西屋ovation系统网络结构

第二章 OVATION 系统网络
2.1Ovation系统的网络
西屋公司WDPF－II系统的通讯网络是一个很有特色的通讯，它通过双口RAM实现了通讯管理与主CPU的分离，实现了各站CPU透明访问全局数据库功能，使系统
功能的增加可用增加站的办法来实现。

它的通讯管理由广播与民主方式相结合，
既适应了DCS周期性工作要求，又提备了整个系统响应补长线的能力，实时响应
性极佳。

WDPF－II的通讯系统是西屋公司的专利。

正因为如此，它的批量就不会
很大，技术更新和进步较慢，比不上通用的通讯网络如以太网等的发展。

此次西屋公司放弃自己的专利，毅然采用国际上通用的全冗余网络，严格遵循
ANSI标准IEEE802.3。

可以实现企业内部的局域网（LAN）和广域网（WAN）以及
与Intranet网的接通期是希望随着世界电子技术的进步向取得水涨船高的效果。

Ovation系统由三大部分组成：网络、控制器、工作站。

100MB的高速公路，最大1000个站，每条网20万个点。

OVATION 网络通讯网络各项指标如下
•速率：100MB/S
•容量：20万实时点/每秒
•介质：（OVATION 网络）/同轴电缆（UTP）
•节点：1000个
•网络拓扑，双环冗余，故障电环绕
•每网长：200KM
•支持同步和异步通讯方式
•支持令牌存取方式
•工业TCP/IP协议完全与以太网兼容
Primary
•网络设备分为以下几种类型：
1. 根（Root）交换机型号及端口设置：
2.Fan-out及IP Traffic交换机型号及端口设置：
•网络组态有单网和多网方式:
一般情况下单网用于单台机组的网络方式，而多网常用于多台机组的互相监督和控制。

2.4 多网网络
作为多机组的网络结构方式，通常我们采用多网网络方式组态网络。

图2.2-3为典型的多网组态方式。

图2 -3 典型的多网组态方式
2.5 网络设备的功能
2.5.1 快速以太网的一般概念
以太网的工作方式是指数据从发送到到达目的地这一过程的运行规则。

Ovation系统目前采用的以太网规则为当前普遍采用的IEEE802.3协议所采用的CDMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，带冲突检测的载波监听多路访问)机制，从而避免可能发生的冲突。

以太网的这种CSMA/CD机制是一种“先监听后发送”的访问方式。

当一个工作战有数据要发送时，首先监听信道是否忙，如果忙则工作站将等待并继续监听，一旦信道有空则发送数据。

如果有二台以上工作站要同时发送数据，则会导致冲突发生，当冲突发生时，发送方能通过检测回复信号判断冲突，系统将采取延迟工作方式，每个工作站都等待下一次的发送时间，重新发送数据。

因而这样的网络通讯方式中信息的吞吐量是随着通讯流量的增长而降低。

2.5.2 集线器（Hub）
集线器的工作方式是按CSMA/CD算法，随机选出某一端口设备独占全部带宽与端口连接的设备进行通讯。

这样的连接方式在网上不易有过多的站，否则冲突会频繁发生。

因而Ovation系统不建议使用此类设备。

2.5.3交换机（Switch）
交换机的作用是对数据进行转发，并减少冲突域。

用集线器组成的网络称为共享式网络，而用交换机构成的网络称为交换式网络。

集线器构成的网可以看成是一条总线网，而交换机构成的网可以看成是多条总线的互连网。

因而Ovation系统采用此类方式进行网络连接，并采用全双工操作方式。

交换机的工作方式有二种：
•存储转发式：从一个输入端口接受一个帧放入共享缓冲区，过滤掉不健全＆有冲突的帧，并进行差错校验处理，最后将数据按目的地址转发到指定的端口。

此方法交换质量高但速度慢，适用于主干网连接。

•直通方式：只对接收到的数据帧的目的地址信息进行检查，并立即按指定地址转发，不做差错和过滤处理。

因而此方式速度快，但误码率较高，一般应用于
交换式网络的外围设备连接。

Ovation系统交换机的设置方式：
•Root Switch（Root交换机）：除端口1外，所有端口组态成100MBPS，全双工通讯，不可自动商议。

•Port 1：定义为自动协商，阻止Ovation系统多路传输，可与
IP设备（10Mbs/100Mbs）连接，目前连接IP Switch设备。

•Port 2,3用于Root Switch 的冗余连接。

•Port 4 – 24用于连接下层交换机（Fan-Out Switch）,或作为
Local Port。

（根据交换机型号决定那一种连接那种设备）。

•Fan-Out Switch（Fan-Out 交换机）：除端口1外，所有端口组态成100MBPS，全双工通讯，不可自动商议。

•Port 1：定义为自动协商，阻止Ovation系统多路传输，可与
IP设备（10Mbs/100Mbs）连接，目前连接IP Switch设备。

•Port 2 用于Fan-Out Switch 的冗余连接。

•Port 3 – 4用于连接上层交换机（Root Switch）。

•Port 5 – 24作为Local Port连接Ovation站。

2.6 Ovation网络地址
在网络中每台TCP/IP主机都要有一个唯一的逻辑IP地址标识。

在Internet中定义了5类地址。

其中A类、B类、C类地址用于指派TCP/IP节点。

A类地址为大型网络而提供，B类地址为大中型网络而提供，C类地址为小型网络提供。

C类地址由4个8位数组组成，其中第1、2、3个8位数组作为网络号，最后一个8位数组作为网络主机号。

Ovation系统目前采用网络的IP地址是C类地址。

•Ovation IP 地址分配原则
每个Ovation系统的LAN网通常分配512个C类地址，最后8位用于系统中的站
（Drop），并与站号一致。

系统中的子网掩码目前建议设为 255.255.254.0。

IP地址的一般规则为：192.168.X.站号，其中X是子网号，范围（1 – 63），且为偶数，连接交换机或非Ovation站使用奇数IP地址。

•以下是一个系统的IP地址设置例子：
•1号网 ―――― 站（Drop）地址：
192.168.2.1 ------ 192.168.2.254 共254个站
•1号网 ―――― 其他设备地址：
192.168.3.1主Root交换机
192.168.3.2备Root交换机
192.168.3.3连接到主Root交换机的IP交换机
192.168.3.4连接到备Root交换机的IP交换机
…
192.168.3.11连接到主Root交换机的IP交换机上的打印机
192.168.3.12连接到备Root交换机的IP交换机上的打印机
…
192.168.3.17主Fan-Out交换机
192.168.3.18备Fan-Out交换机
192.168.3.19连接到主Fan-Out交换机的IP交换机
192.168.3.20连接到备Fan-Out交换机的IP交换机
…
192.168.3.28连接到Fan-Out交换机的IP交换机上的打印机
192.168.3.29连接到Fan-Out交换机的IP交换机上的打印机
•2号网―――― 站（Drop）地址：
192.168.4.1 ------ 192.168.2.254 共254个站
•2号网 ―――― 其他设备地址：
192.168.5.1 主Root交换机
192.168.5.2 备Root交换机
192.168.5.3 连接到主Root交换机的IP交换机
192.168.5.4 连接到备Root交换机的IP交换机
…
192.168.5.12 接到主Root交换机的IP交换机上的打印机
192.168.5.13 接到备Root交换机的IP交换机上的打印机
…
192.168.5.17 主Fan-Out交换机
192.168.5.18 备Fan-Out交换机
192.168.5.19 连接到主Fan-Out交换机的IP交换机
192.168.5.20 连接到备Fan-Out交换机的IP交换机
…
192.168.5.28 接到Fan-Out交换机的IP交换机上的打印机
192.168.5.29 接到Fan-Out交换机的IP交换机上的打印机
2.7 Ovation网络中的数据流
OVATION分散控制系统每条网络最多挂254节点，传输速度100Mb/s。

其中各节点由各自的网络号（节点号），各自的网络接口，通过网络来接发数据，协调各自的工作来完成DCS的整体工作。

其中控制对现场的监测信号（温度、压力、流量、水位、设备装态等）经由I/O模块转化为数字量传至控制器，放置于存储器，形成一个与现场的过程量一致且能一一对应,而且安实际运行情况改变的和更新的现场过程量的影相,还将实时数据通过网络传送到操作员站、工程师站，实现全系统范围的监督和控制。

并接收操作员站、工。