冗余工业以太网在高速公路隧道机电系统中的应用.pdf

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1、Ⅸ自动化技术与应用*2010年第29卷第8期经验交流TechnicaICommunications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：100372

2、41(2010)08—0098—03RedundantIndustrialEthemetintheApplicationofE1ectro—．MechanicalSystemsintheHighwayTunnelWANGZheng-yong(JiangsuIntellitransCo．Ltd．，Nanjing210049China)Abstract：Inordertoensureavarietyofmonitoringdatainthehighwaytunnelreal—timeupload，andensurethemonitoringsub—ce

3、ntermanagersreal—timecontrolofavarietyofdevicesinatunnel，Aredundantindustrialethernetplatformisdesigned．Thispaperdescribestheadvantagesofredundantindustrialethernetintheelectro—mechanicalsystemsinthehighwaytunne1．Keywords：redundantindustrialethernet；rapidRing1引言求，工业以太网的冗余功能应运而

4、生。从快速生成树冗余一般来说，高速公路的隧道无人值守，并且与监控(RSTP)、环网冗余(Rapid)到主干冗(Trunk~TM)，分中心的距离比较远。必须建设一个适应隧道环境的都有各自不同的优势和特点。高可靠性的网络平台，保证隧道内各种监控数据实时上构建冗余网络的主要方式主要有以下几种，STP、传，保证中心对隧道设备的实时控制，进而实现隧道的RSTP；环网冗余RapidRingTM以及Trunking。正常运营。具有ms级自愈能力的冗余工业以太网平台2．1STP及RSTP是目前的最佳方案选择。STP(SpanningTreeProtocol，生成树

5、算法，IEEE802．1D)，是一个链路层协议，提供路径冗余和阻止网络2冗余工业以太网的构成方式循环发生。它强令备用数据路径为阻塞(blocked)状态。所谓工业以太网，是指在技术上与商用以太网如果一条路径有故障，该拓扑结构能借助激活备用路径(IEEE802．3标准)兼容，但材质的选用、产品的强度和适重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30-60s之用性方面应能满足工业现场的需要的以太网。间。RSTP(快速生成树算法，IEEE802．1w)flzy~STP的由于工业环境对工业控制网络可靠性能的超高要升级，将网络中断恢复时间，缩短到1-2s。生成树

6、算法网络结构灵活，但也存在恢复速度慢的缺点。收稿日期：2010-03—25经验交流《自动化技术与应用2010年第29卷第8期TechnIcaICommunicatiorls2．2环网冗佘隧道中的车辆检测器、气象检测器、可变标志等设为了能满足工控网络实时性强的特点，RapidRing备的串口接入本地控制器(PLC)对应的串口模块，车道指孕育而生。这是在以太网网络中使用环网提供高速冗示器、交通信号灯、风机、照明电源箱回路的开关量接余的一种技术。这个技术可以使网络在中断后300ms入本地控制器(PLC)对应的数字模块，环境监测设备的模之内自行恢复(如图1

7、)。并可以通过交换机的出错继电拟量接人本地控制器(PLC)对应的模拟模块。本地控制连接、状态显示灯和SNMP设置等方法来提醒用户出器(PLC)通过非屏蔽五类双绞线接人工业以太网交换机。现的断网现象。这些都可以帮助诊断环网什么地方出通过冗余的工业以太网平台(如图3)，隧道内的各种数据现断开。可以实时上传监控分中心；监控分中心可以对隧道内的设备可以远程控制，如照明灯具的开关、风机的远程启动与停止、在情报上发布信息、对交通信号灯和车道指示标志的状态进行改变等。隧道内环境比较恶劣，湿度大、灰尘大、电磁干扰a嚣ter强等，所以采用工业以太网交换机构建冗余工业

8、以太网图1环网冗余拓扑图平台的方案，以保证隧道的正常运营。RapidRing也支持两个连接在一起的环网，使网络拓朴更为灵活