一、系统概述

随着信息技术和自动化工艺的不断发展，生产自动化系统在石油天然气工业生产中的应用越来越广。石油管道具有压力高及传送量大等特点，由于长时间管道防腐覆盖层老化引起的突发性能自然灾害，这些隐患严重威胁了石油管道输送线路的安全同时导致不必要经济损失。为解决以上问题，组建高效可靠的高清监控网络必不可少。

石油输送化工产业通常工作环境极端苛刻，如气候的恶波动、强风吹袭、烈日暴晒等等...。系统要保证在极端冷热的环境下稳定工作，保证采集点数据有效回传，普通交换机在抗干扰性能、电磁兼容性、可靠性、可用性、MTBF等方面不能完全适应工业环境的要求，且不能形成高速冗余环的连接方式，使用寿命也会大大降低。因而必须采用工业级的以太网交换机。通过对现场情况的监视、报警和数据管理对比分析后，根据不同的情况、提出及时有效的应对方案。达到预防问题、解决问题、有效减少安全隐患、环境污染及经济损失。

二、设计原则

网络通信传输系统是现代化管理系统的信息基础设施，其可靠性和可扩展性对系统的安全至关重要，本方案遵循以下的设计原则：

可靠性：石化行业的特点决定了网络系统必须具有很高的可靠性和可用性，在选型时必须考虑所选用设备的冗余性，出错处理和容错能力，同时所选的设备应能适应恶劣的工作环境。

可扩展性：网络能随系统建设进程做到整体规划，分布实施，在系统容量、节点规模、网络速率等方面具有较高的扩充性，可以方便地对原有网络系统进行节点或设备本身的扩充。

开放性：网络通信传输系统应具有开放性，符合现有相应的国际标准和协议。同时提供开放的网络接口和数据接口，保证现有的各类产品以及未来出现的新产品能够协同运行，方便数据交换、信息共享。

可维护性：提供有效的网络管理和系统监控、调试、诊断技术，保证系统维护管理简明、方便、有效。在设备发生故障时能够方便及时的发现故障、排除故障。

安全性：网络系统应具备较高的安全性，应具有防病毒与防黑客攻击的能力。

三、方案特点

1、工业级产品适用于恶劣环境

2、HF-ring冗余环网快速自愈（时间小于15MS）

3、导轨式安装、安装部署灵活

4、良好的温度特性-40℃-85℃ 适合工作环境

5、双电源备份设计、有效提高系统的安全可靠性

6、IP40防护等级，能够适应恶劣的工作环境

7、无风扇散热，提高系统的可靠性

8、坚固的工业级外壳、适用于应用宝环境

9、带有继电器告警。可检测电源故障及端口连接故障

四、方案示意图

五、方案说明

本方案将采用基于以太网TCP/IP的工业以太网技术，主干环网传输介质采用光缆，网络结构采用基于工业以太网的环形架构。

外场使用HF-IES-4000-10P8G2SF工业级交换机，电口接入就近的PLC数据、广播、高清视频，然后光口通过输送管道沿线铺设的光纤组建冗余环网回传中心。中心采用HF-IES-4000-52P32G16GC4XG，交换机提供的16个光电复用口用来接入外场的组环回传光纤纤，电口上联、输出。华飞科技自主研发的私有冗余环网协议，支持单环、多环、双环备份、子环、dual-homing多种组网方式，也可与第三方的环网互联。支持组建更灵活的、更易扩展的网络，满足各种冗余网络应用场景。

六、技术优势

通过有选择性地阻塞网络冗余链路，防止网络形成广播风暴和MAC地址表不稳定等现象，从而有效保证用户通信质量。此外，HF-Ring吸取了STP/RSTP/MSTP等传统环网保护技术的优点，优化了检测机制。 

HF-Ring技术和STP/RSTP/MSTP等其他二层环路协议比较，具有以下优势：

收敛速度快

HF-Ring吸取了STP/RSTP/MSTP等环网保护技术的优点，优化了检测机制，收敛速度更快。200台组成的单环网络（仅HF-Ring V2）中可以达到15ms内收敛要求。

支持更多冗余拓扑

支持单环、多环、双环备份、子环、dual-homing多种拓扑，可与第三方环网互联，支持组建更灵活的、更易扩展的网络，满足各种冗余网络应用场景。 

故障链路恢复后不回切

HF-Ring故障链路恢复后，不会回切，避免了链路回切造成的二次丢包。

配置简单

仅需配置环类型和环端口。角色状态完全自动选举，自动配置，不需要配置根和备份链路。可以通过WEB页面、CLI命令行方便的配置和查看环状态，链路故障时，在任一节点上查看环状态，可快速定位故障点。