冗余工业以太网在高速公路隧道机电系统中的应用.pdfVIP

Ⅸ自动化技术与应用*201 0年第29卷第8期 经 验 交 流 TechnicaI Communications 冗佘工业以太网在高速公路隧道 机电系统中的应用 王 正 勇 (江苏智运科技发展有限公司，江苏 南京 210049) 摘 要：为了保证高速公路隧道内的各种监控数据实时上传，为了保证监控分中心对隧道设备的实时控制，在隧道内和隧道变电所内、 监控分中心内、隧道变电所和监控分中心之间构建了冗余工业以太网平台 本文将对高速公路隧道机电系统中的冗佘工业以 太网平台的优点进行详细阐述。 关键词：冗余工业以太网；RapidRing 中图分类号：TP393．11 文献标识码：A 文章编号：1003 7241(2010)08—0098—03 Redundant Industrial Ethemet in the Application of E ． 1ectro— Mechanical Systems in the Highway Tunnel WANG Zheng-yong (Jiangsu Intellitrans Co．Ltd．，Nanjing 210049 China) Abstract：In order to ensure a variety of monitoring data in the highway tunnel real—time upload，and ensure the monitoring sub— center managers real—time control of a variety of devices in a tunnel，A redundant industrial ethernet platform is designed． This paper describes the advantages of redundant industrial ethernet in the electro—mechanical systems in the highway tunne1． Key words：redundant industrial ethernet；rapidRing 1 引言 一 般来说，高速公路的隧道无人值守，并且与监控 分中心的距离比较远。必须建设一个适应隧道环境的 高可靠性的网络平台，保证隧道内各种监控数据实时上 传，保证中心对隧道设备的实时控制，进而实现隧道的 正常运营。具有ms级自愈能力的冗余工业以太网平台 是目前的最佳方案选择。 2 冗余工业以太网的构成方式 所谓工业以太 网，是指在技术上与商用以太 网 (IEEE802．3标准)兼容，但材质的选用、产品的强度和适 用性方面应能满足工业现场的需要的以太网。 由于工业环境对工业控制网络可靠性能的超高要 收稿日期：2 01 0-0 3—2 5 求，工业以太网的冗余功能应运而生。从快速生成树冗余 (RSTP)、环网冗余(Rapid )到主干冗(Trunk~ TM)， 都有各自不同的优势和特点。 构建冗余网络的主要方式主要有以下几种，S TP、 RSTP；环网冗余RapidRingTM以及Trunking。 2．1 STP及RSTP STP(Spanning Tree Protocol，生成树算法，IEEE 802．1 D)，是一个链路层协议，提供路径冗余和阻止网络 循环发生。它强令备用数据路径为阻塞(blocked)状态。 如果一条路径有故障，该拓扑结构能借助激活备用路径 重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30-60s之 间。RSTP(快速生成树算法，IEEE 802．1w)flzy~STP的 升级，将网络中断恢复时间，缩短到1-2s。生成树算法 网络结构灵活，但也存在恢复速度慢的缺点。 经 验 交 流 TechnIcaI Communicatio rls 《自动化技术与应用 2 01 0年第2 9卷第 8期 2．2 环网冗佘 为了能满足工控网络实时性强的特点，RapidRing 孕育而生。这是在以太网网络中使用环网提供高速冗 余的一种技术。这个技术可以使网络在中断后 3 00ms 之内自行恢复(如图1)。并可以通过交换机的出错继电 连接、状态显示灯和 SNMP设置等方法来提醒用户出 现的断网现象。这些都可以帮助诊断环网什么地方出 现断开。 a 嚣 t er 图 1 环网冗余拓扑图 RapidRing也支持两个连接在一起的环网，使 网络 拓朴更为灵活多样。两个环通过双通道连接，这些连接 可以是冗余的，避免单个线缆出错带来的问题。 2．3 主干冗余 将不同交换机的多个端口设置为Trunking主干端 口，并建立连接，则这些交换机之间可以形成一个高速的 骨干链接(如图2)。不但成倍