故障時(shí)，在任一節(jié)點(diǎn)上查看環(huán)狀態(tài)，可快速定位故障點(diǎn)。
