大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司陜西韓城龍門陣韓城二電 李 銘

大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司OVATION網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及維護經(jīng)驗

大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司陜西韓城龍門陣韓城二電 李 銘

Ovation分散控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)多個火力發(fā)電機組，雖普及較廣，維護人員對于出廠就設(shè)置好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍舊十分生疏，在出現(xiàn)問題時無從下手或者盲目工作造成不可挽回的后果。本文通過對典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)講解引出Ovation網(wǎng)絡(luò)典型配置結(jié)構(gòu)配置及網(wǎng)絡(luò)配置原則，提出日常運行期間注意事項，以期能夠為其他單位的同類型控制系統(tǒng)維護和檢修提供借鑒。

Ovation；網(wǎng)絡(luò)；結(jié)構(gòu)；配置原則；注意事項

1 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹

通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點設(shè)備之間相互連接的方式。常用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有三種：星型、環(huán)型、總線型。

1.1 星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

星形網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)中的各站有主、從之分。處于中心位置的主節(jié)點稱為主站，分布于各處的節(jié)點為從站，任何兩個站之間的通信都必須通過主站。因此，主站的信息吞吐量大，數(shù)據(jù)處理與存貯量要求也大，需要功能較強的硬、軟件設(shè)備組成。但可靠性較低，如果主站出現(xiàn)故障，將影響整個網(wǎng)絡(luò)的通信。

1.2 總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

總線網(wǎng)絡(luò)是以一條開環(huán)的無源通信電纜作為高速公路。所有的站都通過相應(yīng)的硬件接口掛到總線上。各站的功能可以有主從之分，也可以不分主從站。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，易于擴展，可靠性高，某一個站的故障不致影響其它站的工作(無主從結(jié)構(gòu)方式下)。另外，這種結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)通信線路冗余，安裝費用較低。因此，總線形結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最為普遍。

1.3 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)各個站都有各自的接口電路掛到一個首尾相連的環(huán)形總線上。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的通信控制不采用集中控制方式，而是由網(wǎng)上各個站平等地行使通信控制權(quán)，當(dāng)出現(xiàn)故障時，能自動旁路信息，而不影響信息的傳遞。因而，環(huán)形網(wǎng)上各站的硬軟件相對要復(fù)雜些。環(huán)形網(wǎng)便于實現(xiàn)高可靠性通信，也易于設(shè)置冗余的通信線路，但擴展性能不象總線形方便。

除了上述三種基本結(jié)構(gòu)外，還有樹形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)形結(jié)構(gòu)以及以三種基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的復(fù)合形結(jié)構(gòu)。

2 Ovation網(wǎng)絡(luò)介紹

西屋公司ovation系統(tǒng)采用國際上通用的全冗余網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)格遵循ANSI標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3。它使用的FDDI網(wǎng)絡(luò)環(huán)形距離最大為200km，可連接站點數(shù)達(dá)500個之多。其特有的雙環(huán)技術(shù)支持雙環(huán)的備份，即在正常情況下，只有主環(huán)(Primary Ring)在工作，另一環(huán)作備份(Backup Ring)，當(dāng)主環(huán)發(fā)生故障時備份環(huán)能及時啟動，保證FDDI網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)運行，用戶網(wǎng)絡(luò)傳輸因而不受影響，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

3 韓二Ovation網(wǎng)絡(luò)配置介紹

韓城二電二期OVATION系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用Cisco公司的快速以太網(wǎng)交換機,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的是單層、點對點的對等結(jié)構(gòu)冗余100Mbps的一體化的快速以太網(wǎng)。

本工程兩臺機組共配置了7（單元機組網(wǎng)絡(luò)交換機）×2+2（核心交換機）±2（公用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換機）冗余交換機。

兩臺機組及公用系統(tǒng)DCS設(shè)置3個獨立的雙環(huán)網(wǎng)，每臺機組一個環(huán)網(wǎng)，公用系統(tǒng)一個環(huán)網(wǎng)。DCS公用系統(tǒng)分別連入兩臺單元機組DCS網(wǎng)絡(luò)。單元機組操作員站均可對公用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，同時設(shè)有閉鎖手段，確保在同一時刻，只能由一臺機組的DCS實現(xiàn)對公用系統(tǒng)的設(shè)備的控制。

4 Ovation網(wǎng)絡(luò)配置原則及注意事項

4.1 Ovation交換機分類

Root Switch (Cisco 2950) – 1X00093Gxx

Fan-out Switch (Cisco 2950) – 1X00093Gxx

IP Traffi c Switch (Cisco 2950) – 1X00093Gxx

Core Switch (Cisco 3550, router switch) – 1X00105Gxx4.2 IOS和交換機配置文件

IOS (Intranet Operating System, 由Cisco開發(fā), 管理交換機)交換機配置文件 (Emerson根據(jù)特定的IOS對交換機進(jìn)行特殊配置) 。

要注意的是，如果交換機出現(xiàn)問題我們一定不能直接插上使用，Ovation網(wǎng)絡(luò)交換機必須經(jīng)過配置才能使用，使用端口也需要配置，否則會產(chǎn)生意想不到的后果。

4.3 Ovation 與輔助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接

打印機、GPS等設(shè)備可以直接掛接在 IP only 端口。

4．3．1 現(xiàn)場控制網(wǎng) (Field LAN)

我們一般把需要和 Ovation 系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)的現(xiàn)場控制網(wǎng)稱之為 Field LAN，例如 PLCs, Modbus TCP/ IP 通訊，GE Mark V/VI 通訊等。這些外部連接需要采用路由器來實現(xiàn)Ovation 網(wǎng)絡(luò)和外部連接之間的物理隔離，并只能連接至Ovation 交換機中的 IP 口?？梢酝ㄟ^設(shè)置路由器通行列表的方式來拒絕非法的訪問。

4．3．2 廠級網(wǎng) (Plant LAN)

Ovation 系統(tǒng)和 SIS/MIS 廠級網(wǎng)的連接原則是：用一臺 Ovation 系統(tǒng)內(nèi)的站（例如 OPC Server, ODBC Server或 WAVE Server）作為數(shù)據(jù)交換服務(wù)器與廠級網(wǎng)建立數(shù)據(jù)交換通道，數(shù)據(jù)服務(wù)器站需要配置兩組網(wǎng)口，其中一組網(wǎng)口連接 Ovation 網(wǎng)絡(luò)，另外一組網(wǎng)口專用于 SIS/MIS 數(shù)據(jù)傳輸。這兩組網(wǎng)口采用獨立的網(wǎng)段以實現(xiàn)軟件隔離。在與 MIS/SIS 連接的出口處，用路由器實現(xiàn)物理隔離。

4.4 Ovation 網(wǎng)絡(luò)地址配置原則

在網(wǎng)絡(luò)中每臺TCP/IP主機都要有一個唯一的邏輯IP地址標(biāo)識。在Internet中定義了5 類地址。其中A 類、B類、C類地址用于指派TCP/IP節(jié)點。A類地址為大型網(wǎng)絡(luò)而提供，B 類地址為大中型網(wǎng)絡(luò)而提供，C 類地址為小型網(wǎng)絡(luò)提供。 C 類地址由4 個8 位數(shù)組組成，其中第1 、2、3個8位數(shù)組作為網(wǎng)絡(luò)號，最后一個8 位數(shù)組作為網(wǎng)絡(luò)主機號。Ovation系統(tǒng)目前采用網(wǎng)絡(luò)的IP地址是C 類地址。

每個Ovation 系統(tǒng)的LAN 網(wǎng)通常分配512 個C 類地址，最后8 位用于系統(tǒng)中的站（Drop），并與站號一致。系統(tǒng)中的子網(wǎng)掩碼目前建議設(shè)為 255.255.254.0。

IP地址的一般規(guī)則為：192.168.X.站號，其中X 是子網(wǎng)號，范圍（1-63），且為偶數(shù)，連接交換機或非Ovation 站使用奇數(shù)IP地址。

4.5 Ovation 網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流

OVATION 分散控制系統(tǒng)每條網(wǎng)絡(luò)最多掛254 節(jié)點，傳輸速度100Mb/s。其中各節(jié)點由各自的網(wǎng)絡(luò)號（節(jié)點號），各自的網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)絡(luò)來接發(fā)數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各自的工作來完成DCS 的整體工作。其中控制對現(xiàn)場的監(jiān)測信號（溫度、壓力、流量、水位、設(shè)備裝態(tài)等）經(jīng)由I/O 模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳至控制器，放置于存儲器，形成一個與現(xiàn)場的過程量一致且能一一對應(yīng),而且安實際運行情況改變的和更新的現(xiàn)場過程量的影相,還將實時 數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到操作員站、工程師站，實現(xiàn)全系統(tǒng)范圍的監(jiān)督和控制。并接收操作員站、工程師站下發(fā)的信息、指令，通過I/O模塊進(jìn)行輸出至現(xiàn)場設(shè)備來實現(xiàn)回路控制和邏輯控制；也可實現(xiàn)自動控制、回路控制。操作員站是與一切與運行操作功能的人機界面。便于運行人員實時了解現(xiàn)場運行狀態(tài)、運行參數(shù)、當(dāng)前值是否異常情況，輸出指令進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制從而保證生產(chǎn)過程的安全、可靠。工程師站提供了DCS系統(tǒng)的組態(tài)、配置工作的軟件，DCS系統(tǒng)的在線運行，監(jiān)視各個節(jié)點的運行情況，并及時調(diào)整系統(tǒng)配置和系統(tǒng)參數(shù)配置（如自動調(diào)節(jié)的P、I、D的參數(shù)等），使系統(tǒng)長期運行在最佳工作狀態(tài)。

5 現(xiàn)場常見問題

5.1 接線錯誤

控制器網(wǎng)線接至交換機擴展端口(Fan-out)或 IP 端口

擴展交換機接至 Ovation drop 端口

G10 交換機接至 Root/Backup Root IP 端口

G01 交換機第1、2口接至 Root/Backup Root IP 端口

將 IP only 設(shè)備接至Ovation drop端口或擴展端口(fanout)

隨意在交換機上掛接其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

5.2 配置錯誤

使用未經(jīng)配置的交換機

使用未經(jīng)Emerson測試的 IOS 版本

IOS 與配置文件不匹配

主、備交換機配置不匹配

人為更改配置文件

上述錯誤在實際工作中無典型的故障表現(xiàn)，一般多表現(xiàn)為控制器/人機接口機無法聯(lián)網(wǎng)，也有出現(xiàn)過可以正常使用，但是端口有錯誤包累計，有引發(fā)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的風(fēng)險。所以以上常見問題值得注意，工作時嚴(yán)格把關(guān)。

[1]《Ovation user's manual V1．7》 艾默生公司資料．

[2]徐鋒,等．流行組網(wǎng)案例大全[M]．重慶出版社．