夷陵区高品质光纤入户皮线光缆哪个牌子好
光纤通信系统的性能优势
相比铜缆,单模光纤传输距离提升100倍(无中继可达80km),带宽高6个数量级。40Gbps系统功率预算达28dB,100G PAM4系统采用25GBaud波特率。DWDM系统单纤支持192波道,总容量96Tbps。抗电磁干扰特性使光纤在变电站等场景的误码率低于10^-12。最新空分复用(SDM)技术实现7芯光纤传输,单纤容量突破1Pbps。数据中心中,光纤布线使机柜间延迟从μs级降至ns级。
无论是网络还是通讯都离不开通信电缆,随着通信电缆的广泛应用,其分类也比较细致,为了帮助大家更加清楚的认识和选择,下面科兰通讯小编为大家带来了通信电缆分类细则。
通信线缆型式分类
如果按照线缆的型式,通信电缆分类如下:
1、单导线:是指原始的通信电缆,单导线回路,以大地作为回归线。
2、对称电缆:由两根在理想条件下相同的导线组成回路。
3、同轴电缆:将在同一轴线上的内、外两根导体组成回路,外导体包围着内导体,同时两者缘。
通信线缆应用场合分类
如果按照应用场合,通信电缆又可分为如下三类:
1、长途电缆:传输距离长,一般进行复用,多数直接埋在地下,少数情况下采用架空安装的方式,或者安装在管道中。
2、市内电缆:电缆内的导线“成双成对”,而且对数多。一般安装在管道中,少量的市内电缆附挂在建筑物上或架空安装。
3、用电缆:主要指在电信内使用的通信电缆,一般安装在配线架上,也有的安装在走线槽中;用电缆用于电信内传输设备与交换设备之间,以及其它内设备的内部。在电信内部为了防火,有时候还需要给用电缆加上阻燃护套。
按上面的这种分类方法,通信电缆可以是对称电缆,也可以是同轴电缆。
对称线缆
由二根对称排列的导线组成通信回路。分高频和低频两种。前者高传输频率可达 800千赫,相应为在一个回路中可开通180路电话;后者高传输频率一般小于252千赫,相当于一个回路中可开通60路电话。对称通信电缆的电磁场呈开放状态(图4),在高频下回路的衰减和损耗较大,回路间相互干扰和外界干扰都较大,难于提高传输频率和容量。
长途对称通信电缆由不同数量和不同缘结构的四线组构成。四线组的常用形式为星绞组,也有的采用复对绞形式(图5)。缘有纸带缘、纸-绳(纸带和纸绳)缘、聚乙烯绳-带缘、聚苯乙烯绳-带缘和泡沫聚乙烯缘等多种。高频长途对称通信电缆传输频率高,所以对电缆的结构性能要求较高。一般采用绳-带缘的星绞四线组结构。缘材料常用聚苯乙烯、聚乙烯。纸带纸绳缘一般用于252千赫以下的低频对称通信电缆。
电话电缆是用于市内、近郊和工矿企业等较小范围的区域电话连接的对称通信电缆,常称市内电话电缆。其主要特点为对数多(多可达数千对,一般为数百或数十对)。由于使用频率低,通信距离近,因此线径较长途通信电缆细,一般为0.5毫米。电话电缆的线组结构有对绞组、星绞组和复对绞组3种。按其线心缘和护层材料可分为纸缘铅护套电缆、聚乙烯缘组合护层电缆、油膏充填防水电缆、全塑电缆等。电话电缆中二根缘导线心按一定节距绞合成对构成一个缘线对。线对中二根缘导线心的颜不同(一般为红和白),以便接线时区分。电话电缆的缆心结构一般分为同心式和单位式两种(图4)。同一层中相邻线对的绞合节距应不相同,以减小通话时的相互影响。在每一层中都设有一个标志对(分别为蓝和白),便于接线时辨认。在80对以上的电缆中往往置有预备线对以替换不合格线对。单位式电缆以50对或100对及相应的预备对绞合成一个基本单位,再由若干个基本单位绞合成电缆心。经干燥后挤压上护套制成电缆。
架空敷设的电话电缆需用自承式,由钢索承受整个电缆的重力。20世纪60年代以来,研制出在塑料电缆中填充油膏以潮气和水分的防水型电缆。
为了提高通信电缆的防潮性、稳定性,20世纪70年代以来,在市内电话电缆中广泛采用综合型电缆护层。其基本类型有3种。①Alpeth:缆心外挤压一层聚乙烯护层,再搭接地纵向包裹0.2毫米皱纹铝带,充以聚异丁烯缘复合物后外敷一层热塑性胶粘层,外面挤压一层聚乙烯护套。②Stalpeth:皱纹铝带外纵包一层皱纹钢带,外覆一层热塑性材料,外层再挤压一层聚乙烯护套。③Lepeth:缆心上包覆一层聚乙烯护套,其外敷一层粘性热塑性材料,外面挤压一层铅管。
同轴线缆
由二根相互缘的同轴心的内外导体组成通信回路(同轴对),再由一个或多个同轴对绞合而成。同轴电缆多用作长途通信干线,开通多路载波通信或传输电视节目,也用作率的数据信息传输。
同轴对中两导体同心,在外导体以外不存在电磁场。因此,传输信号的衰减以及各同轴对之间的相互干扰小,抗外界干扰的性能也高于对称电缆。它的传输频率可达10~100兆赫以上。同轴通信电缆的型号根据同轴对的尺寸划分,有微同轴电缆内导体直径n/外导体直径D为0.6mm/2mm、0.9mm/3.2mm等)、小同轴电缆(n/D=1.2mm/4.4mm等)、中同轴电缆(n/D=2.6mm/9.5mm等)、大同轴电缆(n/D=5mm/18mm、11mm/41mm等)。
同轴通信电缆中同轴对的内导体为铜,断面为圆柱形,实心。为提高机械强度(例如作海底电缆时),也有采用钢心铜外层的双金属内导体。外导体一般用铜带制成,常用形式有皱边式、压痕式、锁齿式等。外导体需柔顺性好,稳定性高,加工工艺简单。同轴对内外导体的缘应具有低的介电系数和低的介质损耗,还应有一定的机械强度以支撑外导体,使其与内导体保持同心。
粤交铁〔2022〕280号
广东省关于新建粤东城际铁路“一环一射线”揭阳南至揭阳段项目初步设计的批复
省铁路建设投资集团有限公司:
《省铁投集团关于报送粤东城际铁路“一环一射线”揭阳南至揭阳段项目初步设计的请示》(粤铁投集〔2022〕373号)、《省铁投集团关于报送粤东城际铁路“一环一射线”汕头至潮汕机场段等五个项目初步设计补充文件的请示》(粤铁投集〔2022〕449号)及附件收悉。根据《广东省发展委关于新建粤东城际铁路“一环一射线”揭阳南至揭阳段项目可行性研究报告的批复》(粤发改投审〔2022〕23号),经研究,就该段项目初步设计批复如下:
一、建设规模与技术标准
(一)线路走向及建设规模
项目自揭阳南站引出,经揭阳大道、环市北路、马牙北路,引入揭惠铁路揭阳站。正线线路全长12.242公里,设黄岐山、岐宁、揭阳等3座车站,其中揭阳站为既有站。
(二)主要技术标准
铁路等级:城际铁路。
2.正线数目:双线。
3.速度目标值:160公里/小时,部限速。
4.正线线间距:4.0米。
5.小曲线半径:一般1500米,困难1300米,部地段与速度标准相匹配。
6.大坡度:一般20‰,困难30‰。
7.动车组类型及编组辆数:CRH6城际动车组,4辆编组揭 阳站满足8辆编组条件。
8.到发线有效长度:揭阳站400米,其余车站300米。
9.列车运行控制方式:CTCS-2+ATO。
10.调度指挥方式:调度集中。
二、运输组织
(一)运输组织
1.原则同意粤东城际采用城际动车组列车开行大站停和站站停的运输组织方案。
2.原则同意粤东城际采用汕头至潮州东至潮汕机场至汕头环形交路和揭阳~潮州东、揭阳~汕头、潮州东~汕头(经东环)的区段列车交路,列车编组采用CRH6城际动车组4辆编组;预留8辆编组跨线动车组运行条件。
3.揭阳至揭阳南为下行,反之为上行。
(二)车站分布
本段设黄岐山、岐宁、揭阳等3座车站,揭阳南站纳入粤东城际铁路潮汕机场至揭阳南段工程。
(三)闭塞分区划分和列车小行车间隔
1.根据线路平纵断面,按满足城际动车组列控车载设备制动距离要求,进行闭塞分区划分;闭塞分区长度按照不小于800米和满足城际动车组列车小行车间隔3分钟设计。
2.信号区间标志牌与电分相间距离须满足规范和列车过分相要求。
(四)电分相检算
1.电分相原则上避免设置于大于15‰的长大坡道和加速区段。
2.原则上车站“一离去、三接近”区段不设电分相。
(五)运营管理模式及调度区划分
按项目公司自管自营开展设计和运输组织,在汕头至潮汕机场段龙湖附中站新设调度中心1处,负责粤东地区城际网的运营调度指挥;不新设列调台,揭阳城际场(含存车场)至揭阳南纳入粤东城际拟设的列调1台管辖。
三、线路及轨道
(一)线路
原则同意线路平纵断面设计;经德才学校段采用540米曲线半径方案,环市北路段采用路中敷设方案,经锡场工业区段采用1300米曲线半径方案,上跨梅汕客专采用T构跨越方案。
(二)轨道
本项目采用60N钢轨,一次铺设跨区间无缝线路;除揭阳站采用有砟轨道外,其余正线均采用双块式无砟轨道。
(三)立交及道路改移
铁路与道路交叉按立交设计,尽量采用铁路上跨道路立交方式。
四、地质
(一)线路方案、站位优化变动地段,站后工程以及受征拆因素影响未能施钻的勘探孔,下阶段应及时补充勘探并纳入设计。
(二)榕江隧道地表构筑物及水体环境复杂,穿越地层岩性多变,岩土强度及透水性差异大,部可能存在囊状浅层有害气体。应加强防排水、抗浮、下卧软土层加固及基坑边坡防护设计,施工阶段做好有害气体检(监)测和构筑物及地表变形监测等工作。
(三)本线属沿海铁路,台风、暴雨等气象灾害频发,地下水侵蚀性强,下阶段各类工程施工图设计应充分考虑其不利影响。
五、路基
(一)主要设计原则
1.标准与规范
正线路基设计执行《城际铁路设计规范》(TB10623-2014)中无砟轨道路基的有关规定。揭阳站及存车场路基设计执行现行铁路规范中的有关规定。
2.路基基床
正线路基:设计时速160公里路基基床总厚度1.8米;动车存车场:路基基床总厚度1.2米。
原则同意正线土质及全风化岩质路堑地段采用 “路堤式路堑”形式,“路堤”高度采取基床表层厚度,膨胀岩土地段可适当加大“路堤”高度,保持排水通畅。
3.边坡防护设计
路基边坡高度小于3米时采用空心砖内撒草籽种灌木防护;路基边坡高度大于等于3米时采用带截水槽混凝土骨架护坡防护,主骨架厚0.6米,支骨架厚0.4米,骨架内撒草籽种灌木。路堤边坡高度大于3米时,于路堤两侧边坡水平宽度3.0米范围内,自坡脚至基床表层下每隔0.6米铺设一层双向土工格栅。
(二)路基工点
1.原则同意JDK20+060~JDK20+130段软土路基采取U型槽结构方案,槽内采取级配碎石掺3%水泥进行填筑。U型槽基础采取CFG桩加固,桩顶设置碎石褥垫层。
2.原则同意JDK24+500~JDK24+831段膨胀土路堑采取“路堤式路堑”结构型式,“路堤”高度1.8米。取消桥头过渡段低矮路堤CFG桩加固措施,采取挖除换填方案,挖除到位后基底采取冲击碾压处理。
3.原则同意DK26+807~DK28+095揭阳站正线路基采取CFG桩加固方案。下阶段进一步优化线路平纵断面、做好线间排水设计。
(三)其他
沿线多台风暴雨,花岗岩全风化路堑边坡建议采用骨架结合锚杆框架梁防护,边坡坡率一般不陡于1:1.25。
六、桥涵
(一)主要设计原则
1.原则同意“ZC活载”、“设计洪水频率采用1/100,感潮河段应检算海水顶托潮位”、“建筑限界”等桥涵设计原则。
2.经对常规桥梁的连续刚构方案和简支梁方案综合比选,两种桥梁方案均为可行方案。现阶段原则同意常规桥梁常用跨度梁按简支箱梁方案设计和控制概算。下阶段,下阶段,应重视粤东高震区和深厚软土的特点,综合沿线水文地质、城市规划发展、征地拆迁、绿低碳以及施工风险、全寿命周期成本等建设条件及因素结合项目实际,增加常规桥梁的专题技术设计工作,进一步进行常规桥梁多方案技术经济论,对常规桥梁方案进行进一步的优化设计和深化设计,科学合理确定常规桥梁设计方案。
3.原则同意基础采用桩基础,与既有线并行段落应注意与相邻工程基础设计的协调性。适当提高长桩在地震工况下的承载力提高系数。下阶段应结合工程研究采用桩基后压浆技术的合理性。
4.下阶段应进一步优化结构桥梁、框架墩施工临时措施和钢板桩的数量。
(二)重点桥梁
原则同意岐宁特大桥、揭阳站特大桥采用主跨80米T构跨越梅汕客专、采用主跨50米T构跨越畲龙铁路方案,下阶段应结合相关铁路运营单位意见,进一步优化跨越方案。
(三)其他
尽快签订高等级道路立交、并行或跨越既有铁路等协议,按防洪、通航批复等意见完善设计。
七、隧道
(一)主要设计原则
原则同意隧道建筑限界、洞门结构型式、施工方法、建筑材料、防水等级、防灾救援、抗震措施、风险评估等主要设计原则。
1.洞门结构型式应结合U型槽设置情况及周边环境情况进行设计。
2.明挖法隧道段采用矩形框架或拱形明洞式衬砌结构,盾构法隧道段采用单层管片衬砌结构。
3.明挖工作井主体结构采用防水钢筋混凝土,盾构隧道管片衬砌采用C55钢筋混凝土,轨下填充采用C20混凝土。明挖、盾构隧道混凝土抗渗等级不小于P12。当地下水具有侵蚀性时,建筑材料应采用相应的耐腐蚀措施。采用的建筑材料均应提出明确的性能,并满足耐久性的要求。
4.隧道防水等级满足《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定的一级防水标准,按全封闭不排水设计。原则同意盾构法隧道管片接缝设置一道弹性密封垫+遇水膨胀橡胶密封垫防水;明挖法隧道段采用全包防水板防水。
在区间线路“V”、“W”形纵坡低处及U型槽与隧道相接处设置废水泵房,以排除雨水、消防废水、养护废水和结构渗漏水等。对泵房集水池的储水能力应进一步检算并留有富余,水淹道床。结合地形条件、场地规划等情况,进一步核查隧道洞口及工作井口设防水位,确保运营期防洪。
5.防灾救援疏散工程设计遵循“以人为本、疏散、自救为主、方便救援”的原则,单洞双线盾构隧道可利用轨下空间进行疏散救援。
6.地震动峰值加速度大于0.2g、长度大于5公里的隧道洞口以及浅埋、偏压、断层破碎带等地段按《铁路工程抗震设计规范》和《铁路建设贯彻国防要求技术规程(试行)》相关规定对衬砌结构进行加强。城市隧道浅埋段结构应按照城市人防的要求进行适当加强。
(二)榕江隧道
1.榕江隧道全长4.384公里(不含车站),其中盾构段3.561公里,明挖敞口段长0.37公里,明挖暗埋段长0.453公里,原则同意盾构段采用一台直径φ12.2米泥水平衡盾构组织施工。
2.下穿德才学校段下覆全~弱风化花岗岩地层,基岩起伏较大,工程地质条件较复杂,隧道埋深16.3~17米,与建筑物桩基础小净距约1.5米,隧道洞身主要位于全风化岩层、第四系粉质粘土层,轨面以下部位于强风化岩层。原则同意对学校教学楼和宿舍楼范围采用地层预注浆+实时跟踪补偿注浆加固后盾构直接穿越的设计方案。下阶段应加强施工组织设计,利用节假日学校放假期间下穿学校影响范围,施工过程中加强对学校教学楼和宿舍楼的实时监测,盾构掘进时加强监测和参数控制,盾构通过后加强对教学楼和宿舍楼结构的评估,确保施工及学校楼房结构。
3.榕江隧道近距离并行梅东公路桥梁,水域段管片距桥桩水平距离约10~15米,陆域段管片距桥桩水平距离约4~10米。原则同意水域段采用盾构内后注浆加固,结构净距7~10米的陆域段采用隔离桩加固,结构净距小于7米陆域段采用地表注浆加固设计方案。施工过程中应加强对梅东公路桥梁结构及路面的实时监测,盾构掘进时加强监测和参数控制,确保施工及桥梁结构。
4.下阶段结合榕江防洪和通航评估意见,进一步优化线路平纵断面及相关工程的加固措施。
(三)隧道工程风险控制
1.原则同意榕江隧道穿越水域段落按Ⅰ级风险管理,其余段落按Ⅱ级风险管理。下阶段按照《铁路隧道工程风险管理技术规范》(Q/CR9247-2016)有关要求开展施工阶段风险评估,根据评估结果进一步优化施工方案和风险管理等级。
2.应进一步加强地质勘察工作,按有关勘察规范要求全面完成勘探,综合分析确定各项工程地质、水文地质参数,满足盾构设备选型、合理制定建(构)筑物防护处理方案及建筑材料选择等的需要。
3.本线隧道地质条件复杂,多次下穿地下管线、市政道路、房屋等重要建(构)筑物,下阶段应详细查明隧道周边建(构)筑物情况及各种管线的分布情况,合理确定沉降控制标准,根据沿线建(构)筑物结构特征及相关水文地质条件,逐一采取有针对性的加固、保护措施。
4.为确保运营,城区隧道可参照地铁及广东省相关规定,研究设立铁路隧道保护区等。
5.下阶段应加强隧道建设管理工作,对参建人员应进行技术培训,对重大技术方案进行专家咨询,对施工现场实行信息化管理。
八、站场
(一)主要设计原则
1.车站正线及到发线均按双方向进路设计。
2.车站接发旅客列车进路上的道岔原则采用18号,动车出入段线与车站衔接的道岔可采用12号。
3.客运设备
揭阳站城际场旅客站台长度采用210米,其余车站旅客站台长度采用110米;站台宽度结合客流量、构筑物设置计算确定;站台高度按1.25米设计。
(二)沿线车站
1. 黄岐山、岐宁站按无配线车站设计,设侧式站台2座。
2. 揭阳站
(1)本线自汕头端引入车站城际场并采用与揭惠铁路正线贯通布置方案。
(2)城际场北侧增设到发线2条(含正线1条)、岛式站台 1座,城际场规模调整为2岛4线。汕头端咽喉设一组“八”字渡线;惠来端咽喉预留揭惠铁路复线引入及“八”字渡线设置条件。利用既有交通涵接长改建为旅客地道1处。
九、动车组设备
(一)本线动车组存车利用揭惠铁路设置的揭阳动车存车场,存车线按满足2列4辆编组动车组存放条件设计,同时应进一步落实共用运营管理事宜。
(二)揭阳车站设动车组乘务员(司机)派班、间休室。
十、通信、信号、信息与灾害监测
(一)通信
1. 传输及接入
(1)车站设置 SDH 10Gb/s及SDH 2.5Gb/s传输设备,接入调度中心传输系统。
(2)车站设置接入网ONU设备。
2. 电话交换
沿线自动电话通过接入网接入汕头既有电话交换机。
3. 数据网
车站设置接入路由器并接入潮汕机场的汇聚路由器。
4.通信
车站设置车站调度交换机,接入调度中心设置的调度所型调度交换机。
5.无线通信
(1)沿线设置GSM-R基站,利用调度中心设置的基站控制器(BSC)等设备,接入既有GSM-R移动通信网。
(2)站内及3公里以上隧道无线场强按冗余覆盖方式设计,其余区间无线场强按单网覆盖方式设计。
(3)区间无线弱场根据实际情况采用数字中继设备、漏泄电缆和天线等方式解决。
6.视频监控
(1)四电机房内外、桥梁救援疏散通道、隧道口、车站咽喉区、牵引供电分相区及上网点等设置视频采集设备,接入调度中心设置的综合视频监控区域节点。
(2)视频监控采集点设置及视频存储容量,参照粤公通字〔2021〕36号《广东省城际铁路治安和怖防范建设规范(试行)》执行。
7.光缆线路
沿铁路两侧槽道各敷设1条96芯干线通信光缆。
8.警用通信
(1)车站设置SDH 10Gb/s传输设备。
(2)车站设置警用电话接入网关,接入公安电话交换网。
(3)地下车站设置PDT无线通信基站,接入公安警用PDT无线通信网。地下车站、隧道内采用直放站、漏缆方式进行警用无线场强覆盖。
(4)沿铁路两侧槽道各敷设1条48芯警用通信光缆。
9.其它
(1)车站设置会议电视终端,接入调度中心设置的会议电视中心设备。
(2)新建生产、生活房屋设置综合布线系统。
(3)新建通信机房设置通信电源、电源及环境监控设备。
(4)在牵引供电分相区、上网点、车站咽喉区、隧道口等处,需要利用接触网支柱安装视频监控采集设备时,应确保供电、行车,并满足运营维护管理需要。
(5)进一步深化、细化地下车站区段GSM-R网络覆盖方案。
(6)进一步调查核实通信迁改工作量。
(二)信号
1. 揭阳站城际场采用列车控制系统第二级和自动驾驶系统(CTCS-2+ATO),正向按追踪运行,反向按站间运行设计。该站在揭惠铁路工程中设置的调度集中,列控系统,联锁设备及信号集中监测等系统设备相应改造,并纳入粤东城际铁路行调台管辖。
2. 设置综合接地系统。信号系统设备相应设置防雷及接地。
(三)信息
1.客运站设票务系统、旅客服务信息系统(包括视频监控、综合显示、广播、安检、入侵报警等子系统)、综合布线系统、办公管理信息系统等。
2.票务系统采用城市轨道交通自动售检票系统方案,优化客票票制、客票载体等设计方案;优化并细化客运站票务系统网络设计方案,对旅客关键信息的存储、传输、处理等;明确票务系统与公安实名比对系统、第三方移动支付系统等的接口方案。
3.进一步梳理并优化安检仪等检查设备的智能安检功能设计;优化客运站重点区域的视频监控设计方案。
(四)自然灾害监测
按照《城际铁路设计规范》(TB10623-2014)执行,本段雨量监测点与粤东城际铁路揭阳南至潮汕机场段统筹考虑。根据本线地象特点,设置风速风向监测设备。
十一、牵引供电与电力
(一)电气化
1.牵引供电系统采用带回流线的直接供电方式。利用拟建的塘畔(DK19)牵引变电所为本段供电。牵引变压器容量由潮州东至潮汕机场段统一考虑。
2.设置牵引供电远动系统,对全线牵引供电设施进行集中监控,纳入拟建的粤东城际供电调度中心。按智能供电调度系统设计。
3.接触网正线采用全补偿简单链形悬挂。接触线采用150平方毫米铜合金接触线,承力索采用120平方毫米铜合金绞线。
4.接触网腕臂柱一般采用H型钢柱,多线并行区段一般采用硬横跨,雨棚区段原则上与雨棚柱合架。
5.全线缘泄漏距离按不小于1600毫米设计。一般采用瓷缘子。隧道内、接触网下锚处可采用复合缘子。
6.锚段关节一般采用四跨关节,电分相一般采用锚段关节式电分相。电分相设计应满足行车需要,避免设置在大坡道及列车出站加速区段和线路限速低速区段。
7.接触网架设避雷线。
(二)电力
1.新建2条综合负荷10千伏电力贯通线。贯通线采用电缆敷设。
2.新建揭阳10千伏配电所,由地方变电站接引两路10千伏电源。
3.有配电所车站由配电所供电,无配电所车站根据负荷大小由贯通线或相邻铁路配电所供电。在负荷集中处分别设10/0.4千伏变电所或箱式变电站供电。
4.新建电力远动系统,按综合SCADA系统设计。
5.按相关要求进行隧道防灾、照明及应急照明等设计。
6.进一步核实电力线路迁改工程方案和投资。
十二、给水排水
(一)车站水源选择及供水、消防方式
1.沿线各站均利用市政自来水作为水源,进一步核实、调整各站用水量,黄岐山站接引双路市政水源,岐宁站接引单路水源,均采用直供水方式。揭阳站新增用水就近接引既有站区给水管路。
2.按现行规范对车站开展室外消防给水系统设计。黄岐山站设置低压消防给水系统,岐宁站设置临时高压消防给水系统,与室内消火栓系统合设消防泵房和消防水池。揭阳站新增消防用水就近接引在建揭惠铁路室外消防管网。
根据《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》(TB10020-2017)、《广东省城际铁路设计细则》(DB44/T2369-2022),并参考有关已建成城际消防性能化报告,综合考虑本工程实际地下区间、地面区间长度、列车实际及火灾工况在长区间的行驶时分等数据,本项目隧道区间内不设置消火栓系统。
(二)车站污水处理
各站生活污水达标排入市政排水管网,按现行排水规范取消化粪池等处理构筑物。下阶段应进一步论路中高架站车站雨水管网系统设置必要性。
(三)隧道排水
排水泵站根据隧道的结构渗漏水量,以及二用一备一冷备的原则配置排水机械。对低点泵站,按雷达液位计及视频监控的原则强化监测及控制系统并预留排水机械进一步扩容条件。下阶段进一步核实各排水泵房排水出路及运营期维修方案。
(四)其他
1.建设期应关注各站配套道路及城市给排水管网的规划及建设,适时调整接管设计。
2.进一步核实、细化给排水管线迁改的工程方案、工程数量和投资,对黄岐山站、马牙路、黄泰立交等重大管线应结合整体施工组织统筹考虑保护或迁改管线等工程措施。
十三、房屋建筑与基础设施维修
(一)综合维修
粤东城际铁路综合维修设施设置按全线统筹考虑,本段综合维修由其他段落拟建的综合维修车间、工区负责,定员及设备按需配置。
(二)房屋建筑
1.车站建筑
(1)站房及相关配套用房总建筑面积20925平方米。其中,地下车站13595平方米,地上车站7330平方米。其中:
岐宁站为路中高架车站,站房及路侧用房建筑面积按2320平方米控制。
揭阳站为地面站,本线引入新设城际车场,接建站房位于既有站房东侧并排布置。本工程揭阳站站房综合楼建筑面积按3000平方米控制;跨线旅客地道建筑面积按2010平方米控制,其中780平方米利用既有交通涵改造。本线与揭惠铁路共用城际场,客流共用地道及站房,应统筹考虑票制及旅客流线组织。
黄岐山站为地下二层车站,总建筑面积13595平方米,其中,城际铁路10633平方米,铁路与商业开发共用2962平方米(合用包含:消防水池、消防泵房、公共卫生间、出入口、新排风道、通风空调机房+冷水机房)。按通过天桥至路中绿化带设进、出站口设计。
(2)下阶段应结合规划、消防、交通等部门要求,细化车站场地规划、排水、综合管线及与市政交通设施的衔接设计。
(3)按公交化运营方式,同时考虑越行车影响,揭阳站、岐宁站、黄岐山站应设置站台门。进一步核算有效断面面积及气动效用对门的影响,合理设置站台门与站台边距离,确保运营。对于行车组织(有越行及跨线车的车站)及规范要求需要加宽站台的车站按加宽设计。
(4)对于车站的静态标识设计,应结合城际铁路特点,在参照铁路行业相关规定的基础上,进一步优化设计。
(5)对于车站建筑造型及内外装饰应进一步优化,对不同线路应通过建筑装饰设计元素适当区分。对同一线路的车站风格应相对统一。
2.地下站基坑围护
黄岐山站为地下二层车站,结合周边环境条件,原则同意采用明挖顺作法施工,围护结构采用1.0米厚地下连续墙+内支撑形式,基坑中部设置一排临时立柱,标准段设置4道内支撑,加深段采用5道内支撑+1道倒换撑;道支撑及各道角部水平斜撑采用混凝土撑,其余采用钢支撑。
3.房屋总规模
本线站房及相关配套用房总建筑面积20925平方米,区间房屋(宿舍综合楼、通信基站)建筑面积2025平方米,房屋总建筑面积按22950平方米控制。
十四、
(一)关于本线重大问题说明
严格执行项目环境影响报告书批复意见,全面落实好各项设计。
(二)生态保护
进一步补充临时工程占地面积及类型,据此完善相应的复垦、生态修复及表土剥离设计。
(三)降噪工程
1.严格按环评确定声屏障设置段落和高度,声屏障均采用金属插板式结构。U型槽路段应结合挡墙设计统筹考虑降噪工程。
2.直立式声屏障结构等级二级,设计使用年限50年。金属声屏障单元板应符合Q/CR759-2020规定要求。声屏障段落尽量避免设置门,确需设置的通道,应与救援疏散通道做好顺接。
3.零星、分散的居住点采取隔声窗降噪措施。
(四)水土保持
应深入开展弃渣综合利用和处置专项设计,进一步减少取、弃土(渣)数量,切实保护环境。施工便道原则上按填挖平衡设计,对确实多余出渣应设置弃渣场集中弃置。
(五)文物保护
按照相关主管部门要求落实好文物保护责任,完善相关审批手续。
十五、施工组织及总概算
(一)施工组织设计
1.全线总工期暂按4.5年(54个月)考虑,其中土建控制工期为榕江隧道,施工工期44个月。
2.原则同意机械铺轨、机械架梁的施工方案,预应力钢筋混凝土简支梁采用集中预制架设方案,全线按设置简支箱梁预制(存)场1处分析。铺轨按利用汕头至潮汕机场段工程设于汕头站的铺轨基地,应结合粤东城际“一环一射线网”各段工程施工组织设计,统筹安排工序及施工装备衔接。
3.根据项目实际情况,揭阳地区弃土调整为按消纳处理。其他原则同意上报施工组织方案。
(二)设计概算
根据《铁路基本建设工程设计概(预)算编制办法》(国铁科法〔2017〕30号)、配套定额等计价依据(国铁科法〔2019〕12号、〔2021〕15号等相关规定)及广东省现行相关工程综合定额及配套费用标准等对本项目进行设计概算审查。其中岐宁站先期实施工程按巳批复概算费用(粤交铁〔2022〕206号)单独列入。
经审查,核定粤东城际铁路“一环一射线”揭阳南至揭阳段项目初步设计概算为426507.56万元。(其中含岐宁站先期实施工程初步设计批复投资7490.44万元(,不包含地方承担车站综合体投资7836.80万元)。
十六、其他
(一)本项目为广东省重点铁路建设项目,项目建设各项基建程序执行国家和省管铁路管理要求。
(二)涉及既有铁路工程的相关建设和施工组织方案,下阶段应与既有铁路产权单位进一步协商,并按要求办理相关手续。本项目引入在建揭惠铁路揭阳站并对其进行调整优化,应协同揭惠铁路建设单位开展揭阳站相关变更设计,统筹设计、同步实施。
(三)建设单位应按照省管铁路建设管理规定履行基本建设程序,并严格按有关批复意见组织建设,切实履行建设管理职责,加强施工图审核等项目管理工作,严格控制工程投资,确保项目建设适用、技术、经济合理。
附表:初步设计概算审查表
广东省
2022年7月7日
附表
新建粤东城际铁路“一环一射线”揭阳南至揭阳段项目
初步设计概算审查表
单位:万元
部分:静态投资
411693.99
-2199.21
409494.78
一
拆迁及征地费用
120469.10
0.00
120469.10
二
路基
9951.35
-1279.30
8672.05
三
桥涵
46812.08
-1000.34
45811.74
四
隧道及明洞
111785.90
-1863.25
109922.65
五
轨道
13736.98
-352.66
13384.32
六
通信、信号、信息及灾害监测
9393.87
-1.52
9392.35
1.通信
3123.55
-2.31
3121.24
2.信号
3343.98
1.52
3345.50
3.信息
2853.28
-0.72
2852.56
4.灾害监测
73.06
-0.01
73.05
七
电力及电力牵引供电
9181.01
-16.27
9164.74
1.电力
5476.29
-17.55
5458.74
2.电力牵引供电
3704.72
1.28
3706.00
八
房屋
36011.34
372.69
36384.03
1.旅客站房
35002.25
397.13
35399.38
2.其他房屋
1009.09
-24.44
984.65
九
其他运营生产设备及建筑物
14539.58
87.59
14627.17
1.给排水
702.97
-10.99
691.98
4.动车
39.24
0.00
39.24
5.站场
9447.60
99.37
9546.97
7.其他建筑及设备
4349.77
-0.79
4348.98
十
大型临时设施和过渡工程
3298.67
-94.35
3204.32
十一
其他费用
22190.53
2316.26
24506.79
一、建设项目管理费
3288.92
-42.47
3246.45
三、建设项目前期费
1351.00
0.00
1351.00
四、施工监理费
2422.07
-38.44
2383.63
五、勘察设计费
5224.00
-41.00
5183.00
六、设计文件审查费
423.42
-6.78
416.64
七、其他咨询服务费
1397.22
-21.24
1375.98
八、营业线施工配合费
500.00
0.00
500.00
九、生产费
5218.89
-91.93
5126.96
十一、联调联试等有关费用
195.47
0.00
195.47
十三、生产准备费
57.27
0.00
57.27
十四、其他
2112.27
2558.12
4670.39
以上各章合计
397370.41
-1831.15
395539.26
十二
基本预备费
14393.15
-91.27
14301.88
扣减地方承担车站综合体投资
-7670.52
-166.28
-7836.80
岐宁站先期开工段(按厅已批复费用列入)
7600.95
-110.51
7490.44
以上总计
411693.99
-2199.21
409494.78
第二部分:动态投资
11207.00
-343.62
10863.38
十四
建设期投资贷款利息
11207.00
-343.62
10863.38
第三部分:机车车辆(动车组)购置费
6000.00
0.00
6000.00
十五
机车车辆(动车组)购置费
6000.00
0.00
6000.00
第四部分:铺底流动资金
149.40
0.00
149.40
十六
铺底流动资金
149.40
0.00
149.40
概算总额
429050.39
-2542.83
426507.56
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工控,指的是工业控制自动化,主要利用电气、机械、软件组合的方式实现, 即是工业控制系统,或者是工厂自动化控制。工控指的是工业控制系统的数据、网络和系统。
随着工业信息化的迅猛发展,德国的“工业4.0”、美国的“再工业化”风潮、“中国制造2025”等国家战略的推出,以及云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术与制造技术的加速融合,工业控制系统由从原始的封闭独立走向开放、由单机走向互联、由自动化走向智能化。但在工业企业获得巨大发展动能的环境背景下,也滋生了大量隐患,工控正面临严峻的挑战 。
工控系统现状
1. 工控设备(如PLC、DCS等)以及工控协议本身普遍在设计之初就较少考虑信息方面的问题 。 工控设备主要关注的是功能,系统的稳定性及性方面;互联网通常都通过加密、身份认等方式来协议传输的性,如SSH、HTTPS协议。而工控协议基本都是采用明文方式传输,并且缺少身份认的支持 。
2. 工控系统在建设之初较少考虑信息问题 ,比如在进行内外网交互的时候,大多只采用了物理隔离的方式进行建设,存在很大的隐患。
3. 随着互联网的发展,“两化融合”、“互联网+”、“工业4.0”等概念的推进,工控系统与互联网的信息交互变得十分必要且频繁,这就把系统中隐藏的风险、漏洞暴露出来,同时也会引入新的风险 。
4. 其他问题: 工业控制产品漏洞屡见不鲜 、 缺乏有效的全生命周期管理 、操作人员信息意识低等问题。
生产场景中常见的问题
1. 操作站、工程师站等HMI人机界面通常采用windows系统,并且基本不进行补丁更新。
2. DCS与工程师站、操作站之间进行通信时,基本不进行身份验、规则校验、加密传输、完整性检查等。
3. 外部运维操作没有审计监管。
4. 工程师站权限大,有些是通用的工程师站,只要接入生产网络,就可以对控制系统进行运维。
5. 工控系统普遍存在弱口令问题。
6. 通信协议的性考虑不足,容易被攻击者利用。的工控通信协议或规约在设计之初一般只考虑通信的实时性和可用性,很少或根本没有考虑性问题,例如缺乏强度的认、加密或授权措施等 。
7. 策略和管理制度不完善,人员意识不足。目前大多数行业尚未形成完整合理的信息保障制度和流程,对工控系统规划、设计、建设、运维、评估等阶段的信息需求考虑不充分。
工控与传统的区别
1、工控的性
1. 网络通信协议不同,工控大多使用各个厂商的私有协议,比如ModBus协议、西门子的S7协议等。
2. 系统稳定性要求高:网络造成的误报在一定程度上都等同于攻击。
3. 系统运行环境不同:工控系统运行环境相对原始和落后,大多使用老版本的WinXP、WIn7等系统,并且一般不打补丁。
4. 网络结构和行为相对稳定:不能频繁变动调整。
5. 网络防护要求高:不能通过简单的打补丁来解决问题。
2、工控的防护目标不同
对于工控系统来说,防护目标与传统的防护目标同样存在较大差异,具体情况如下:
3、防护手段不同
4、网络架构区别
5、数输区别
6、运行环境不同
相关防护标准
西门子
罗克韦尔
博世、倍福、三菱、欧姆龙、施耐德
其他
CCS
计算机集中控制系统。
控制系统的结构从初的CCS(计算机集中控制系统),到第二代的DCS(分散控制系统),发展到现在流行的FCS(现场总线控制系统)。
DCS
分散控制系统/分布式控制系统。
DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统CCS的基础上发展、演变而来的。
DCS它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
FCS
现场总线控制系统。
现场总线(Field bus)是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线,它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、、经济实用等一系列突出的优点,因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。
它是一种工业数据总线,是自动化领域中底层数据通信网络。
简单说,现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输,是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。
工业领域具有自身的性,因此造就了众多的总线,工业以太网,接口,协议,标准。
就现场总线而言,目前世界上依然存在着大概40余种,大家比较熟悉的有西门子的ProfiBus、
PhenixContact公司的InterBus,罗克韦尔的DeviceNet与ControlNet等等。
由于行业特性的不同,在不同的行业,也存在着不同的总线协议,各种各样的现场总线大于过程自动化、医领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域,大概不到十种的总线占有80%左右的市场。
CAN
控制器域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的,并成为标准(ISO 11898),是上应用广泛的现场总线之一。 在北美和西欧,CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制域网的标准总线,并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
CAN 的高性能和性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、的数据通信提供了强有力的技术支持。
DeviceNet
DeviceNet是一种用在自动化技术的现场总线标准,由美国的Allen-Bradley公司在1994年开发。DeviceNet使用控制器域网络(CAN)为其底层的通讯协定,其应用层有针对不同设备所定义的行规(profile)。主要的应用包括资讯交换、设备及大型控制系统。在美国的市场占有率较高。
DeviceNet通讯协定是由美国的Allen-Bradley公司(后来被洛克威尔自动化公司合并)所开发,以Bosch公司开发的控制器域网络(CAN)为其通讯协定的基础。DeviceNet移植了来自ControlNet(另一个由Allen-Bradley公司开发的通讯协定)的技术,再配合控制器域网络的使用,因此其成本较传统以RS-485为基础的通讯协定要低,但又可以有较好的强健性。
为了要推展DeviceNet在世界各地的使用,洛克威尔公司决定将此技术分享给其他厂商。后来DeviceNet通讯协定是由位在美国的独立组织开放DeviceNet厂商协会(ODVA)管理。ODVA维护DeviceNet的规格、也提供一致化测试),确保厂商的产品符合DeviceNet通讯协定的规格。
后来ODVA将DeviceNet通讯和其他相关的通讯协定整合成通用工业协定(CIP),其中包括以下的通讯协定:
1. EtherNet/IP(其N为大写,此处的IP不是网际协议,为“Industrial Protocol”的简称)
2. ControlNet
3. DeviceNet
4. CompoNet
CCL-Link
CC-Link是Control&Communication Link(控制与通信链路系统)的缩写,在1996年11月,由三菱电机为主导的多家公司推出。在其系统中,可以将控制和信息数据同时以10Mbit/s高速传送至现场网络,具有性能、使用简单、应用广泛、节省成本等优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题,同时具有的抗噪性能和兼容性。
CC-Link是一个以设备层为主的网络,同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。
Profibus
PROFIBUS – DP的DP即Decentralized Periphery。它具有高速低成本,用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。它与PROFIBUS-PA(Process Automation )、PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )共同组成了PROFIBUS标准。
PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准,在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动,PROFIBUS是程序总线网络(PROcess FIeld BUS)的简称。PROFIBUS和用在工业以太网的PROFINET是二种不同的通信协议。
1、Profibus-DP
PROFIBUS–DP协议明确规定了用户数据怎样在总线各站之间传递,但用户数据的含义是在PROFIBUS行规中具体说明的。另外,行规还具体规定了PROFIBUS-DP如何用于应用领域。使用行规可使不同厂商所生产的不同设备互换使用,而工厂操作人员毋须关心两者之间的差异。因为与应用有关的含义在行规中均作了的规定说明。
Profibus-DP用于现bai场层的高速数送。du在这一级,处理器(如PLC,PC)通过高zhi速串行线同分散dao的现场设备(i/0,驱动器、阀门等)进行通讯。
PROFIBUS DP(分布式周边,Decentralized Peripherals)用在工厂自动化的应用中,可以由控制器控制许多的传感器及执行器,也可以利用标准或选用的诊断机能得知各模块的状态。
2、Profibus-PA
Profibus-PA 适用于Profibus过程自动化。PA 将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来,并可用来替代4-20mA的模拟技术。
PROFIBUS PA(过程自动化,Process Automation)应用在过程自动化系统中,由过程控制系统监控量测设备控制,是本质的通信协议,可适用于防爆区域(工业防爆危险区分类中的Ex-zone 0及Ex-zone 1)。其物理层(缆线)匹配IEC 61158-2,允许由通信缆线提供电源给现场设备,即使在有故障时也可限制电流量,避免制造可能导致爆炸的情形。因为使用网络供电,一个PROFIBUS PA网络所能连接的设备数量也就受到限制。
PROFIBUS PA的通信速率为31.25 kbit/s。PROFIBUS PA使用的通信协议和PROFIBUS DP相同,只要有转换设备就可以和PROFIBUS DP网络连接,由速率较快的PROFIBUS DP作为网络主干,将信号传递给控制器。在一些需要同时处理自动化及过程控制的应用中就可以同时使用PROFIBUS DP及PROFIBUS PA。
3、Profibus-FMS
Profibus-FMS的设计旨在解决车间监控级通信任务,提供大量的通信服务。可编程序控制器
(如如PLC,PC机等)之间需要比现场层更大量的数送,用以完成中等传输速度进行的循环与非循环的通信服务,但通信的实时性要求低于现场层。
1、EtherNet/IP
工业以太网协议 (Ethernet/IP) 是由ODVA所开发并得到了罗克韦尔自动化的强大支持。它使用已用于ControlNet和DeviceNet的控制和信息协议 (CIP) 为应用层协议。
EtherNet/IP指的是"以太网工业协议"(Ethernet Industrial Protocol)。它定义了一个开放的工业标准,将传统的以太网与工业协议相结合。
该标准是由控制网络(CI, ControlNet International)和开放设备网络供应商协会 (ODVA)在工业以太网协会 (IEA, Industrial Ethernet Association)的协助下联合开发的,并于2000年3月推出。EtherNet/IP是基于TCP/IP系列协议,因此采用以原有的形式OSI层模型中较低的4层。标准的以太网通信模块,如PC接口卡、电缆、连接器、集线器和开关与 EtherNet/IP 一起使用。
CIP提供了一系列标准的服务,提供“隐式”和“显示”方式对网络设备中的数据进行访问和控制。 CIP数据包在通过以太网发送前经过封装,并根据请求服务类型而赋予一个报文头。这个报文头指示了发送数据到响应服务的重要性。通过以太网传输的CIP数据包具有的以太网报文头,一个IP头、一个TCP头和封装头。封装头包括了控制命令、格式和状态信息、同步信息等。这允许CIP数据包通过TCP或UDP传输并能够由接收方解包。相对于DeviceNet或ControlNet,这种封装的缺点是协议的效率比较低。以太网的报文头可能比数据本身还要长,从而造成网络负担过重。因此,EtherNet/IP更适用于发送大块的数据 ( 如程序 ) ,而不是DeviceNet和ControlNet更擅长的模拟或数字的I/O数据。
EtherNet Industry Protocol是适合工业环境应用的协议体系。它是基于控制与信息协议CIP(Control and Informal/on Protoco1)的网络,是一种是面向对象的协议,能够网络上隐式的实时I/O信息和显式信息(包括用于组态参数设置、诊断等)的有效传输。
EtherNet/IP采用标准的EtherNet和TCP/IP技术来传送CIP通信包,通用且开放的应用层协议CIP加上已经被广泛使用的EtherNet和TCP/IP协议,就构成EtherNet/IP协议的体系结构。
2、EtherCAT
EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个开放架构,以以太网为基础的现场总线系统,其名称的CAT为控制自动化技术(Control Automation Technology)字首的缩写。EtherCAT是确定性的工业以太网,早是由德国的Beckhoff公司研发。
自动化对通讯一般会要求较短的资料更新时间(或称为周期时间)、资料同步时的通讯抖动量低,而且硬件的成本要低,EtherCAT开发的目的就是让以太网可以运用在自动化应用中。
一般工业通讯的网络各节点传送的资料长度不长,多半都比以太网帧的小长度要小。而每个节点每次更新资料都要送出一个帧,造成带宽的低利用率,网络的整体性能也随之下降。EtherCAT利用一种称为“飞速传输”(processing on the fly)的技术改善以上的问题。
在EtherCAT网络中,当资料帧通过EtherCAT节点时,节点会复制资料,再传送到下一个节点,同时识别对应此节点的资料,则会进行对应的处理,若节点需要送出资料,也会在传送到下一个节点的资料中插入要送出的资料。每个节点接收及传送资料的时间少于1微秒,一般而言只用一个帧的资料就可以供的网络上的节点传送及接收资料。
3、HSE
HSE(高速以太网)连接主机、I/O子系统、网关和现场设备,运行速度为100 Mbps。基金会现场总线协议Fieldbus已经作为IEC 61804中的现场总线标准。
4、Profinet
PROFINET由PROFIBUS组织(PROFIBUS International,PI)推出,是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。
PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障以及网络等当前自动化领域的热点话题,并且,作为跨供应商的技术,可以兼容工业以太网和现有的现场总线(如PROFIBUS)技术,保护现有投资。
5、EPA
EPA是Ethernet for Plant Automation的缩写,它是Ethernet、TCP/IP等商用计算机通信领域的主流技术直接应用于工业控制现场设备间的通信,并在此基础上,建立的应用于工业现场设备间通信的开放网络通信平台。
2005年 12月EPA被正式列入现场总线标准IEC 61158(第四版)中的第十四类型,并列为与IEC 61158相配套的实时以太网应用行规标准IEC 61784-2中的第十四应用行规簇(Common Profile Family 14,CPF14)。
2005年 02月我国自主研发的实时以太网EPA通信协议Real time Ethernet EPA (Ethernet for Plant Automation) 顺利通过IEC各国家委员会的投票,正式成为IEC/PAS 62409文件。
2005年 01月“2004年度工控及自动化领域十大新闻”评选结果揭晓,“EPA为IEC收录,作为PAS标准予以发布”荣膺十大新闻之列。
2004年 11月“EPA基于高速以太网技术的现场总线控制设备”荣获第六届上海工业博览会奖。
2004年 10月EPA实时以太网在第六届中国高新技术成果交易会上广受关注。
2004年 09月浙大中控EPA实时以太网震撼MICONEX2004――第十五届多国仪器仪表展览会MICONEX2004。
2004年 05月浙江大学、浙大中控主持制定的《EPA标准》(征求意见稿)通过国家标委会的审核。
2003年 04月在EPA标准的基础上,课题组开发了基于EPA的分布式网络控制系统原型验系统,并在杭州龙山化工厂的联碱碳化装置上成功试用。
2003年 01月浙江大学、浙大中控主持制定的《用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信标准》通过专家评审。
2003年 01月EPA国家标准起草工作组成立。
2002年 10月浙大中控“基于以太网的EPA网络通信技术及其控制系统”项目通过了浙江省科技厅组织的技术鉴定。
2001年 10月由浙江大学牵头,以浙大中控为主,清华大学、大连理工大学、中科院沈阳自动化所、重庆邮电学院、TC124等单位联合承担国家“863”计划CIMS主题重点课题“基于高速以太网技术的现场总线控制设备”,开始制定EPA标准。
6、PowerLink
开源实时通信技术Ethernet POWERLINK 是一项在标准以太网介质上,用于解决工业控制及数据采集领域数输实时性的技术。本文介绍它的基本原理、相关特性如冗余、直接交叉通信、拓扑结构、性设计,并定义其物理层与介质等内容。
POWERLINK=CANopen+Ethernet
鉴于以太网的蓬勃发展和CANopen在自动化领域里的广阔应用基础,EthernetPOWERLINK 融合了这两项技术的优点和缺点,即拥有了Ethernet的高速、开放性接口,以及CANopen在工业领域良好的SDO 和PDO 数据定义,在某种意义上说POWERLINK就是Ethernet 上的CANopen,物理层、数据链路层使用了Ethernet介质,而应用层则保留了原有的SDO 和PDO对象字典的结构,这样的好处在于:
- POWERLINK 无需做较多的改动即可实现;
-保护原有投资的利益;
-开放性的接口;
7、Modbus
Modbus是由Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)在1979年发明的,是个真正用于工业现场的总线协议。ModBus网络是一个工业通信系统,由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或部线路连接而成,可应用于各种数据采集和过程监控。
ModBus网络只有一个主机,通信都由它发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器,但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统,各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。
Modbus协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一个控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来自其他设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。
Modbus是采用请求/应答方式的应用层消息协议,方便实现在低级设备和高级设备间通信,它包含三个的协议数据单元:modbus请求、modbus应答以及modbus异常应答。modbus请求中包含功能码和请求。modbus功能码有公共功能码、用户定义功能码和保留功能码三种类型。
modbus可以采用多种通信方式,如modbus RTU与Modbus ASCII、Modbus TCP、Modbus Plus。
8、IEC 60870-5-104
IEC 60870-5-104是电工委员会制定的一个规范,用于适应和引导电力系统调度自动化的发展,规范调度自动化及远动设备的技术性能。IEC 60870-5-104可用于交通行业,利用IEC104规约实现城市轨道交通中变电站与基于城域网的综合监控系统的集成通信是好的一个方法,它既了电力监控系统的开放性,又能很好的满足城市轨道交通系统对电力监控系统信息传输的实时、等要求,又有利于利用标准化的优势带来开发的便捷性。
9、BACnet
楼宇自动控制网络数据通讯协议(A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks)是由美国暖通、空调和制冷工程师协会(ASHRAE )组织的标准项目委员会135P (Stand Project Committee即SPC 135P)历经八年半时间开发的。
BACnet 协议是为计算机控制采暖、制冷、空调系统和其他建筑物设备系统定义服务和协议,从而使BACnet协议的应用以及建筑物自动控制技术的使用更为简单。
10、Siemens S7
Siemens S7属于第7层的协议,用于西门子设备之间进行交换数据,通过TSAP(Transport Service Access Point,传输服务访问点),可加载MPI(Multi Point Interface,多点接口),DP(传输协议,实现控制CPU和分布式I/O之间、循环的数据交换),以太网等不同物理结构总线或网络上,PLC一般可以通过封装好的通讯功能块实现。
11、DNP3
DNP3全称是Distributed Network Protocol 3,分布式网络协议3,是一种应用于自动化组件之间的通讯协议,常见于电力、水处理等行业。SCADA可以使用DNP协议与主站、RTU(远程终端设备)、及IED(智能电子设备)进行通讯。
它比起s7comm大刀阔斧做的协议栈要简单的多,是基于TCP/IP的,只是修改了应用层(但比modbus的应用层要复杂得多),在应用层实现了对传输数据的分片、校验、控制等诸多功能。
DNP3协议是一个广泛应用于电力系统中子站与主站通讯的协议,因为DNP3协议可以封装在以太网TCP/IP上运行(默认端口为TCP的 20000端口),这样难免就会有暴露在公网的情况,而DNP3协议也比较,其主要应用在电力行业的自动化组件之间的通信,在暴露的数据中肯定不乏一些电力行业的设备以及系统。
12、PCWorx
2005年,菲尼克斯电气公司首次推出中文版大型工控软件 PCWORX,这是欧美公司推出的套中文版大型工控软件。该中文版工控软件的推出将大地方便中国用户对于自动化技术的学和使用,代表了欧美公司对中国市场的又一贡献。
菲尼克斯电气的自动化技术AUTOMATIONWORX 不仅由大量的硬件和支持软件所构成,可以形成各种典型的自动化系统,如单纯的总线系统,具有功能的总线系统,以太网与总线相结合的系统,以及正在推出的网络技术”E网到底”的自动化系统;它还涵盖了 INTERBUS、Ethernet PROFINET、工业无线通讯、光纤以及等技术,PCWORX3.11是菲尼克斯电气公司的协议。
13、OPC
OPC(OLE for Process Control,用于过程控制的OLE)是世界上广为应用的信息交换的互操作标准,它具有性、性以及平台独立性。
工业网络协议总体上可以归类为内部私有网络协议,其协议规约是由厂商根据自己的设备自行规定的,没有统一的协议标准。
14、OMRON FINS
欧姆龙是来自日本的电子和自控设备制造商,其中小型PLC在国内市场有较高的市场占有量,有CJ、CM等系列,PLC可以支持Fins,Host link等协议进行通信。支持以太网的欧姆龙PLC CPU、以太网通信模块根据型号的不同,一般都会支持FINS(Factory Interface Network Service)协议,一些模块也会支持EtherNet/IP协议,Omron fins协议使用TCP/UDP的9600端口进行通信,fins协议封装在TCP/UDP上进行通信,需要注意的是TCP模式下组包和UDP模式下在头部上有所差异。具体协议包的构造可以参考欧姆龙官方的协议文档。FINS协议实现了OMRON PLC与上位机以太网通信。
15、Tridium Niagara Fox
Tridium是Honeywell旗下独立品牌运作的全资子公司。采用Tridium技术的世界品牌包括:Honeywell,Siemens,JCI,Schneider,Samsung 和IBM等。Tridium创造性的开发了软件框架“Niagara Framework”。基于Niagara框架可以集成、连接各种智能设备和系统,而无需考虑它们的制造厂家和所使用的协议,形成一个统一的平台,实现互联互通互操作,并可以通过互联网基于Web浏览器进行实时控制和管理。另外,基于Niagara框架,客户可以进行二次开发,实现其专有的应用,开发其专有的产品。
NiagaraAX平台到今天已经整合了不同层级的东西,之前谈论的大多数都是设备,硬件设备是为建筑或者园区提供基础设置的,另外一些包括安防系统、访客管理、能源计费系统、管理服务、设备、设施维护计划,资产管理、设施管理等系统,NiagaraAX可以把这些基础设备和系统相互衔接起来,使用专有的Tridium Niagara Fox协议通信,给客户创造价值。
16、ProConOs
ProConOS是德国科维公司(KW-Software GmbH)开发的用于PLC的实时操作系统,ProConOS embedded CLR是新型的开放式标准化PLC运行时系统,符合IEC 61131标准,可执行不同的自动化任务(PLC、PAC、运动控制、CNC、机器人和传感器)。
通过采用标准的微软中间语言(依据IEC/ISO 23271标准为MSIL/CIL)作为设备接口,可使用C#或IEC 61131标准语言对ProConOS Embedded CLR编程,ProConOS Embedded CLR为客户提供了实时的嵌入式应用。该操作系统使用ProConOs专有的工控协议通讯,服务端口号是20547。
17、Crimson v3.0
红狮(Red Lion Controls)控制系统制造公司位于美国的宾西法尼亚州,可以制造多种工业控制产品从定时器和计数器到精密复杂的人机界面,具有的贴片安装和板上芯片的生产能力。红狮工程团队可以提供各种新产品设计,从应用范围很广的标准控制产品到根据客户和OEM的要求而定做的产品。美国红狮控制公司为其交货迅速、良好的客户服务和高质量的技术支持而引以为豪。
Crimson v3.0 是redlion公司的工控系统配置软件,产品协议成为自动化市场的协议之一,免费的Crimson3.0软件拥有强大的功能,支持拖拉式组态结构,显示,控制,数据记录仪功能,是为了充分发挥MC系列产品的功能而设计开发的。大部分简单的应用程序可以一步步建立,配置相关的通讯协议和数据标签。内置多种串口和以太网口驱动程序选择菜单,可以数秒内将数据下载到MC上,内置各种驱动程序,无需编写代码就可以和各种PLC,PC机和SCADA系统通讯。
18、MELSEC-Q
三菱Q系列PLC以太网模块系统默认开放了TCP的5007端口和UDP的5006端口用于与GX软件进行通信,通过对通讯协议的分析,可以实现对该系列PLC设备的识别和发现。
19、Tcnet
TCnet是一种网络技术,由电工委员会(IEC)认为标准,并批准作为公共可用规范(PAS)发布。它基于以太网,具有实时性和高性的特点。
20、Wnet
WNET (.a. NetBEUI) protocol no longer performs client impersonation.
In all previous Firebird versions, remote requests via WNET are performed in the context of the client security token. Since the server serves every connection according to its client security credentials, this means that, if the client machine is running some OS user from an NT domain, that user should have appropriate permissions to access the physical database file, UDF libraries, etc., on the server filesystem. This situation is contrary to what is generally regarded as proper for a client-server setup with a protected database.
工业无线网
1、IEEE 802.11(a/b/g/n)
IEEE 802.11是现时无线域网通用的标准,它是由IEEE所定义的无线网络通信工业的标准Wi-Fi——IEEE802.11系列。
无线域网路的个版本发表于1997年,其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在 2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式,总数输速率设计为2Mbit/s。
两个设备之间的通信可以自由直接(ad hoc)的方式进行,也可以在基站(Base Station, BS)或者访问点(Access Point,AP)的协调下进行。为了在不同的通讯环境下取得良好的通讯品质,采用 CSMA/CA (Carrier Sense Multi Access/Collision Aviodance)硬件沟通方式。
1999年加上了两个补充版本: 802.11a定义了一个在5GHz ISM频段上的数输速率可达54Mbit/s的物理层,802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上但数输速率高达11Mbit/s的物理层。 2.4GHz的ISM频段为世界上大多数国家通用,因此802.11b得到了为广泛的应用。
苹果公司把自己开发的802.11标准起名叫 AirPort。1999年工业界成立了Wi-Fi联盟,致力解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。
802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s工作在5GHz) 。
802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz) 。
802.11g,2003年,物理层补充(54Mbit/s工作在2.4GHz) 。
802.11n,更高传输速率的改善。
2、Rfieldbus
Wireless Fieldbus-RFieldbus
RFieldbus是在现场总线PROFIBUS基础上研制的一种具有传送IP数据包能力的无线实时通讯系统,又称无线现场总线。
3、ZigBee
ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、、、。
工业协议常用端口
协议名称端口号牵头组织应用行业MODBUS502Modicon公司的,被施耐德电气仪器仪表、RTU、过程自动化领域等EtherNet/IP44818罗克韦尔自动化公司过程自动化领域BACnet47808ISO、ANSI、ASHRAE智能楼宇控制S7102西门子通信协议过程自动化领域DNP320000IEEE水处理FINS9600欧姆龙公司过程自动化领域GE SRTP18245美国通用电器,发那科过程自动化领域MELSEC-Q5006/5007日本三菱过程自动化领域Tridium-Niagara Fox协议1911Tridium公司智能建筑、基础设置管理、安防等行业Crimson V3789redlion公司工控系统配置软件CIP44818ODVA过程自动化IEC-60870-5-1042400/2404电工委员会(IEC)电力行业Moxa Npot4800台湾MOXA公司过程自动化PCWorx1962菲尼克斯过程自动化IEC6185048571电工委员会(IEC)电力行业OPC DA动态端口OPC组织数据采集OPC UA4840OPC组织数据采集EGD18246GE,发那科过程自动CC-link串口三菱电机过程自动化EtherCAT34980Beckhoff过程自动化CANopen串口CiA组织过程自动化ControlNet44818罗克韦尔过程自动化Deveicenet串口罗克韦尔过程自动化Powerlink无贝加莱、Kuka、 Hirschmann过程自动化Host link串口欧姆龙公司过程自动化Profinet34962、34963、34964西门子过程自动化PROFIBUS串口西门子过程自动化AS-i串口西门子过程自动化IO-Link串口西门子过程自动化SERCOSIII无IEC1491过程自动化HSE1089、1090、1091IEC 61804过程自动化ROC Plus4000EmersonDCSFoxboro DCS FoxApi55555FoxboroDCSFoxboro DCS AIMAPI45678FoxboroDCSFoxboro DCS Informix1541FoxboroDCSLonWorks2540、2541美国埃施朗公司半导体制造、照明控制系统、能源等行业ICCP(IEC 60870-6/TASE.2)102IEC输电、配电和不同区域的发电厂DyNet串口飞利浦PLCDF1串口Allen-BradleyPLCProConOs20547德国科维高性能PLC运行时间引擎EPA35004浙大中控化工领域MELSEC-Q5007三菱命令处理程序
在工业控制系统ICS中使用的通信协议在不同的行业、不同的区域和不同的供应商之间差别很大。
1、电力行业
1.1 IEC 60870-5
IEC 60870-5可能是上的变电站自动化协议。在美国,它在功能同于DNP3,它使用IEC 60870-5的部分来为数据链路层提供基础。已经制定了许多配套标准,包括以下内容:
IEC 60870-5-101:用于远程控制、远程保护相关的电力系统,是具有监视、控制功能的通信传输协议IEC 60870-5-103:实现保护装置和变电站控制系统设备之间互操作性的传输协议IEC 60870-5-104:是IEC 60870-5-101的扩展,包括传输、网络、链路和物理层服务的变化,以及与TCP/IP和其他传输(ISDN、X.25帧中继等)连接的套件IEC 60870-5典型的通信介质包括以太网和串行,典型端口为2404/UDP和2404/TCP。
1.2 分布式网络协议3.0(DNP3)
DNP3广泛应用于北美地区,主要用于替代IEC 60870-5系列协议。它是在20世纪90年代早期开发的一种串行协议,但现在也存在UDP/IP和TCP/IP变体版本。DNP3和IEC 60870-5之间存在许多相似之处,因为IEC 60870-5开发委员会的几个成员在开发过程中离开,创建了后来的DNP3。因此,DNP3和IEC 60870-5的数据链路层相似,但协议的上层差异性较大。
DNP3主要应用于北美电力行业,但该协议也渗透到自来水和污水处理行业。根据牛顿-埃文斯研究公司调查,2008年北美电力公司中有一半以上使用DNP3协议的UDP/IP或TCP/IP变体版本。
目前,研究者正在开发DNP3的扩展,预计这些扩展将提供链接加密和密钥管理服务。
DNP3协议典型的通信介质包括以太网和串行连接,DNP3通常使用端口有20000/UDP,20000/TCP,19999/UDP和19999/TCP。
1.3 基金会现场总线(FOUNDATION Fieldbus)
基金会现场总线协议是不同工业进程中的主要现场总线协议。它主要用于过程/工厂自动化,已部署在各种装置中,包括发电厂/发电机控制和半导体制造的控制。Fieldbus的通信介质包括双绞线和光纤。典型端口包括1089/UDP,1089/TCP,1090/UDP,1090/TCP,1091/UDP和1091/TCP。
现场总线基金会网站上提供了基金会现场总线协议支持设备的公共列表。现场总线基金会的成员包括350多家领先的控制系统和仪表供应商以及一些用户。
1.4 控制中心间通信协议(ICCP)
ICCP(IEC 60870-6/TASE.2)用于控制中心之间的通信,主要用于电力行业。在美国,ICCP网络经常被用于公用事业公司的协同 -- 通常是具有传输业务的公用事业,如输电、配电和不同区域的发电厂,将这些不同区域的服务商连接在一起,可以以协调不同地区之间的电力输入和输出。ICCP通常使用端口102/TCP。
1.5 Modbus协议
由于其使用简单、可免费下载以及免版权费部署等特性,Modbus成为领域中的控制协议。
PLC和继电器等智能设备通常使用Modbus协议或者其变体与远程RTU等简单设备进行通信。除Modbus标准协议外,Modbus +是普遍的一个变体。Modbus网站上提供了Modbus成员列表(属于Modbus开发人员组的公司和开发人员)。此列表包括各个成员以及每个成员制造的产品的简要说明。还提供了Modbus供应商列表、Modbus设备列表以及提供Modbus系统集成服务的公司列表。
现在有许多Modbus变体,Modbus RTU是一种开放标准、允许通过串行连接进行通信的二进制编码协议。Modbus ASCII也是一种开放标准、支持串行连接的ASCII编码协议。Modbus/TCP是一种开放标准、它将Modbus RTU有效负载封装在TCP数据包中,并对功能码进行了一些限制。Modbus/UDP因供应商而异,但常见的是通过UDP传输Modbus/TCP。Modbus +是一种扩展的高速(1Mbps)版本,它使用令牌传递技术进行传输介质访问控制,但Modbus +是Modicon的专有协议。Enron(或Daniels)Modbus是标准的Modbus协议,具有供应商扩展,将32位值视为一个寄存器而不是两个。JBus是具有较小的寻址变化的Modbus协议版本。
Modbus典型的通信介质包括以太网和串口(RS485双线常见)。Modbus通常在端口502/TCP上通信。
2 石油和天然气行业
石油和天然气行业没有明显的主流协议。该行业使用各种协议,如DNP3,IEC 60870-5和Modbus。节更深入地讨论了这些协议。多种现场总线协议,如基金会现场总线协议Feildbus,也能在许多石油和天然气设施中也能看到。
石油和天然气行业的通信经常通过无线进行传输,通过RTU和传感器为PLC提供流量和压力数据,PLC运行保护系统和油井控制系统等。
2.1 DNP3和IEC 60870-5
关于DNP3和IEC 60870-5的讨论在5.2节的电力行业部分中已经给出。在Triangle Microworks Inc.网站上,列出了使用DNP3和IEC 60870-5的石油和天然气公司的清单,在该网站还可以找到关于协议的白皮书。
典型的通信介质包括以太网和串行连接。DNP3通常使用端口20000/UDP,20000/TCP,19999/UDP和19999/TCP,而IEC 60870-5通常使用2404/UDP和2404/TCP。
2.2 Modbus协议
如第5.2节中对Modbus的描述所述,Modbus是石油和天然气领域的流行控制协议。另外基金会现场总线协议在石化领域也很受欢迎。
典型的通信介质包括以太网和串口(RS485双线常见)。Modbus通常在端口502/TCP上运行。
3 水处理行业
3.1 DNP3协议
如第5.2节中对DNP3的描述所述,该协议在水处理领域也很受欢迎。典型的通信介质包括以太网和串行连接。DNP3通常使用端口20000/UDP,20000/TCP,19999/UDP和19999/TCP。
3.2 Modbus协议
在上文关于电力行业部分,对Modbus的描述中提到过,Modbus是水处理行业中比较流行控制协议。典型的通信介质包括以太网和串行总线。Modbus通常在端口502/TCP上运行。
4 建筑自动化领域
在建筑自动化领域,LonWorks(也称为LonTalk或ANSI/CEA 709.1B)是主流的通信协议,其次是DyNet,还有一些其他通信协议。典型的通信介质包括电力线载波、双绞线/以太网、光纤和RF。主要通信端口包括2540/UDP,2540/TCP,2541/UDP和2541/TCP。
4.1 LonWorks (LonTalk, 或ANSI/CEA 709.1-B)
美国埃施朗公司(Echelon)基于LonWorks协议了一个网络平台,也叫做LonWorks平台。该平台广泛应用于许多行业,包括半导体制造、照明控制系统、能源管理系统、HVAC系统、安防系统、家庭自动化、消费电器控制、公共街道照明/监控/控制和加油站控制。LonWorks的典型应用是用作恒温器,通过LonTalk协议与PC和PLC通信,来协调建筑物内部的空调和通风系统(HVAC)。
ISO和IEC已授予LonWorks平台兼容性标准号ISO/IEC 14908-1,-2,-3和-4(ANSI/CEA-852)。LonWorks还构成了IEEE 1473-L(列车网络,Locomotive networking)以及其他几个特定的应用领域的应用。中国已批准LonWorks作为国家控制标准(GB/Z 20177.1-2006)并作为建筑和智能社区标准(GB/T 20299.4-2006)。欧洲设备制造商委员会也已将LonWorks作为其家用电器控制和监控 - 应用互通规范标准的一部分。
4.2 DyNet
DyNet是由Dynalite(现为飞利浦电子公司)开发的专有协议。DyNet设备包括自己的可编程控制器,并通过点对点模型通信。
DyNet典型的通信介质包括RS-485串行总线、RS-232串行总线、以太网和红外。
4.3 其他协议
还有许多协议用于建筑自动化系统。的包括INSTEON,X10,ZigBee,X-Wave和KNX/Konnex。
5 过程自动化(制造业)领域
过程自动化领域的以现场总线协议为主,包括PROFINET、基金会现场总线协议Fieldbus和通用工业协议CIP及其衍生协议。IEC 61158和IEC 61784包含每种主要现场总线协议及其变体的详细说明。
5.1 DF1协议
DF1是ANSI X3.28协议中D1和F1部分中定义的串行通信协议。该协议初由Allen-Bradley(现为罗克韦尔自动化公司)开发,通常用作向Allen-Bradley PLC传输可编程控制器通信命令(PCCC)。
5.2 基金会现场总线协议Fieldbus
基金会现场总线协议Fieldbus适用于基本和高级调节控制的应用,以及与这些功能相关的大部分离散控制场景。基金会现场总线协议Fieldbus有两种不同速度和不同传输媒介运行的实现方式:H1是常见的实现方式,通常连接现场设备并以31.25Kbps运行; HSE(高速以太网)连接主机、I/O子系统、网关和现场设备,运行速度为100 Mbps。基金会现场总线协议Fieldbus已经作为IEC 61804中的现场总线标准。
5.3 过程现场总线协议Profibus
Profibus由德国教育和研究部门BMBF开发。它有两种变体,其中较常见的变体是分散式外围设备(DP)协议,通常用于集中控制器与传感器/执行器的通信;另一种变体是过程自动化(PA)协议,用于过程控制系统PCS监控测量设备。PA变体设计并用于爆炸性或危险区域,并使用符合IEC 61158-2的物理传输链路。PA和DP相同的基本相同的通信规约,但PA的运行速度为31.25Kpbs。DP网络和PA网络可以通过一个耦合器连接起来,DP用作骨干网。Profibus现场总线协议包含在IEC 61158和IEC 61784标准中。
5.4 Profinet IO协议
PROFINET概念具有两个视角:PROFINET CBA和PROFINET IO,两者都可以在同一总线系统上进行通信。它们可以单独操作或组合使用,PROFINET IO子系统可以从另一个角度作为PROFINET CBA系统。
POFINET IO开发用于与分布式外围设备的实时(RT)和等时(IRT)通信,实时通信RT的周期时间为10毫秒,等时通信IRT驱动循环时间为1ms或更短。PROFINET CBA适用于通过TCP/IP进行基于组件的通信,以及用于模块化系统工程中的实时通信。两种通信通信模式可以并行使用。PROFINET CBA的反应时间范围为100ms。
PROFINET现场总线协议包含在IEC 61158和IEC 61784标准中。
5.5 CC-Link协议
CC-Link是由日本三菱电机开发,并被其他日本供应商广泛采用的一种现场总线协议。目前,使用CC-Link设备总数超过600万台,涵盖1000多种不同的设备。使用CC-Link协议的工业以太网可以很方便的跟传统的IT网络进行集成。
有四种CC-Link格式:
① CC-Link。
② CC-Link LT(用于低通信需求设备的轻量化版本)。
③ CC-Link Safety(高性版本,符合IEC 61508 SIL3和ISO13849-1 Cat 4标准)。
④ CC-Link IE(工业以太网版)典型的CC-Link通信介质包括双绞线和光纤,CC-Link合作伙伴协会提供合作伙伴名单。
5.6 通用工业协议(CIP)
通用工业协议(CIP)尝试为整个制造业提供统一的通信架构。CIP是EtherNet/IP、DeviceNet、CompoNet和ControlNet的等协议的统一应用层协议。CIP包含一整套消息和服务,用于收集制造自动化应用程序的控制、、同步、运动、配置等信息。该协议由Open DeviceNet Vendors Association (ODVA)管理。
5.7 ControlNet协议
ControlNet是由Allen-Bradley开发的一种CIP实现。ControlNet具有支持冗余链路电缆的内置功能,通信都经过严格的安排从而具有高度确定性。
ControlNet物理层是使用BNC连接器的RG-6同轴电缆或光纤。ControlNet使用曼彻斯特编码,总线速度为5 Mbps。链路层的运行周期称为网络更新时间(NUT),每个NUT具有两个阶段,阶段预留给的常规流量传输,以传输机会,第二阶段用于没有的计划外流量传输。ControlNet的大帧大小为510字节。
5.8 DeviceNet协议
DeviceNet是由Allen-Bradley开发的另一个CIP实现版本。DeviceNet位于控制器区域网络(CAN)物理层,并采用ControlNet技术,与传统的基于RS-485的协议相比,它的成本更低和健壮更高。
DeviceNet的波特率分别为125 Kbps、250 Kbps和500 Kbps,主干线长度与总线速度成反比,即分别为500米、250米和125米。大多数部署使用主/从模式,但也可以使用点对点传输。多个主设备在单个逻辑网络上共存。DeviceNet经过精心设计,可以在复杂的电磁环境下稳定运行。
5.9 EtherNet/IP协议
EtherNet/IP是由罗克韦尔自动化开发的CIP协议的实现版本。协议的应用层是CIP。EtherNet/IP是在标准TCP/IP堆栈上构建的应用层协议,它将网络上的设备统一视为一系列“对象”,底层利用现有的以太网基础设施(无论速度如何)。整个EtherNet/IP堆栈可以在通用处理器上通过软件实现,无需ASIC或现场可编程门阵列(FPGA)。EtherNet/IP利用44818/TCP进行显式消息传递和2222/UDP用于隐式消息传递。
5.10 EtherCAT协议
EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是用于控制自动化技术的以太网协议,其Ethertype为0x88A4,通过将帧数据插入UDP数据包可以实现IP可路由。EtherCAT没有采用每个周期每个节点处理一个帧(更新时间)的模式,而是使用“即时处理”模式。EtherCAT不是简单的从设备接收以太网帧,而是在数据报通过设备时读取发往它们的数据,并在每个节点处作为过程数据进行解释和复制,类似地,在数据报通过时插入输入数据。许多节点可以用一帧寻址。
EtherCAT网络可以通过网关与CANopen,DeviceNet,PROFIBUS和其他协议集成。EtherCAT技术组是用户和供应商组建的组织; 截至2009年8月,它由来自47个国家的1100多家公司组成。EtherCAT作为现场总线协议包含在IEC 61158和IEC 61784标准中。EtherCAT使用端口34980/UDP和34980/TCP在以太网LAN之间进行路由。
5.11 EGD协议(Ethernet Global Data)
以太网全数据(EGD)协议是一种通信机制,它使一个CPU能够以定期调度的周期速率与一个或多个其他CPU共享其内部存储器的一部分。某些GE发那科的PLC使用EGD协议。
5.12 FINS协议
FINS是欧姆龙(一家日本控制公司)开发的协议,并在其新的PLC中使用。它通常使用端口9600/UDP在支持IP的系统上运行。
5.13 Host Link协议
Host Link是欧姆龙为其旧PLC系列开发的协议,但是,许多新的欧姆龙PLC仍然可以使用HostLink协议进行通信。它是基于ASCII码的RS-232总线协议。
5.14 SERCOS协议(Serial Real-Time Communication System)
SERCOS具有严格的实时要求,尤其适用于运动控制,例如金属切割和成型、机械装配、包装、机器人、印刷和材料处理等领域。该协议由SERCOS International管理,目前的版本是SERCOS III。SERCOS在IEC 61158和IEC 61784标准中有详细的定义。
5.15 SRTP协议(Service Request Transfer Protocol)
SRTP是一种用于通过PC向PLC进行命令和数据通信的协议。它被GE发那科PLC用作应用层通信协议。
5.16 Sinec H1协议
Sinec H1是西门子开发的传输层协议,不同的应用层协议可以在其上运行。该协议的大带宽特性使其成为大数据量传输的理想选择。
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一、同轴电缆
视频信号传输一般采用直接调制技术、以基带频率(约8MHz带宽)的形式,常用的传输介质是同轴电缆。同轴电缆是专门设计用来传输视频信号的,其频率损失、图像失真、图像衰减的幅度都比较小,能很好的完成传送视频信号的任务。
摄像机到监控主机的距离≤200米,通常在100米左右,可以用SYV-75-3(即RG59线)视频线或者SYV-75-5(96编)。
摄像机到监控主机的距离》200米《350米,可以用SYV-75-5(128编)视频线。
摄像机到监控主机的距离在500米左右,采用SYV-75-7基本可以实现。(一般不常用)
摄像机到监控主机的距离在500-1000米,可以采用光纤传输。
PS:SYV电缆全称实心聚乙烯缘射频同轴电缆,是同轴电缆的一种。
SYV-75-5:S代表射频,Y代表聚乙烯缘,V护套,75代表特性阻抗,5代表线径。
A:64编B:96编C:128编“编”代表:屏蔽层的密度,即外面密密的铜线。
二、光纤传输
距离更远的采用光纤传输方式,光纤传输具有衰减小、频带宽、不受电磁波干扰、重量轻、保密性好等一系列优点,主要用于国家及省市级的主干通讯网络、有线电视网络及高速宽带计算机网络。而在闭路电视监控系统中,光纤传输也已成为长距离视音频及控制信号传输的首选方式。
三、通信电缆
通信线缆一般用在配置有电动云台、电动镜头的摄像装置,在使用时需在现场安装遥控解码器。现场解码器与控制中心的视频矩阵切换主机之间的通信传输线缆,一般采用2芯屏蔽通信电缆(RVVP)或3类双绞线UTP,每芯截面积为0.3mm2~0.5mm2。选择通信电缆的基本原则是距离越长,线径越大。例如:RS-485通信规定的基本通信距离是1200m,但在实际工程中选用RVV2-1.5的护套线可以将通信长度扩展到2000m以上。当通信距离过长时,需使用RS-485通信中继器。
四、双绞线传输
视频信号也可以用双绞线传输,这要用到双绞线传输设备。在某些应用场合,双绞线传输设备是不可少的。如:当建筑物内已经按综合布线标准敷设了大量的双绞线(标准中称三类线或五类线)并且在各相关房间内留有相应的信息接口(RJ45或RJ11),则新增闭路电视监控设备时就不需再布线,视音频信号及控制信号都可通过双绞线来传输,其中视频信号的传输就要用到双绞线传输设备。另外对已经敷设了双绞线(或两芯护套线)而需将前端摄像机的图像传到中控室设备的应用场合,也需用到双绞线传输设备。
双绞线视频传输设备的功能就是在前端将适合非平衡传输(即适合75Ω同轴电缆传输)的视频信号转换为适合平衡传输(即适合双绞线传输)的视频信号;在接收端则进行与前端相反的处理,将通过双绞线传来的视频信号重新转换为非平衡的视频信号。
双绞线传输设备本身具有视频放大作用,因而也适合长距离的信号传输。对以上不同的传输方式,所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。
五、声音监听线缆
声音监听线缆一般采用4芯屏蔽通信电缆(RVVP)或3类双绞线UTP,每芯截面积为0.5mm2。在没有干扰的环境下,也可选为非屏蔽双绞线,如在综合布线中常用的5类双绞线(4对8芯);由于监控系统中监听头的音频信号传到中控室是采用的点对点布线方式,用高压小电流传输,因此采用非屏蔽的2芯电缆即可,如RVV2-0.5等。
六、控制电缆
控制电缆通常指的是用于控制云台及电动可变镜头的多芯电缆,它一端连接于控制器或解码器的云台、电动镜头控制接线端,另一端则直接接到云台、电动镜头的相应端子上。
云台与控制器距离≤100米,用RVV6×0.5护套线。
云台与控制器的距离》100米,用RVV6×0.75护套线。
PS:护套线介绍:软护套有RVV和BVV
v-聚氯乙烯缘
v-聚氯乙烯护套
R-软
VV-聚氯乙烯缘聚氯乙烯护套电力电缆
RVV-聚氯乙烯缘聚氯乙烯护套软电缆(也叫护套线) 监控常用线缆的型号和区别 视频线、射频线、屏蔽与非屏蔽、信号线、控制线等等,各种型号,初入行者经常被搞混,下面是几个常用型号的区分:RVV与KVV、RVVP与KVVP区别:RVV和RVVP里面采用的线为多股细铜丝组成的软线,即RV线组成。KVV和KVVP里面采用的线为单股粗铜丝组成的硬线,即BV线组成。AVVR与RVVP区别:东西一样,只是内部截面小于0.75平方毫米的名称为AVVR,大于等于0.75平方毫米的名称为RVVP。