發布日期：2022-04-18 點擊率：131
關鍵詞： 三河一渠 監控調度
摘要：“三河一渠”項目作為山西省長治市水環境綜合整治的城市重點工程備受各級領導及社會各界的關注。綜合監控調度管理系統的系統平臺和管理平臺是整個綜合整治的重要核心。從設備冗余性方面考慮，該項目采用環型網絡拓撲結構，采用恒啟電子HES8M-2SSC-VLW交換機作為環網主干設備，同時開啟環網協議保證網絡的穩定性。
一、項目背景
長治市“三河一渠”工程由石子河、黑水河、南護城河和東防洪渠組成，河道總長20.25公里，治理面積271.63萬平方米，作為長治市環城水系，該工程不僅是長治市的民生工程，同時也是“山西大水網”工程的重要組成部分，是濁漳河流域生態環境治理的重點項目之一。
“三河一渠”項目作為山西省長治市水環境綜合整治的城市重點工程備受各級領導及社會各界的關注。綜合監控調度管理系統的系統平臺和管理平臺是整個綜合整治的重要核心，一個高標準，具有技術先進性的綜合監控調度管理平臺是實現“三河一渠”工程信息化的重要手段。
二、項目建設需求
2.1 網絡通道高帶寬
以太網作為目前使用最廣泛的局域網、城域網技術，具有高達100M/1000Mbps的網絡傳輸帶寬，在承載大流量上具有天然優勢；目前市面上大部分終端及傳輸設備都具備以太網接口。為了實現網絡的高帶寬以及多種設備的互聯互通，該項目采用以太網作為整個網絡的二層承載技術。串口總線終端部分，通過使用串口-以太網協議轉換網關，實現骨干網絡的IP化。
2.2 網絡設備高穩定
該項目絕大部分處于室外，延伸距離遠、覆蓋面積廣，設備的使用環境較為惡劣。設備的穩定關系到整網拓撲的穩定以及應用系統能否正常運營。為了最大可能的保證設備的穩定，該項目的所有室外部署設備必須選用工業級設備，同時在部署時，依據現場情況，做一定程度的防護。
2.3 網絡拓撲高可靠
為了保證應用系統的穩定運行，除了在設備的穩定性上做好保證之外，在整網的拓撲上也需要進行詳細的設計。星型網絡和環型網絡是目前使用最為廣泛的2種網絡拓撲，該項目建議采用環型網絡的設計標準，通過有線光纖環網以及開啟環網冗余協議，在鏈路或設備端口出現故障的情況下，能夠實現毫秒級別的故障切換，最大限度的保證網絡拓撲的穩定。
2.4 網絡無線有線一體化
該項目屬于市政工程，屬于運營商城域網的范疇，可以依托該市的運營商，實現4G蜂窩的數據回傳。依托運營商的4G網絡，能夠幫助該項目，在減少設備數量、降低施工成本的同時，增加網絡的冗余性，實現無線有線兩張網絡的融合。
三、項目解決方案
3.1以太網承載串口數據
為實現網絡骨干的高帶寬，采用以太網作為二層傳輸技術。各個水利站點接入的Modbus總線設備，通過，美國B-B公司MESR902T系列Modbus網關，轉換成以太網數據包，傳輸到主控室。
MESR系列Modbus網關在Modbus串口網絡（RS232，RS422或RS485）中的設備以及那些在Modbus TCP網絡中的設備之間建立橋接，允許任何Modbus TCP主機無縫集成。每一個串口都可以通過多達16個同步的Modbus TCP主機在LAN或WAN連接。通過網關內建的Web頁面，可以通過任意瀏覽器非常方便的進行參數的配置。-34 to 80°C的工作溫度以及Class 1 Division2等級認證能夠讓該設備很好的適應現場惡劣的使用環境。
3.2有線單模光纖環網
從設備冗余性方面考慮，該項目采用環型網絡拓撲結構，采用恒啟電子HES8M-2SSC-VLW交換機作為環網主干設備，同時開啟環網協議保證網絡的穩定性。
該款交換機能夠提供6個百兆電口，2個SC百兆光口（單模雙纖，20公里），是實現遠距離傳輸的首選設備。全金屬機殼以及工業化無風扇設計使得該設備能夠工作在-40到75°C的溫度環境中。該項目中在每個水利站點放置一臺該型號交換機，電口上聯恒啟工業4G路由器，下聯MESR Modbus網關，剩余的4個電口可以供現場的IPC等終端設備使用；2個光口通過單模光纖分別連接其他站點的交換機，同時在光口上開啟恒啟RingOn冗余環網協議，實現毫秒級別（≤15ms）的故障切換。
3.34G蜂窩VPN專網
依托運營商的4G網絡，可以在主控端的路由器（防火墻）以及各個站點的4G路由器之間建立VPN隧道，實現專網的數據傳輸。
該項目中采用USG防火墻作為VPN服務端，WAN口分配靜態公有IP地址，LAN口連接后臺的服務器區；恒啟工業4G路由器HFE3A27作為VPN接入設備，放置在各個水利信息點。4G路由器和防火墻之間建立L2TP VPN隧道，通過VPN隧道，主控端的管理軟件（安裝在后臺服務器上）能夠通過Internet從各個站點的總線監控傳感設備中獲取采集數據，實現跨Internet的兩地LAN局域網的互聯互通。
四、項目使用設備
1.恒啟電子工業級4G路由器
HF3EA27（4G路由器，支持三大運營商全網通，1個10/100M以太網口，1個RS232串口）
2.恒啟電子工業交換機
HES8M-2SSC-VLW（工業交換機，6個百兆電口，2個百兆光口，單模雙纖，工業寬溫，低壓供電）
3.美國BB Modbus網關
MESR900（Modbus網關, 2個串口Terminal Block, 1個10/100以太網RJ45口）
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