大源渡水电站计算机监控系统网络结构探析[宝典].pdf

大源渡水电站计算机监控系统网络结构探析[宝典]

大源渡水电站计算机监控系统网络结构探析

曹毅

,湖南湘江航运建设开发公司湖南长沙410001,

摘要:本文主要介绍大源渡电站计算机监控系统数据承载网局域网LAN网络

结构以及网络运营模式，分析计算机监控系统组网的特点和网络设备技术在局

域网中的应用。

关键词:水电站计算机监控系统网络以太网交换机

1计算机监控系统组网情况简介

大源渡电厂计算机监控系统于1998年建成投入运营，整套监控系统由奥地利

VATECH公司设计和网络集成。计算机监控系统和现地控制单元(LCU)设计采用分布

式结构，即由现地控制单元和计算机集中控制单元两层结构模式组成。计算机监控

系统局域网LAN模式采用安全性能较高的令牌环网组网，网络带宽为4Mbps。随着

国家电力系统计算机监控系统的要求和规范日臻完善，计算机监控系统要求监控的

项目更加广泛，需要采集机组及辅助设备的现场数据量加大，原有令牌环网所能提

供的4M网络带宽已不能满足现大源渡电厂的安全生产需要，加之已有网络设备备

件从厂家和市场无法获得，大源渡电厂于2008年对电厂计算机监控系统进行升级

改造，计算机监控系统局域网LAN组网模式升级改造成具有双向冗余功能的总线环

网结构，通信协议采用更为开放的TCP/IP网络通讯协议，经过改造，网络带宽提

高到100M，数据传输能力提高，满足电厂计算机监控系统安全生产所需的数据传

送要求。

2计算监控系统网络组网方案选择

2.1网络结构选用:
计算机网络组网类型一般按照网络的物理布局和逻辑特征来确定其网络拓扑结

构，网络拓扑结构则必须和所选网络类型相匹配。目前主要的网络拓扑结构有三种

模式，即总线拓扑、星型拓扑和环形拓扑。这三种网络拓扑结构各有千秋，其主要

特点比较如下:

拓扑类型结构特征优点缺点

具有起至的链型网络，网络节点或网段故障服务器等网络设备都适宜小型网

络，实施方造成整网瘫痪，网络安总线型和链型网联接，网络只便，布线简单全

性低，维护成本高;要有数据传送，在网所网络拥挤，传送效率低有节点都要对数

据包

进行检测

中央集线器损坏整个中央交换机直接和各启动成本低，维护管理网络瘫痪;集

线器和网星型个网络节点相联;成放方便;网络扩展性好;络节点路径没有冗余;射

状结构通讯连接缆线多

轻易定位网络故障节物理和数据路径连接网络设备和传输介质点，维护方便;

传送路环形成环，没有逻辑起点和多，建设成本高;网络径冗余，传输可靠性终点

可扩展性低高;

大源渡电厂计算机监控系统局域网LAN组网模式上根据电厂监控系统实际需

要，结合被监控设备的物理布局，在网络拓扑设计中综合了总线拓扑结构的逻辑通

讯和环形拓扑结构的物理布局，局域网LAN采用具有冗余功能的总线环网拓扑结

构。大源渡计算机监控组网模式采用这种网络拓扑结构一方面可以简化网络布置，

同时具有网络冗余功能满足局域网自愈的需求。

2.2网络传输介质和设备选用:

由于电厂现地控制单元(LCU)之间距离较远，数据传送路径长，双绞线可以承

载速率为100Mbps的数据传送，但是最长布线只有100米，无法直接满足监控数据
传送距离要求。同轴电缆传送距离达500米，满足电厂监控数据传送距离要求，但

是网络带宽只有10Mbps，无法满足监控数据传送速率要求。大源渡电厂计算机监

控系统的监控数据传送介质采用多模光纤，光纤在理论上没有带宽限制要求，传送

距离可达2000米，完全满足电厂计算机监控系统数据承载要求，同时光纤具有良

好的抗电磁干扰能力，计算机监控系统局域网(LAN)网络布置无需考虑电磁干扰防

护。以太网交换机接口良好的带宽独享功能以及良好的协议支持能力是集线器无法

比拟的。为达计算机到监控系统数据快速传送之目的，网络设备选用以太网交换

机，以太网交换机通过网络广播可以学习到并保存局域网内所有网络接口MAC地址

信息，交换机根据保存的MAC地址信息对数据直接交换转发，从而实现监控数据的

快速交换传送。大源渡电厂计算机监控系统的网络设备采用Moxa公司生产的

EDS-408A/405A系列高性能工业以太网交换机。大源渡电厂现地控制单元(LCU)设

备网络接口模块AK1703是以太网100Mbps电接口，交换机接口类型选用

10/100Base100,T接口。以太网交换机和多模光纤之间增加光电转换器来实现监控

数据电信号和光信号之间的转换。3计算机监控系统网络健壮性分析

大源渡电站计算机监控系统局域网LAN作为监控系统的底层承载网络，网络拓

扑结构如图一所示，局域网LAN的良好的自愈功能和网络风暴抑制功能以提高局域

网的生存性，从而保证计算机监控系统工作