基于eNSP的智慧矿山网络防火墙技术研究

智慧矿山建设是矿业行业的未来发展趋势,也是推动我国制造业向高质量发展的重要抓手。为了解决智慧矿山网络建设过程中网络易受到攻击等安全问题,引进eNSP并对智慧矿山网络进行了仿真与模拟。搭建了基于eNSP的智慧矿山网络拓扑总体架构,模拟了煤矿井下和地面网络中的交换机、防火墙等网络设备,在矿山网络内外网分界处部署了较多的防火墙设备,实现了VRRP技术、双机热备技术、防火墙安全策略、IPSec加密协议等防火墙相关技术;拓扑分为内网和外网两部分,内网由地面部分和井下部分构成,井下部分和地面部分均由网络三层架构及分布式存储服务器群组成;对各个区域划分了IP地址和安全区域、配置了安全策略,地面部分和井下部分之间通过安全隧道IPSec建立连接。通过数据抓包等方式验证设计的可行性,并对实验结果进行分析,结果表明,本次模拟能够为实际智慧矿山网络的建设提供参考,指出了采用主备建立思想能够更大程度保证数据永不丢失和系统永不停顿,验证了防火墙在网络规划中的重要性和必要性,达到了实验目的和技术预想。

分布式静止串联补偿器相间协调控制方法

分布式静止串联补偿器(DSSC)是一种串联型分布式柔性交流输电装置,功率模组串联接入交流线路。为快速、平稳地处理DSSC的各相模组故障,本文提出相间协调控制策略,通过引入热备用控制机制,在三相DSSC的某一相出现模组故障后,将非故障相指定模组转为热备用状态并输出零电压,同时提升各相正常模组的输出电压,从而保持DSSC输出总电压不变,在避免对交流电网造成不平衡扰动的同时,保证模组故障不影响线路稳态潮流。在湖州分布式潮流控制器(DPFC)示范工程中,通过开展模组故障模拟试验,验证了相间协调控制方法的可行性和有效性。

防火墙双机热备技术在企业网络中的应用

为提高企业网络环境的安全性和稳定性,使用防火墙双机热备技术进行网络安全策略配置。整个网络采用接入层、汇聚层、核心层的3层拓扑结构进行架构,利用VLAN(虚拟局域网,Virtual Local Area Network,简称VLAN)技术进行地址配置,采用trunk模式配置接入层,由两台交换机汇聚接入层流量,采用MSTP(多生成树协议,Multiple Spanning Tree Protocol,简称MSTP)解决环路问题,采用VRRP(虚拟路由冗余协议,Virtual Router Redundancy Protocol,简称VRRP)提高网络的可靠性,核心层使用两台防火墙,配置OSPF协议(开放式最短路径优先协议,Open Shortest Path First,简称OSPF)。内外网连通性测试和模拟宕机测试结果表明,防火墙双机热备技术能使企业网络环境更高效、稳定、安全。

大型天然气净化厂硫磺回收装置尾气SO_(2)减排技术

GB 39728—2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》对新建及现有天然气净化厂硫磺回收装置大气污染物排放限值提出了更高的要求。为降低尾气SO_(2)排放浓度,实现含硫废气资源化利用,对高含硫天然气净化厂硫磺回收装置工艺技术进行了优化:(1)开发大型硫磺回收装置液硫池含硫废气回收工艺,将液硫池废气引入克劳斯炉进行硫元素回收;(2)开发大型硫磺回收装置深度热备开工技术,建立酸性气联通网,减少开工期间SO_(2)排放;(3)开发大型硫磺回收装置绿色停工工艺,利用热氮吹硫实现绿色停工。技术优化后,装置负荷100%时,尾气SO_(2)质量浓度可降至197 mg/m^(3),减少排放40%;停工期间,尾气SO_(2)排放浓度远低于甲烷吹硫模式,平均值可达237 mg/m^(3),满足GB 39728—2020对大型硫磺回收装置的SO_(2)排放要求。

双系统协商冗余热备工业控制平台设计

针对多模冗余控制系统常用的中心仲裁机制造成设计复杂、成本较高等问题,提出了无中心仲裁的双系统热备份冗余控制平台设计方案。该方案不包含仲裁设备,控制平台主要由2套完全相同的主控模块通过2对互为冗余的高速光纤通道连接组成,主控模块采用嵌入式处理器与现场可编程门阵列协同工作,且所有软硬件均为国产化选型。主控模块内部由有限状态机管理运行状态,2套模块之间利用光纤通信实现信息交互与关键数据同步,并结合协商监视替代仲裁机制实现热备份冗余。控制平台采用软硬件分层架构设计,其中硬件层由处理系统硬件和可编程逻辑硬件组成,软件层由嵌入式实时操作系统和驱动程序组成。基于控制平台开放的应用层设计能够最大程度保证用户实现业务逻辑的灵活性。

双系统冗余热备EtherCAT主站的设计与实验

EtherCAT总线技术凭借低成本、高性能的优势已广泛应用于工业控制领域。针对目前EtherCAT主站产品普遍无法同时满足线缆冗余和热备份运行,设计了一种双系统冗余热备主站方案。该主站设备由2个主站模块与1个冗余控制模块协同工作,主站模块负责控制网络中的从站设备,冗余控制模块在监视主站模块并仲裁其激活/备用状态的同时还通过其内部网口切换组件控制仅激活的主站模块接入网络。方案中主站模块基于龙芯微处理器设计,冗余控制模块基于意法半导体微控制器设计,所选用的主要软件如实时操作系统(SylixOS,RT-Thread)以及协议栈(SOME,libmodbus)均为开源产品。最后对所设计的主站设备进行测试验证,结果证明该主站功能完整性能优秀,既保留了线缆冗余机制还实现了双系统冗余热备份运行,能够在激活系统故障后毫秒级时间完成系统切换,可靠性满足大多数工业控制应用场景对主站控制器的要求。

自动化调频广播异地热备系统建设方案

介绍一种自动化调频(Frequency Modulation,FM)广播异地热备系统建设方案。该系统基于调频空收信号检测,可以实时监测发射台调频广播发射状态,一旦发现异常状态,可自动切换热备发射机的信号源和频率并开机发射,以确保覆盖区内调频广播的安全性和可靠性。

舰载武器调度系统高可用数据存储方案

文章介绍了某舰船武器调度系统高可用数据存储方案,其硬件设计和软件设计均采用热备方式。方案应用在军用船舱中,所设计的硬件既能节省空间又能在多个方面实现冗余,且出现故障时互相不影响。软件设计上采用容错软件将两块计算单元组成双机热备系统;采用同步镜像软件将数据库数据同步存储到两个磁盘阵列;采用连续备份软件将两块计算单元的操作系统和重要数据备份。这种高可用数据存储方案消除了舰船数据库系统中设备或软件单点故障的风险,具有良好的军事意义和社会效益。

同构冗余热备显控系统动态可靠性建模与分析

对于有人值守的可维修冗余显控系统,传统的静态可靠性建模分析方法容易忽略维修性与测试性对系统可靠性的影响。论文结合实际项目,采用动态建模分析方法对有人值守的同构双冗余热备显控系统进行建模与仿真分析,分析了故障检测覆盖率、维修率和共因失效率对热备显控系统可靠度的影响。仿真分析表明提高故障检测覆盖率、选择适中维修率、减少软硬件共因失效率,可以进一步加强冗余系统的可靠性。

双机热备系统的任务数据同步方法

针对通用控制器组成双机热备冗余架构,提出在任务执行过程中进行数据同步,增加CPU空闲同步线程的方法,减少控制任务周期内定时同步的次数,降低数据同步对控制任务实时性的影响。设计专用程序数据段用于同步数据的提取与拷贝,划分预定义同步数据区,并给出通过编译器链接脚本与C语言编程相结合的具体软件实现。软件运行结果表明,通过软件进行数据同步的方法正确有效,可实现热备冗余技术与业务软件的分离解耦,具有较强的易用性和可移植性。

双机热备技术的研究与实现

双机热备是在网络出口处部署两台网关设备,以防一台设备出现故障而导致网络中断。使用华为路由器仿真模拟软件(eNSP)设计防火墙双机热备实验方案,分析了组管理协议(VGMP)和冗余备份协议(HRP),构建了以命令行方式配置防火墙双机热备的方案,并对实验结果进行了有效性验证。在具体的实验教学设计中,给出详细的配置方案设计,绘制了网络拓扑图,完成了防火墙的命令配置,最后进行了连通测试。

高原山区高速铁路热备动车组布点研究

热备动车组是保障高速铁路安全运营的重要措施。本文介绍了热备动车组救援方式与救援场景,研究了高原山区高速铁路热备动车组救援性能和布点,验证了热备动车组救援性能,提出了热备动车组救援布点规则,对不同救援区段进行了模拟计算,并对客运列车应急供电、应急自走行研发提出了参考意见。

基于多层分水盘结构的冷热饮水机能效提升方法

为提升储存式冷热饮水机的冷水释放能力及降低能耗,本文提出采用多层分水器替换单层分水器,延缓饮水机冷罐内常温水与冷水之间混合强度的实验思路。建立了多层分水器中结构参数与各层冷水温度、冷水量的数学关系,以及多层分水器结构参数的优化方法。给出了对于现有采用单层分水器储存式冷热饮水机,替换为多层分水器的优化设计实例;进行了样机的制作与性能测试。实验结果表明:在环境温度为32℃,冷水量释放能力相同的情况下,优化后的储存式冷热饮水机待机能耗可下降15%。

反射相控式大功率射频开关的原理和应用

本文介绍了一种反射相控式大功率射频开关的工作原理,这种射频开关不但可以实现主备发射机与天馈线和调机负载之间的切换,还可以实现主备发射机的合成发射,而且所有的切换方式都允许在带功率情况下完成,即系统允许热切换,而无需主备发射机停机。文章还介绍了这种射频开关的几种典型应用。

基于最近电平逼近调制的MMC冗余子模块冷热混合备用容错策略

为提高模块化多电平换流器(Modular multilevel converter,MMC)运行可靠性,MMC桥臂通常配备了冗余子模块。基于有冗余MMC,改进了冷热混合备用容错策略。分析对比了采用不同容错策略时的MMC容错控制复杂度与运行功率损耗。为完善混合备用容错策略,基于最近电平逼近调制(Nearest-level modulation,NLM)原理提出了一种MMC冷备用子模块的充电控制策略,减小了冷备用子模块充电过程对MMC输出性能的影响。此外,提出了冗余子模块冷热备用子模块数量的分配方法。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了21电平的三相MMC模型,仿真结果表明,改进的混合备用容错策略能够有效减缓容错过渡过程的波动,验证了该容错控制策略的有效性和可行性。

基于智能化综采工作面矿用乳化泵变频控制系统的设计

在智慧化矿山建设中,智能化综采是极为关键的一个组成部分,为实现智能化综采,对电液控制系统进行可靠有效监控是极其重要的任务。设计一套矿用乳化泵变频控制系统,实现对液压系统的实时数据检测、恒压控制、设备热备用,可有效提高生产效率,提升设备智能化水平。该系统为乳化泵变频控制提供了一种新的可靠的技术手段,使得数据通信、设备控制更加稳定、高效。

一种发动机电子控制器双通道热备份设计

针对航空发动机电子控制器(EEC)的高可靠性需求,设计了一种双通道热备份方案。在该方案中,两个电子控制器独立运行并相互进行热备份,采用硬件电路进行主/副通道判决和仲裁,在主通道故障时可以快速无缝切换,故障的电子控制器及时重启恢复并作为副通道继续实时热备份。介绍了该热备份方案的设计和实现方法,提高了航空发动机的系统可靠性,具有一定的工程实用价值。

数字化全冗余中压交直交变频提升机电控系统

为提高矿井提升机系统安全性、保证设备正常运行,提出了数字化全冗余电控系统的方案,研究了全冗余传动系统、热备PLC控制系统,详细介绍了相关系统设备的硬件设计、选型、配置,以及提升机系统软件设计。通过某项目工程实践证明,数字化全冗余电控系统具有更高的安全性能,并为旧系统的升级改造提供了解决方案。

大型水厂自动控制系统的设计与实现

为满足某大型水厂安全、稳定、可靠的生产运行需求,助力现代化水厂的建设,设计了1套自动控制系统。设置了信息层、控制层和设备层3个层级,使系统架构具有高可靠性、先进性和较强的适用性等特点。硬件部分采用热备冗余及光纤环网技术,提升了控制系统的稳定性和可靠性。软件部分从工艺流程出发,梳理各工艺流程节点的控制需求,整理出完整、有效的控制策略。该控制策略有效地指导了可编程逻辑控制器(PLC)程序和数据采集与监视控制(SCADA)系统组态程序的开发。自2016年7月至今,该水厂自动控制系统实现了水厂边缘控制,提供了友好人机交互界面,辅助了一系列远程自动化调度,满足了水厂生产运行需求,提高了水厂生产效率。

基于并联冗余环形补充的超高清播控中心供配电模式设计与实现

电视技术进入从高清到4K超高清发展浪潮当中,供配电系统为超高清制播提供了重要支撑。本文阐述了针对新建4K超高清播控中心与融媒中心的供配电系统需解决的主要问题,采用了环形对称补充供电模式和干线设计分段扩充方法,既适应了播控技术系统设计变化与高可靠运行需求,也解决了设计与实际建设不同步的问题。该系统经动态性能测试顺利上线,自投入运行以来一直为安全播出提供可靠的基础保障。