XXXX电厂改造项目集成方案.docx

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XXXX电厂改造项目集成方案

XXXX发电有限责任公司

燃料“XX项目”

网络及主机集成方案

二○一四年八月中国·XX

1.概述

1.1企业简介

XXXX发电有限公司XX热电厂（以下简称XX热电厂）距XX市中心12km，是XX市集中供热规划中的主要供热源和城市建设的配套项目。

电厂装机两台300MW亚临界抽汽供热燃煤机组，两台125MW超高压抽汽供热燃煤机组，设计供热面积1230万平方米。

四台机组2013年实际年发电量46亿千瓦时，年耗煤量250万吨左右。

设计锅炉燃煤运输方式为汽车与火车两种，现在主要以汽车运输为主，约占总来煤量60%。

日最大接卸煤量17000吨，日最大火车接卸煤量约9000吨，日最大汽车接卸煤量约13000吨，日最大进煤批次（含入炉煤）约30个。

1.2网络现状

燃料管理信息系统采用B/S结构，以太网组网技术组建与厂网独立的小型以太网。

现有数据采集接口4个，分别是：

A、B汽车衡的称重数据通过以太网上传至燃料管理信息系统服务器；动态、静态火车衡的数据通过称重计算机与数据传输计算机串联，自动将称重数据通过以太网上传至燃料管理信息系统服务器；采制化数据暂时未实现与燃料管理信息系统对接。

燃料管理信息系统实现燃料计划、合同、燃料统计、核算功能等功能，燃料管理信息系统服务器放置在采制化楼（燃料管理数据机房），与厂MIS网通过防火墙隔离，通过在防火墙上做地址转换方式给厂其它用户提供访问。

2.系统网络设计

2.1方案综述

2.1.1系统目标

通过“XX项目”的建设，实现燃料全过程管理的规范化、标准化、信息化、科学化，堵塞管理漏洞，减少人为干扰，降低劳动强度，使燃料收、耗、存环节的量、质、价数据能够及时、动态、准确地传递到相关管理信息系统，为企业生产、经营提供真实可靠的决策依据，增加企业效益。

2.1.2设计原则

一、开放性原则

在网络设备应符合国际标准和工业界标准的相关接口，能够与其它相关系统实现可靠的互联；在支持标准的应用开发平台方面，系统软硬件平台应具有良好的移植能力，在网络协议的选择方面，应选择广泛应用的标准协议，同时支持局域网内部的其他协议。

⏹系统所采用的硬件平台、网络协议等符合开放系统的标准，并能够与其他系统实现互联，具体讲，主要从以下几个方面实现开放性和标准化；

⏹采用工业标准TCP/IP协议。

⏹网络互联设备应支持多种协议，能与其它厂家设备互操作。

⏹采用支持SNMP协议的网管软件。

在总体设计中，应采用开放式的体系结构，使网络易于扩充，使相对独立的分系统易于进行组合调整。

有适应外界环境变化的能力，即在外界环境改变时，系统可以不作修改或仅作少量修改就能在新环境下运行。

网络选用的通信协议和设备要符合国际标准或工业标准，将不同应用环境和不同的网络优势有机地结合起来。

也就是说，要使网络的硬件环境、通讯环境、软件环境、操作平台之间的相互间依赖减至最小，发挥各自优势。

同时，要保证网络的互联，为信息的互通和应用的互操作创造有利条件。

二、实用性原则

系统的性能指标应能够满足技术标书的要求，整个系统的性能必须是可靠的，便于管理的。

所采用的设备必须是易于配置维护。

从用户方的角度出发，在完全满足网络应用要求的条件下，尽量压缩项目所需投资，争取达到最优的性能价格比。

网络系统的所有设备都应是可管理的，应支持远程监控及故障的过程诊断和恢复。

通过网络管理工具，可以方便地监控网络运行情况，对出现的问题及时解决，对网络的优化通过依据。

另外，网络的设计应采用简单易用的网络技术，降低运行维护的费用。

三、可靠性原则

系统安全可靠运行是整个系统建设的基础。

鉴于网络中信息的重要性，要求网络系统要有较高的可靠性，各级网络应具有网络监督和管理能力，要适当考虑关键设备和线路的冗余，能够进行在线修复，更换和扩充。

要确保系统的正确性，数据传输的正确性，以及为防止异常情况所必须的保护性设施。

⏹选用高可靠性的网络设备，在网络的关键部位采用冗余备份设计，避免单点故障，保证网络长期运行可靠性。

⏹采用优秀的网管系统对网络进行实时监控，以便及时发现网络故障。

⏹对网络病毒的传播要提供防范措施。

⏹网络数据要有可靠的备份。

四、先进性原则

保证所采用的设备和技术属世界主流产品，在相应的应用领域占有较大的用户市场，在相关通讯网络技术方面处于领先地位。

考虑到网络建成后将在很长一段时间内使用，所以在选择技术及设备的时候应具有一定的超前意识。

在核心层使用了支持三层交换设备，当网络正常运行后，整个网络将形成一个完整的交换整体，数据包通过查询标记表，迅速选出通道并快速转发，大大提高网络的通行速度，网络整体性能极大的优于传统的以太网络，对于网络一般用户而言，单位对应网络的VLAN，单位之间的通信和流量由网络管理人员按照符合安全要求来配置。

三层交换技术为全网提供电信级的安全和流量管理。

这样也为网络的管理提供了极大的灵活性，网络管理员通过网管终端，可观察到网络拓扑、设备面板、设备链路、流量等多种情况。

五、安全性原则

网络需要具有高度的安全性和保密性。

具有保证系统安全，防止系统被人为破坏的能力。

六、可扩充性原则

系统建设要考虑将来的扩展和升级，以免人力物力、财力的浪费。

网络设计不仅要满足当前的要求，还要为将来的扩展留有余地，保护投资。

网络设计采用国际标准的技术和符合标准的设备，系统硬件升级都不影响整个系统的运行。

系统上结点的增减也应不影响系统的正常运行。

2.1.3设计标准与规范

⏹智能建筑设计标准

⏹EIA/TIA-568A工业标准及国际商务建筑布线标准；

⏹IEEE802.3100BASE-T，1000BASE-T标准；

⏹IEEE802.5TokenRing标准；

⏹ANSI标准，FDDI（光纤分布数据接口）以及CDDI（双绞线分布数据接口）。

⏹中国建筑电气设计规范

⏹工业企业通讯设计规范

⏹GB50174-93《电子计算机房设计规范》

⏹GB4943-95《信息技术设备包括电气设备的安全》

2.2综合布线

2.2.1综合布线系统的原则

⏹开放性

结构化布线系统由于采用开放式体系结构，符合各种国际上主流的标准，对所有符合通信标准的计算机设备和网络交换设备厂商是开放的，也就是说，结构化布线系统的应用与所用设备的厂商无关。

而且对所有通信协议也是开放的。

⏹灵活性

物理上为星型拓扑结构。

因此所有设备的开通、增加或更改无需改变布线系统，只需变动相应的网络设备以及必要的跳线管理即可。

系统组网也可灵活多样，各部门既可以独立组网，又可以方便的互连，为合理的进行信息共享和信息交流创造了必要的条件。

⏹可靠性

结构化布线系统采用高品质材料和组合压接技术，构成一个高标准的信息通道。

所有器件经过UL、CAS、ISO认证。

经过专用仪器设备测试的每条信息通道可以保证其电气性能。

可以支持100Base-T及ATM的应用。

星型拓扑结构实现了点到点端接，任何一条线路故障不会影响其它线路的运行。

从而保证了系统的可靠运行。

采用相同的传输介质可互为备用，提高了系统的冗余。

⏹先进性

建筑物综合布线系统采用光纤与双绞线混合布线，并且符合国际通信标准，形成一套完整的、极为合理的结构化布线系统。

超五类或超五类屏蔽双绞线布线系统使数据的传输速率达到155Mbps、622Mbps、1000Mbps，对于特殊用户的需求，光纤可到桌面，干线子系统和建筑群子系统中光纤的应用，使传输距离达2公里以上。

为今后计算机网络和通信的发展奠定了基础。

同时物理星形的布线方式使交换式网络的应用成为可能。

2.2.2综合布线系统施工方式

2.2.2.1光缆敷设施工

光缆布放前施工人员应核对光缆品牌、规格、路由及位置是否与设计文件规定相符；检查光纤所附标记、标签内容应齐全和清晰；光缆外护套须完整无损，光缆应有出厂质量检验合格证；光缆端头封装是否良好。

光纤的纤芯是石英玻璃的，极易弄断，因此在施工弯曲时决不允许超过最小的弯曲半径。

其次光纤的抗拉强度比电缆小，因此在操作光缆时，不允许超过各种类型光缆抗拉强度。

在光缆敷设好以后，在设备间和楼层配线间，将光缆捆接在一起，然后才进行光纤连接。

可以利用光纤端接装置（OUT）、光纤耦合器、光纤连接器面板来建立模组化的连接。

当敷设光缆工作完成及光纤交连和在应有的位置上建立互连模组以后，就可以将光纤连接器加到光纤末端上，并建立光纤连接。

最后，通过性能测试来检验整体通道的有效性，并为所有连接加上标签。

布放光缆应平直，不得产生扭绞、打圈等现象，不应受到外力挤压和损伤。

光缆布放前，其两端应贴有标签，以表明起始和终端位置。

标签应书写清晰、端正和正确。

最好以直线方式敷设光缆。

如有拐弯，光缆的弯曲半径在静止状态时至少应为光缆外径的10倍，在施工过程中至少应为20倍。

2.2.2.2电缆桥架安装

缆桥架为钢制，钢制桥架表面处理喷塑。

此次电缆桥架的安装主要有沿顶板安装、沿墙水平和垂直安装、沿竖井安装、地板下安装等。

安装所用支（吊）架可选用成品或自制。

支（吊）架的固定方式主为膨胀螺栓固定等。

⏹桥架安装应符合以下规定

电缆桥架安装必须横平竖直。

电缆桥架安装必须根据桥架大小，精确计算出承托点受力情况。

要求均匀、整齐美观及牢固可靠。

桥架角弯必须有充分的弧度，防止将电缆拆散。

电缆桥架必须至少将两端加接地保护，本工程要求每隔20M接地一次。

直线段钢制电缆桥架长度超过30m，设有伸缩节;电缆桥架跨越建筑变形缝处设置补偿装置。

⏹电缆桥架应在下列地方设置吊架或支架:

桥架接头两端0.5m处；

每间距1.5～3m处；

转弯处；

垂直桥架每隔1.5米处。

吊架和支架安装保持垂直，整齐，牢固，无歪斜现象。

桥架连接板螺栓固定紧固无遗漏，螺母位于桥架外侧。

缆桥架应敷设在易燃易爆气体管道和热力管道的下方。

金属桥架间连接片两端不少于2个有防松螺帽或防松垫圈的连接固定螺栓，并且连接片两端跨接不小于4mm2的铜芯接地线。

⏹桥架安装应符合下列要求:

桥架左右偏差不大于50mm;

桥架水平度每米偏差不应大于2mm;

桥架垂直度偏差不应大于3mm

电缆桥架敷设易燃易爆气体管道和热力管道的下方，当设计无要求时，与管道的最小净距，符合下表的规定；

与管道的最小净距（m）

管道类别

平等净距

交叉净距

一般工艺管道

0．4

0．3

易燃易爆气体管道

0．5

0．5

热力管道有保温层

0．5

0．3

热力管道无保温层

1．0

0．5

2.2.3综合布线系统结构

⏹星型拓扑结构

星型拓扑结构由一个中心主节点向外辐射延伸到各从节点。

由于每一条链路从主节点到从节点的线路均与其他线路相对独立，所以布线系统设计是一种模块化设计。

主节点可与从节点直接相连，而从节点之间的通信只有经过主节点的交换才能完成。

全厂区域的计算机网络在主节点配置核心交换机，在每个楼层配线间配置汇聚交换机，楼层配线间交换机主交换机通过光纤连接。

⏹星型拓扑结构的优点：

星型拓扑结构的所有信息通信都要经过中心节点，所以比较容易维护与管理。

利用楼层配线间的配线架的跳线，可以移动、增加或减少终端设备，操作容易、适应性强。

每一条链路的相对独立性，使某一线路故障不影响其他工作站的运行，并且有利于故障的排除。

2.2.4现场综合布线情况

该项目以燃料“XX项目”网络为设计对象，根据集团公司对于网络安全的要求，以及电厂厂区现有布线特点，结合综合布线系统的技术，我们提出燃料“XX项目”网络与MIS网络相结合的方式，通过对现有MIS网的改造，承载燃料“XX项目”的数据传输，并对MIS网进行相应延伸，在关键部分进行物理隔离的方案。

相对于网线三层结构来说，本电厂的核心层与汇聚层已完全满足本系统对数据的传输要求，现只需要对接入层进行网络延伸，即可实现数据的采集需求。

2.2.4.1现场布线结构图

如上图所示：

红色标注为信息点，绿色线为主要光纤走线。

汽车入场、采样与计量为两条路线，分三段光缆；监控中心－发卡室500M左右，监控中心－汽车衡600M左右，监控中心—采样机500M。

火车入场、计量为一条机车采样机到机房的光纤，距离为800M左右，中机房－火车横1100M左右。

制样室—监控中心距离30M左右，采用双绞线进行数据传输。

入煤炉到监控中心光缆距离大概500M左右。

煤场主要是无线覆盖，从监控中心光缆布线到西煤场出入口北10M处挡风墙，距离500M左右；到西煤场南部建筑物，距离300M左右。

到东煤场东北角挡风墙，距离400M左右，到东煤场南卸煤沟，距离200M。

到球型煤厂300M。

因为要形成环路，需要增加两段光缆。

一段从汽车衡沿光缆沟到发卡室，约600M,另一段从球型煤厂增加到火车采样机的一段，长度约600M。

合计光缆布线5000M左右。

光缆供货为6000M，计划满足光缆布线长度。

2.2.4.2示意图情况说明

项目所涉及的数据采集点在电厂的八个办公楼内或楼旁，八个办公楼分别是监控中心、化验楼、发卡室、汽车衡、汽车采样机、火车采样机、煤场和入煤炉。

⏹燃料“XX项目”网络需要接入电厂MIS网络，我们只需在监控中心预留接口，与“XX项目”设备通过防火墙进行隔离。

⏹电厂为燃料“XX项目”提供了一楼监控中心作为本项目的网络中心，我们把主服务器也放在一起，与核心交换机合用一个机柜，同时将电厂的监控信息通过大屏显示器实时显示。

机房主要网络设备统计：

设备名称

数量

位置

用途

数据库服务器

2

服务器机柜

数据库存储

应用服务器

2

同上

燃料系统应用

核心交换机

2

同上

网络链路汇聚

数据采集装置

3

同上

数据采集

汇聚交换机

4

同上

网络汇聚

防火墙

1

同上

网络出口保护

KVM显示器

2

同上

服务器/主机的集中显示屏

⏹与“燃料入场验收监管”业务相关的第一个数据点是在发卡室，我们需要读取射频卡及门禁等信息，我们布一条光纤直接到发卡室。

信息点统计：

取数点名称

取数点数量

布线

方式

所属模块

设备

数量

汇聚设备

汇聚对端

设备

电脑

2

网线

燃料入场

验收监管

2

24口汇聚

交换机

24口汇聚

交换机

读卡器

2

网线

同上

2

同上

同上

拦车器

2

网线

同上

2

同上

同上

读写卡器

1

网线

同上

1

同上

同上

LED屏

1

网线

同上

1

同上

同上

⏹与“入场验收监管”业务相关另一的数据点是在汽车衡，我们需要读取汽车衡的称重数据，通过光缆通道布光纤到汽车衡。

信息点统计：

取数点名称

取数点数量

布线

方式

所属模块

设备

数量

汇聚设备

汇聚对端

设备

汽车衡定位装置

2

网线

燃料入场

验收监管

2

24口汇聚

交换机

24口汇聚

交换机

防作弊器

1

同上

同上

1

同上

同上

拦车器

4

同上

同上

4

同上

同上

红外探测器

2

同上

同上

2

同上

同上

振动测试仪

2

同上

同上

2

同上

同上

读卡器

2

同上

同上

2

同上

同上

LED屏

2

同上

同上

2

同上

同上

⏹与“入场验收监管”业务相关的其中一个数据点位于是汽车采样机。

我们需要取得电子秤的数据，采用光缆通道走线的方式布线。

信息点统计：

取数点名称

取数点数量

布线

方式

所属模块

设备

数量

汇聚设备

汇聚对端

设备

拦车器

4

网线

入场监管

4

24口汇聚

交换机

24口汇聚交换机

图像定位系统

2

同上

同上

2

同上

同上

电子称

2

同上

同上

2

同上

同上

读卡器

2

同上

同上

2

同上

同上

LED屏

2

同上

同上

2

同上

同上

⏹与“入场监管系统”业务相关的另一个数据点是火车采样机，业务需要的是位于火车采样机上部的上位机中的数据。

通过桥架布光纤到火车采样机，因为火车采样不方便布线，使用无线覆盖，在火车计量这里作为无线数据汇聚。

取数点统计：

取数点名称

取数点数量

布线

方式

所属模块

设备数量

汇聚设备

汇聚对端

设备

车号识别器

1

网线

入场监管

1

无线AP

无线AP

红外线车厢高度测量仪

1

同上

同上

1

同上

同上

火车防作弊器

1

同上

同上

1

同上

同上

上位机

2

同上

同上

1

同上

同上

读写卡器

2

同上

同上

2

同上

同上

⏹与“数字化标准化实验室”业务相关的数据点是化验楼。

化验楼有直接接入监控中心的双绞线，因此质检楼内我们不需要另外布线。

只需通过架空光缆从监控中心到化验楼。

信息点统计：

取数点位置

取数点数量

布线

方式

所属模块

设备

数量

汇聚设备

汇聚对端

设备

制样室

10

网线

数字化

标准化

实验室

6

现有接入

交换机

24口汇聚

交换机

天平室

6

同上

同上

3

同上

同上

发热量室

4

同上

同上

4

同上

同上

工业分析室

6

同上

同上

6

同上

同上

⏹与“数字化煤场”业务相关的数据点位于煤场。

煤场需要读取PDA记录数据、推煤机、斗轮机设备上的相关数据，此处不方便布线，我们采用无线传输。

⏹与“数字化煤场”业务相关的另一个数据点是入炉煤集样室，业务需要的是采集入炉皮带秤和入炉集样室电子秤的数据。

通过桥架布光纤到监控中心。

取数点名称

取数点数量

布线

方式

所属模块

设备

数量

汇聚设备

汇聚对端

设备

入炉皮带秤

2

网线

入场监管

2

24口汇聚

交换机

24口汇聚交换机

电子秤

2

同上

同上

2

同上

同上

上位机

1

同上

同上

1

同上

同上

2.3网络部分设计

2.3.1网络示意图

2.3.2方案特点

⏹高效率

三层交换机在设计体系上采用背板线速交换体系构架，比传统的路由器在数据包的转发性能上有了极大的提高，从而大大的提高的网络的性能。

⏹扩展性

新机箱预留空余插槽，很好的满足了网络的发展。

⏹可靠性

H3C品牌网络交换机是企业级高可靠性冗余设备，可用率达到99.99%，产品在全世界广泛采用。

双核心避免了单点故障导致网络的不可运行。

汇聚交换机是通过冗余1000兆光口接口与双核心交叉相连，保证了整个网络的可靠运行。

⏹开放性

网络设备是中国先进的主流厂商设备，设备均提供符合国际标准的接口。

采用TCP/IP协议标准的千兆以太交换网络设计，可以与多种符合国际标准的设备相连。

2.3.3网络系统设计步骤

网络建设工程的设计包括以下三个步骤：

⏹网络的体系结构设计

⏹网络的逻辑设计

⏹网络的物理设计

2.3.4网络层次结构设计

基于用户网络的需求和应用平台要求，及网络规划的总体考虑，我们建议采用三层网络结构，即核心层、汇聚层和接入层，这种层次化的设计的好处是网络结构清晰，拓扑简单，每层完成网络不同的功能。

我们建议遵循层次化结构的设计，才具有好的扩展性和可伸缩性，网络总体结构分为三层：

核心层、汇聚和接入层。

网络主干采用目前最流行的千兆以太网交换技术。

千兆以太网技术具有极佳的性价比，很好的升级特性，可平滑过渡到万兆以太网，易于维护，对用户投资有很好的保护。

2.3.4.1核心层设计

核心层主要是提供网络数据包的快速转发和骨干节点之间的互连。

网络系统设计中的设备高可靠性要求和系统高可用性要求：

核心交换机所有关键部件可以实现冗余工作，可以在线更换（插拔），故障的恢复时间在秒级间隔内完成。

多级容错设计基于单个设备高可靠性的基础之上进一步提高系统的可用性。

在设计网络的方案时，首先是满足现有规模的网络用户的需求，同时考虑到未来业务发展、规模的扩大，应该设计网络具有用户端口灵活的扩充能力。

核心设备是整个网络的枢纽，用户端口数的扩充，需要增加配线间边缘网络设备，增加边缘设备的同时，要求连接核心骨干设备的端口数相应增加，因此核心设备应该可以通过增加模块来灵活地增加端口数。

核心设备的机箱设计应该具备强大的背板带宽，足够多的负载插槽容量。

对于交换机来说，核心交换引擎应该可以满足最大配置下，无阻塞的进行端口数据包交换，模块的扩充不影响交换性能。

采用分布式交换结构是实现这一原则的最佳方案，分布式交换机结构实现了交换机的并行数据交换处理，优化了网络的性能，本地交换和全局交换相结合的分布式结构减少了核心交换引擎的压力。

我们为在核心层选用两台H3C三层千兆交换机组成双机热备。

⏹高扩展性保护投资

随着用户端速度不断提高，用户最终会使集群千兆链路达到饱和，而能够拥有多条10GE链路将是我们的未来发展方向。

S5120-SI系列交换机支持两个扩展槽位，每个槽位支持单端口或双端口的10GE扩展模块，在实现千兆汇聚或接入时保留进一步支持10GE的扩展能力，尽力保护用户投资。

H3CS5120-28P-SI系列支持IPv4和IPv6的三层路由功能，并可以实现基于硬件的IPv4和IPv6的全线速转发。

同时支持IPv6的ACL、QoS、组播和网管，实现IPv4到IPv6的平滑升级。

⏹智能弹性架构

H3CS5120-28P-SI系列交换机支持IRF2（第二代智能弹性架构）技术，就是把多台物理设备互相连接起来，使其虚拟为一台逻辑设备，也就是说，用户可以将这多台设备看成一台单一设备进行管理和使用。

IRF可以为用户带来以下好处：

简化管理IRF架构形成之后，可以连接到任何一台设备的任何一个端口就以登录统一的逻辑设备，通过对单台设备的配置达到管理整个智能弹性系统以及系统内所有成员设备的效果，而不用物理连接到每台成员设备上分别对它们进行配置和管理。

简化业务IRF形成的逻辑设备中运行的各种控制协议也是作为单一设备统一运行的，例如路由协议会作为单一设备统一计算，而随着跨设备链路聚合技术的应用，可以替代原有的生成树协议，这样就可以省去了设备间大量协议报文的交互，简化了网络运行，缩短了网络动荡时的收敛时间。

弹性扩展可以按照用户需求实现弹性扩展，保证用户投资。

并且新增的设备加入或离开IRF架构时可以实现“热插拔”，不影响其他设备的正常运行。

高可靠IRF的高可靠性体现在链路，设备和协议三个方面。

成员设备之间物理端口支持聚合功能，IRF系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能，这样通过多链路备份提高了链路的可靠性；IRF系统由多台成员设备组成，一旦Master设备故障，系统会迅速自动选举新的Master，以保证通过系统的业务不中断，从而实现了设备级的1：

N备份；IRF系统会有实时的协议热备份功能负责将协议的配置信息备份到其他所有成员设备，从而实现1：

N的协议可靠性。

高性能对于高端交换机来说，性能和端口密度的提升会受到硬件结构的限制。

而IRF系统的性能和端口密度是IRF内部所有设备性能和端口数量的总和。

因此，IRF技术能够轻易的将设备的交换能力、用户端口的密度扩大数倍，从而大幅度提高了设备的性能。

⏹完备的安全控制策略

H3CS5120-28P-SI系列交换机支持EAD（终端准入控制）功能，配合后台系统可以将终端防病毒、补丁修复等终端安全措施与网络接入控制、访问权限控制等网络安全措施整合为一个联动的安全体系，通过对网络接入终端的检查、隔离、修复、