供水工程SCADA系统基于工业以太网实现通信
概述 系统描述 解决方案 连接示意图 适用产品型号

供水工程指的是在水源地(例如河流,水库或者地下水)取水,通过铺设好的渠道或者管线将合格的水质输送到用户端的过程,供水涉及到千家万户的饮水安全,而供水工程中的管线众多,并且分布复杂,供水工程任何一个点线出现问题,都有可能在社会上导致严重后果。随着计算机技术以及信息网络化的发展,数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition简称SCADA系统)正在广泛的应用于供水工程的自动化监控管理,用于保障供水工程安全高效,平稳可靠的运行。

系统描述

工业以太网技术随着计算机技术以及信息技术的迅速发展,在工业领域得到了广泛的应用,同样,工业以太网由于其通信容量大,响应速度快以及传输距离远,大量的应用于SCADA系统通的信技术。供水工程的SCADA系统由于其分布范围广(供水工程管线从数公里到数百公里不等),数据通信量大(PLC采集控制模拟量开关量产生的数据,视频监控系统的视频信号以及语音数据信号,计算机收集各个管线的运行状态数据等)等特点,采用工业以太网技术作为供水工程SCADA系统的通信手段是其最佳选择。

解决方案

某供水工程自动化监控系统实施目标如下:通过利用自动化监控系统,达到各个站场现场无人操作,远程有人值守的自动化水平,通过对管道运行状态实现连续自动的监测以及控制,达到在控制中心实现对整个供水工程网络的监控,调度以及管理,监控人员可以只需在控制中心就可以实现对整个管网线路的监控管理。同时基于管理上的考虑,需要将自动化监控系统与供水控制中心的信息管理系统与地理管理系统相结合,方便及时发现管网线路存在的问题并给予及时处理。

整个自动化监控系统采用工业以太网作为通信手段,其中采用千兆光纤冗余自愈环网作为主干通信线路,在某个监控节点相对比较集中的地区采用百兆光纤冗余自愈环网作为通信线路,再利用工业以太网交换机的百兆以太网接口将以太网设备(比如带以太网接口的PLC,网络高清摄像机等)接入到工业以太网中来。

根据现场施工的实际情况,采用深圳市鼎信鸿达科技有限公司的NIES-5028M型模块化工业以太网交换机和NIES-608-2F型网管型工业以太网交换机来建设工业以太网网络,其中NIES-5028M型交换机采用模块化设计方案,支持四路千兆SFP光纤接口,三组二十四路百兆光纤/以太网模组化接口,可以依据现场施工的实际需要,灵活配置光纤接口与以太网接口。而NIES-608-2F型交换机则支持两路百兆光纤接口,六路百兆以太网接口。具体布线情况如下:

利用NIES-5028M型模块化工业以太网交换机的四个千兆SFP光纤接口来布设千兆光纤冗余自愈环网,采用单模光纤进行连接,千兆SFP光纤模块支持20-100公里的传输距离,将模块化工业以太网交换机分别放置于各个站场中,根据各个站场的具体情况配置二十四路模组化光纤/以太网接口,当站场附近的管线较多且分布方向较多,则配置较多的光纤接口方便与NIES-608-2F型网管型工业以太网交换机配置多个百兆光纤冗余自愈环网。而相对来说站场内部的以太网设备较多的话,则配置更多的以太网接口直接与站场内部的以太网设备通信。

NIES-5028M型交换机的百兆光纤接口与NIES-608-2F型交换机的百兆光纤接口组成一个百兆光纤冗余自愈环网,单模光纤沿管线延伸,NIES-608-2F的百兆以太网接口将配置在管线附近的相应设备接入至以太网。从而组成千兆光纤环网作为主干通信网络,百兆光纤环网作为接入通信网络,其中沿管线分布的百兆光纤环网的损坏(容易因管网维护施工等因素导致光纤断裂)并不会影响千兆光纤环网的通信。而且由于都是采用环网冗余自愈配置,某个节点或者链路出现问题,工业以太网交换机都可以在20ms之内启动冗余链路,并输出告警信号提示出现问题的位置,保证维护人员及时进行维护。

通过建设工业以太网网络,供水工程自动化监控系统将整个管网的监控设备的相关运行参数实时的传输至控制中心,各个站场控制系统在控制中心的统一调度下实现了自动化控制,站控系统只有在控制中心给予相应的授权,才可以容许相关操作人员在授权范围内实现相应的操作。由于自动化监控系统的所有数据都是基于TCP/IP协议传输,可以很容易的与控制中心的信息管理系统和地理管理系统结合在一起,极大的提高了供水工程的自动化水平。

连接示意图
适用产品型号
NIES-608-2F型工业以太网交换机 NIES-5028M型工业以太网交换机

 

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