双交换工作台（精选6篇）
双交换工作台 篇1
摘要：在开发设计立式加工中心过程中, 为了更好地实现双交换工作台的定位, 对原有定位结构进行了原理上的改进, 设计了一种一面两销形式的定位结构。新设计的定位结构消除了过定位的影响, 定位可靠;改善了工作台夹紧过程中的受力情况, 减小了变形;提高了制造工艺性, 降低了成本。
关键词：立式加工中心,双交换工作台,定位,一面两销,过定位
0 引言
随着生产率的提高, 交换工作台在加工中心上的应用日益普遍。定位机构在保证交换工作台的定位精度和重复定位精度中起着至关重要的作用[1]。为响应大连机床集团进行产品升级的号召, 本文对立式加工中心双交换工作台的定位结构进行了改进设计。立式加工中心双交换工作台原有定位结构采用4个定位锥定位形式。而在目前情况下, 用2~3个销也能满足机床加工要求[2]。本文提出了一种一面两销形式的定位结构, 克服了原结构的一些不足之处, 提高了工件的定位可靠性。
1 双交换工作台原有定位结构
原有结构采用4个定位锥定位形式, 如图1所示, 该结构依靠四处锥面定位, 在液压油的作用下进行工作台的夹紧[3]。因为要实现交换动作, 所以必须确保2个工作台上的8个定位内锥具有良好的互换性。这不仅需严格控制尺寸公差, 而且对位置精度要求也非常高, 一般要控制到±0.01 mm[4], 故而对加工工艺提出了进一步的要求。同时, 此结构属于过定位结构, 在定位和交换的过程中, 容易造成误差累积, 所以无法确保整个机床的精度要求。且在拉紧过程中, 工作台中部处于悬空位置, 拉力过大时工作台变形较大。
这种原有的工作台定位结构完全是刚性联接, 为了保证2个交换工作台之间定位的精准度和重复的定位精度, 对于交换工作台上安装了定位套的孔不但要严格把握尺寸公差, 而且对位置精准度的要求也非常高;同样, 定位锥销的H7在滑鞍上面的尺寸公差和形位公差的标准也十分严格, 给制造、装配产品带来加工、检测和控制上的困难。这些在很大程度上都影响了机床的制造成本和生产周期。
2 双交换工作台改进后定位结构
改进后的定位结构采用一面两销定位形式。一面两销定位是机械加工中工件与夹具、夹具与机床定位方式中最常见的定位方式之一, 它广泛应用于各种通用机床、专用机床、数控机床、加工中心、流水线和自动线等工艺装备中[5]。一面两销定位是一个典型的组合定位方式, 是基准统一的具体应用, 具有支承面大、支承刚度好、定位精度较高、装卸工件方便等优点[6]。如图2所示, 10个小定位块确定1个定位平面, 由1个菱形销和1个圆销进行角向定位。为了确保工作台处于拉紧状态, 需要在工作台的两对角侧通入气体进行压力检测。
改进后的双交换工作台, 通过黏接剂作为中间介质, 从先前的刚性联接转变为柔性联接, 不用对位置公差进行严格控制。装配工作台时, 先将定位锥销装在滑鞍上, 再用永固型黏接剂粘贴到交换式工作台上, 将工作台放置在滑鞍上, 严格核查接触装置 (需良好状态) , 在正常的工作状态下, 用锁紧机构锁紧粘有定位套的工作台, 等到黏接剂整个固化以后, 配作紧固螺钉螺孔, 用4个紧固螺钉将定位套和工作台联接, 以方便加强工作强度, 2个定位销用来保持精准度。因为多个交换工作台定位套的组件和滑鞍定位锥销的组件都处在同样的基准下, 所以不用再来控制位置公差已达到2组件基准重合, 这使得立式加工中心双交换工作台的定位更加准确和可靠。
实验证明, 这样改进双交换工作台不仅保证了交换工作台的定位精准度和重复定位的精度, 而且零件的合格率也由原来的75%提至接近100%, 零件的生产周期亦缩短了1/5。综上所述, 对立式加工中心双交换工作台的定位结构进行改进设计提高了双交换工作台产出产品的质量, 缩短了生产周期, 也降低了产品制造成本。
3 立式加工中心双交换工作台的特征
双交换工作台的特点主要是2个工作台之间可以实现交换, 在对一批工件进行加工的同时, 也可以完成针对另一批工件的装卸、测量等大量准备工作, 从而大大提高了加工效率。立式加工中心双交换工作台的定位结构包括滑台和与滑台相搭配的工作台, 其特点是, 在滑台上设置了很多个工作台的支撑块, 各工作台支撑块的端面形成共面, 所述的工作台坐落在各工作台支撑块的端面形成的共面上, 在滑台与工作台之间设有定位柱销。本定位结构消除了现有技术中过定位的弊端和担忧, 确保了交换后工作台面的几何精度, 减低了对于加工技术手段和方法的要求, 减少了技术成本, 加大了定位面的接触点, 可以防止在拉紧过程中双交换工作台容易出现的变形问题, 以免对加工的精确度产生不利影响。
4 结语
本文提出了一种用于立式加工中心双交换工作台的一面两销定位形式的定位结构, 改进后的结构消除了过定位的影响, 确保了交换后工作台面的几何精度;降低了对加工工艺的要求, 从而降低了制造成本;增加了定位面的接触点, 大大减小了拉紧过程中工作台的变形;该结构技术要求低, 结构简单, 便于生产、装配、调试和维护。
参考文献
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[2]谢瑜.液压多销定位分度回转工作台的设计与应用[J].组合机床与自动化加工技术, 1989 (3) :9～11
[3]邵连英.加工中心自动交换工作台的两种定位和夹紧结构[J].组合机床与自动化加工技术, 2007 (8) :86～87
[4]张孝恩.保证加工中心交换工作台定位精度的方法[J].机械制造, 2005, 489 (43) :63～64
[5]黄勤.“一面两销”定位的稳健设计[J].贵州工业大学学报 (自然科学版) , 2001, 30 (4) :45～47
[6]范先勇.一面两销定位的误差及改进[J].机械工程师, 1988 (3) :25～35
主备双冗余网络交换机研究 篇2
关键词：信息技术,云计算,主备双冗余,网络交换机
1 引言
我国对于云计算的定义:网格计算、并行计算与分布式计算的发展,换言之,云计算就是上述这些概念商业化的实现。而云计算的特点则包括服务性,即对用户而言,实现服务的机制是透明的,用户并不需要对云计算进行具体了解就能够获得服务;可靠性,云计算利用计算机集群提供数据的处理服务给用户,考虑到计算机数量的加大,系统错误率也相应增加,此时数据的可靠性依靠的是分布式存储与数据冗余;高可用性,云计算系统能够对失效节点进行自动检测,同时将其排除,对系统运行不构成影响;编程模型层次高,通过简单的学习,用户就能够编写出云计算程序,使自身需求得到满足;经济性,组建起一个满足云计算需求的商业计算机集群,所需要的花费要大大少于同级性能的超级计算机;服务多样性,通过用户支付费用的不同,为用户提供的服务级别也相应不同。
2 系统硬件结构设计
两块相同性能与功能指标的单板组成了本设备,其中控制面的工作方式为主备方式,而交换面的工作方式则为负荷分担方式,两块单板分别经各自背板的管理通道使主备间配置同步、业务平滑、数据备份得以实现。
各单板的组成则包括了交换模块、时钟模块与主控模块,如图1所示。
(1)主控模块
本系统中的主控模块主处理器为飞思卡尔的MPC83XX系列的Power PC,以e300c4s内核为基础,主频为667MHz,其最高处理能力达2310MIPS;其处理器的内存空间则包括了32K字节L1指令Catche与32K字节L1数据Cache,对多种内存寻址的管理模式予以支持;DDR控制器集成于片上,对ECC校验支持,最高支持内存512M;处理器的接口速度大于133MHz,对32位增强Local Bus予以支持;片内提供增强型两路三速以太网控制器,利用软件配置即可在SGMII/RTBI/RMII/MII/RGMII工作,MII接口的实现需要通过外部PHY。另外,还集成了PCIExpress控制器两路,其作用是对PCIe-X1.0总线标准进行支持。外围I/O接口与处理器的实现则经由PCIe与Localbus接口。
作为系统控制核心,主控模块的CPU管理与配置交换网则经由PCIe接口实现,配置数据向交换网模块传输的物理通道则是三速的以太网接口,通过软件配置为SGMII,使故障诊断与系统维护得以同时实现。I2C接口则负责配置电压监控器件与分立锁相环的实现。增强型32位Local Bus通过控制逻辑CPLD转换为MPI,作为控制器JTAG、时钟逻辑FPGA、FLASH的接口,使数据通讯与控制外设得以实现。除了MPI接口的转换要由控制逻辑CPLD实现以外,控制工作指示灯、看门狗屏蔽与提前通知、从串加载接口FPGA、主备倒换逻辑等功能也由其实现。
(2)交换模块
Broad Com芯片实现了本设计中的单板交换模块。其PHY芯片与以太网交换芯片对软件API全面兼容,完备封装SDK,对IPV4/IPV6协议完全支持,可直面API进行软件开发。交换网片则包括了流分类模块、安全模块、L3转发模块、L2转发模块、MMU模块、输入输出修改/匹配模块、CPU接口模块、GE/XE接口模块等。其中PHY芯片主要负责数据还原、数码编码、线路时钟提取、线路状态指示、数据传送等,其接口与IEEE802.3标准相符。
本设计中的交换模块主要负责系统业务交换,CPU则经由PCIe接口实现配置管理交换网。交换网片为BCM56330与BCM56820,BCM54980与BCM8727则为PHY交换网模块提供实现。22个XAUI端口、24个GE自适应网口由交换网负责向外送出,通过XAUI端口2个将BCM56330与BCM56820捆绑为一个交换网芯片,XAUI端口的分配则由单板背板管理通道实现,通信由CPU与1GE端口完成。
(3)时钟模块
主要由时钟逻辑FPGA、分立锁相环组成了时钟模块,其作用为系统时钟同步、时钟发送、时间信息跟踪与时钟锁相。时钟模块能够接收对板与面板的时钟源作为本板时钟的参考源,同时以时钟逻辑频偏配置与检测为依据实现时钟的选源,时钟信号完成选源后,再经锁相环,向单板其他模块输出以作线路时钟与工作时钟之用,并向备用单板输送以作帧同步信号。另外,时钟模块还需要对时钟源的有无进行实时检测,如丢失时钟源,单板则需要具备短期时钟保持功能,确保设备板时钟的连续与平滑,当时钟源丢失大于所设置的阀值时,系统将会完成倒换主备单板操作。
从时钟逻辑实现的主要功能上进行分析,其主要功能的实现主要包括几个方面。
1)地址线检测。利用寄存器实现,寄存器的主要作用是使CPU访问寄存器的地址得以保持,从而提供CPU检测地址的途径。
2)时钟保持功能。丢失时钟参考源时,单板仍可使时钟短期的输出稳定得以继续保持。
3)时钟分发功能。在经锁相后向单板其他模块输出,以作线路时钟与工作时钟之用,同时向备用单板输送,以作帧同步信号之用。
4)时钟鉴相功能。使分立锁相环鉴相的部分功能得以实现。
5)跟踪输出帧同步相位。备用单板对主用单板所输出的帧同步信号进行跟踪,以确保主备倒换的时候相位平滑性。
6)时钟检测功能。对参考时钟源进行实时检测,如丢失时钟源,则发出警告。
3 软件需求与实现主备倒换功能
(1)软件需求
本设计的软件操作系统为风河公司VxWorks系统,具备可裁剪、微内核的实时、高性能操作系统,其主要优点在于VxWorks为嵌入式。除了包括BSP、基本芯片驱动以及操作系统之外。该软件操作系统的功能需求还包括几个方面。
1)通信处理功能。调试网口、调试串口、交换网接口支持。
2)主备倒换功能。强制单板降备,单板升主使能控制。
3)更新Truking组。当链路故障被检测到时,会将故障链路剔除出Truking组。
4)链路检测。检测报文由软件负责定时发送,并对链路畅通性进行周期性检测。
5)配置同步功能。从逻辑上将主备单板捆绑为一块单板,确保交换网配置更改的统一性与同步性。
6)Port Turking。对必要的Port Turking予以实现,并对其更新予以支持。
7)配置交换网。对交换网的广播、多播、单播表项进行配置,从而使系统交换得以完成。
8)跟踪帧同步信号的相位。在时钟逻辑的配合下,使备用单板对主用单板的帧同步信号跟踪得以实现。
9)检测时钟源。实现时钟丢失与频偏检测的功能,负责时钟切换与时钟选源。
10)管理时钟源。经由时钟逻辑寄存器对时钟源选择、告警与切换进行配置。
(2)实现主备倒换功能
主控模块负责智能故障诊断、系统维护与配置管理交换网,两块单板间配置同步、业务平滑、数据备份则由带外2*10Ge管理通道完成,从逻辑上将两块单板交换网捆绑为一片交换网;链路检测报文则软件定时发送,并对链路进行周期性检测。将Trunking组中故障的10G链路、GE及时剔除,确保交换网间的Trunking状态保持一致性,对10G链路、GE故障状态进行实时通知,当错误报文满足倒换要求时,主控模块就会由CPLD逻辑对主用单板的复位进行控制,使备用单板升主得以实现。
4 执行标准与工作环境
(1)长期工作湿度5至85%,温度5至45摄氏度。
(2)标准SFP+接口、10GE光/电接口。
(3)总线标准PCIExpress X1.0。
(4)XAUI:CML电平,IEEE802.3ae标准。
(5)GESerdes:CML电平,IEEE802.31000Base-X标准。
5 结束语
综上所述,在云计算中,网络计算、数据存储传输对于网络连接的可靠性有着极高的要求。而本设计中的主备双冗余网络交换机则能够将高速连接、网络可靠、稳定的问题进行解决。
参考文献
[1]李超选.主备双冗余网络交换机研究.[J].计算机光盘软件与应用,2012(24).
[2]陈全,邓倩妮.云计算及其关键技术.[J].计算机应用,2009,29(9).
[3]李平.云环境下虚拟服务器的安全性研究[J].中国科技信息,2012(14).
[4]刘新华.双交换机冗余网络智能切换的设计及应用[J].自动化博览,2011-05-15.
[5]王隆杰.虚拟网络交换机技术[J].通信技术.2009(04)
[6]刘立.交换机链路聚合的理论与实验研究[J].信息安全与技术,2010(09).
[7]常艳,王冠.网络安全渗透测试研究[J].信息网络安全,2012,(11):3-4.
[8]向永谦,陈建华.一种基于身份的三方认证密钥交换协议[J].信息网络安全,2012,(11):32-35.
中兴交换机双网卡告警箱设置探讨 篇3
假设当前所维护的局信息如下:
区号:025;局号:010, 在129服务器上通过双网卡控制告警盘。
各个模块使用的IP地址如下:10.40.94.*
第一步:设置Almbox.ini 文件。
对于 对于303.4及以前版本必须在ZXJ10目录下和NT系统目录下存在Almbox.ini 配置文件, 对于304版本必须在C:XJ10INI目录下存在Almbox.ini 配置文件, 该文件的内容如下:
[AlarmPlate]
office= 局号
注意:这里的局号不是当前所维护的局的局号, 而仅仅是为了确定第二个网卡与告警箱的IP地址。
在本的例子中, Office值不能为当前维护局的局号010, AlmBox.ini的内容如下:
[AlarmPlate]
Office=40
第二步:第二个网卡的IP地址设定。
第二个网卡的地址必须与所维护局模块的IP地址不在一个网段, 且第三个字节必须为AlarmBox.ini中的Office值 (40) 。
在本例子中如果使用指定地址方式, 则第二个网卡的IP地址必须设置成:
A1.*.40.* (其中A1不要设置成10, *必须为可用的合法值) , 假设设置成:
20.40.40.100
第三步:告警盘的IP地址设定。
在IP地址配置程序中指定告警盘的IP地址, 因告警盘与第二个网卡直接相连告警盘, 所以它的IP地址除了最后一个字节与第二个网卡不一样外, 其他一样。这里假设设置成:
20.40.40.101
各个节点的IP地址如下图:
这样在本例中129模块的两个网卡及告警箱的IP地址如下:
第一个网卡:10.40.94.16 (用于和所维护局的各个模块通信) 。
第二个网卡:20.40.40.100 (用于和告警箱通信) 。
告警箱IP地址:20.40.40.101。
2 不使用指定IP地址方式的配置
临沂目前使用此方式配置, 现以临沂配置为例。
当前所维护的局信息如下:
区号:0539;局号:007, 在135终端上通过双网卡控制告警盘。
如果不使用指定IP地址方式, 则各个节点的IP地址由区号、局号模块号通过一定的运算法则计算出来, 但具有如下形式:
A1.A2.A3.A4
A1, A2由运算得出。
A3=该模块所在局的局号 (本例中为7) 。
A4 =节点号 (本例中为135) 。
A1, A2的运算法则:将区号换算成二进制, 前面固定加110, 后面固定加000, 组成一个16位字节的二进制数, 将八个字节换算成十进制数为A1, 后八个字节换算成十进制数为A2。本例中区号539换算为二进制数为1000011011, 前加110, 后加000成为11010000 11011000。前八个字节11010000换算成十进制为208, 后八个字节换算成十进制为216, 这样第一个网卡IP地址为208.216.7.135。
(1) Almbox.ini 文件配置。
对于 对于303.4及以前版本必须在ZXJ10目录下和系统目录下存在Almbox.ini 配置文件, 对于304版本必须在C:XJ10INI目录下存在Almbox.ini 配置文件, 该文件的内容如下:
[AlarmPlate]
office = 局号
!!!注意:这里的局号不是当前所维护的局的局号, 而仅仅是为了确定第二个网卡与告警箱的IP地址。
在本的例子中, Office值不能为当前维护局的局号007, AlmBox.ini的内容如下:
[AlarmPlate]
Office=40
(2) 第二个网卡的IP地址设定。
第二个网卡的地址必须与所维护局模块的IP地址不在一个网段, 且第三个字节必须为AlarmBox.ini中的Office值 (40) 。则应该设置成:A1.A2.40.*
注意:*不能为254, 因为254留给了告警盘。前面的两个字节必须跟第一个网卡的前两个字节一样, 因为告警箱的IP地址也是通过运算而来, 它的前面两个字节和第一个网卡一样且无法修改。
这里设定为:208.216.40.100
(3) 告警盘的IP地址。
告警盘的IP地址自动通过运算生成, 其生成的IP地址应该为:
A1.A2.40.254 (本例中为208.216.10.254)
这样在本例中135模块的两个网卡及告警箱的IP地址如下:
第一个网卡:208.216.7.135 (用于和所维护局的各个模块通信) 。
第二个网卡:208.216.40.100 (用于和告警箱通信) 。
告警箱IP地址:208.216.40.254。
3 注意事项
(1) 双网卡可以安装在129服务器或维护终端上。
(2) 该网卡与告警箱相连的网线须是交叉网线。
(3) Almbox.ini文件配置完后, 如是服务器控制告警盘需重启告警服务器进程, 如是维护终端控制告警盘须重启客户端告警程序。
4 结论
双交换工作台 篇4
关键词：软交换,双归属
一、概述
随着贵州电力工业的不断发展, 电力系统对电力通信的需求日益提高。目前, 传统PSTN网络向基于软交换技术的NGN网络的演进已经是大势所趋, NGN网络在业务多样性、组网的灵活性、与网络演进趋势契合以及成本等方面有显著优势。本文通过对软交换双归属的研究, 实现贵州电网行政交换网软交换系统的冗余, 提高软交换系统的可靠性和容灾性, 保障通信安全。
二、软交换双归属
1、概念。
“双归属”是一种防止软交换设备宕机或者是出现突发灾害事故 (例如机房火灾、连接机房的通信电缆中断、供电异常等) 时能够提供紧急通信的容灾机制, 通过处于不同地理位置的两套软交换系统之间的互为备份的方式, 来保证当其中某一台软交换设备出现故障时, 另一台软交换设备能够将其业务全部接管过来, 从而确保网络在紧急时刻的通信安全。
2、工作原理。
双归属功能是从网络的角度提升软交换网络的安全性, 其核心思想是:当网络中的某一台软交换发生故障时, 保证该软交换对应的业务能在短时间由其双归属软交换设备接管, 使得业务能在短期内得到恢复。因此, 双归属功能成为提高软交换网络稳定性的重要手段之一。
3、切换方式。
当软交换处于互助的工作模式时, 将软交换的互助状态由非激活态转变为激活态, 或由激活态恢复为非激活态的过程称为切换。分为手动方式与自动方式: (1) 手动切换:当某个软交换处于互助的工作模式时, 只有在维护人员通过终端系统或网管系统给其下发切换操作指令以后, 该软交换的互助状态才能发生改变。在这种方式下, 软交换A和B之间互相检测双归属心跳, 但并不以心跳是否断开来进行状态迁移。 (2) 自动切换:当某个软交换处于互助的工作模式时, 该软交换将根据其与互助软交换之间的心跳链路的状态来自动判断是否改变其互助激活或非激活状态。
三、在贵州电网的研究及应用
贵州电网软交换双归属功能采用主备用方式实现。主用软交换地址为IP1, 备用软交换地址为IP2, 备用无业务承载。对于Local Network区域的网关 (UMG, AMG等) , 主用软交换即为主归属软交换, 网关正常时应注册在主归属软交换上, 备用软交换即从归属软交换。在2个软交换上都配置有Local Network区域的网关的数据, 并相应置不同的主、备用标志。在MG上要配置向2个软交换发起注册的数据, 并设置主归属软交换和从归属软交换。两台双归属软交换间通过心跳信号检测对端软交换的状态。在主用Soft X3000发生全局故障的情况下, 可以采用手动模式或自动模式将主用Soft X3000切换到备用Soft X3000, 由备用Soft X3000承载全部业务。同时, MG切换注册路径, 向备用Soft X3000注册, 备用Soft X3000接收MG的注册请求, 恢复全部业务。
(1) 切换。MG正常注册到主用软交换Master Soft X3000上, 主用Soft X3000承载全部业务, 系统正常运行。主用和备用之间建立双归属IP心跳链路连接, 心跳链路传递对端软交换的心跳状态, 对端Soft X3000正常时则心跳链路状态正常。如果主用发生全局故障, 主用承载业务中断, 则IFM模块的IP接口也将中断。备用激活表示备用中备份的业务数据已经被激活, 可以承载业务, 如接受MG注册请求等。备用激活后说明主备的双归属切换完成。在激活之前, MG向备用的所有请求会被拒绝。由于主用发生全局故障及主用的IP接口中断, 则主用和所有MG之间的MGCP/H.248握手信令连接也中断 (即MG与主用地址IP1之间握手信令连接中断) 。备用收到MG的注册请求, 此时备用已激活, 则接受网关注册请求, MG上承载的业务恢复。 (2) 切回。主用故障恢复, 两个Soft X3000之间的心跳链路恢复。备用进入非激活状态后, 将会去激活所有MG, 停止响应MG所有注册请求, 离线的MG将切回重新向原主用发起注册请求。主用接受MG的注册请求, 主用重新恢复承载业务, 双归属完成切回。
四、结语
NGN系统核心侧采用两台软交换实现双归属, 强化了核心控制网和传输承载网的安全性和生存性, 保障了软交换用户的通畅。
参考文献
[1]钱蕾, 施亚男, 张艳.软交换双归属方案探讨.《数据通信》, 2007年01期
双交换工作台 篇5
双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键性部件[1,2],必须具有高导电性、高耐蚀性、低密度、高机械强度、高气密性且易加工成型。不锈钢是双极板的常用材料,但其表面的钝化膜与气体扩散层接触时具有较大的接触电阻,会增加燃料电池的内阻,同时其耐蚀性也不太理想[3,4,5,6,7,8,9]。目前普遍采用直流氰化镀银对不锈钢进行表面改性,其镀层结合力强,致密、耐蚀,导电性强[10],但氰化物严重污染环境。
本工作采用无氰脉冲镀银工艺对不锈钢双极板进行表面改性,既提高了其性能,又没有环境污染问题,使不锈钢双极板在质子交换膜燃料电池中的应用具有更广阔的发展前景。
1 试验
1.1 基材前处理
基材为316L不锈钢,前处理流程如下:砂纸打磨→化学除油→水洗→酸洗→水洗→活化(预镀镍)→水洗→无氰浸银→水洗。
(1)砂纸打磨分别用600,800,1 000号氧化铝耐水砂纸打磨至不锈钢表面光洁、平滑。
(2)化学除油60 g/L NaOH,30 g/L Na2CO3,20g/L Na3PO4,2 g/L硅酸钠,1～3 mL/L OP-10乳化剂,温度80℃,时间10 min。
(3)酸洗20%(体积分数,下同)HNO3,5%HF,时间10 min。
(4)预镀镍200 g/L NiCl2,120 mL/L HCl(3%),10 mL/L十二烷基硫酸钠,1～5 mL/L OP-10乳化剂,温度25℃,时间2 min,电流密度1.0 A/dm2。
(5)浸银20 g/L AgNO3,120 g/L硫脲,pH值为4,温度25℃,时间30 s。
1.2 无氰脉冲镀银
用金属夹夹持试样,金属夹不与试样接触的部位均绝缘。夹持试样时,应保证试样上端距液面≥50mm,下端距槽底50～100 mm,且不接触槽壁和阳极。采用硫代硫酸盐体系进行无氰脉冲镀银,镀液成分及操作条件:40～60 g/L AgNO3,190～210 g/L焦亚硫酸钾,30～50 g/L硫代硫酸钠,15～25 g/L Na2SO4,20～40 g/L硼酸,温度10～40℃,pH值为4.2～4.8,电流密度0.3～0.5 A/dm2,占空比5%～35%,阴阳极面积比为1:2,时间10 min。
为了进行对比,制备了直流镀银试样,除了所用电源与脉冲镀银不同外,其他条件均相同。
1.3 测试分析
(1)镀层形貌采用Dmax/RB X射线衍射仪(XRD)分析其表面结构,以附带能谱仪(EDS)的JSM26360LV扫描电子显微镜(SEM)观察表面形貌并分析镀层成分。
(2)镀层接触电阻采用伏安法测量不同压力下不锈钢试样表面与气体扩散层(碳纸)间的接触电阻[9,10],用2张碳纸夹在试片和两个铜电极之间,通过恒电流仪提供1 A的恒定电流,通过MS8215精密万用表测量铜电极两端的电压。试验过程中的压力通过电子万能试验机控制。
(3)镀层耐蚀性能采用CHI660c电化学工作站进行电化学测试:三电极体系,试样为工作电极,露出10mm×10 mm工作面积,其他部分用环氧树脂密封,铂片为辅助电极,参比电极为饱和甘汞电极;电解液为模拟PEMFC腐蚀溶液(0.5 mol/L H2SO4+5×10-6 mol/L F-),试样在其中稳定30 min后于室温下进行极化曲线扫描,扫描范围为-0.3-0.8 V,扫速为1 mV/s。
2 结果与讨论
2.1 镀层表面结构与微观组织
图1和图2分别为不锈钢镀银后的XRD谱和EDS能谱。
由图1,图2可见:镀层为面心立方结构,其晶胞常数a=4.086 nm,衍射峰对应的晶面分为(111),(220),(311)面,镀银层的结晶在(111)面择优生长;XRD和EDS谱上均只有一个波峰存在,元素为Ag,结合不锈钢导电性提高可以推断出不锈钢表面的Ag以单质形式存在,且镀层纯度较高。
图3为直流法及脉冲法镀银后的双极板表面微观组织形貌。由图3可以看出,脉冲镀银层比直流镀银层结晶细致、晶粒圆滑、晶粒分布均匀。这是因为当脉冲与直流镀银电流密度相同时:在脉宽(ton)时间内,前者给电极的电流密度较后者高得多,提高了电极的电化学极化,使银的成核速率远大于银晶粒的生长速率,因而晶粒变细,分布变均匀;在关断时间(toff)内,电极迅速恢复至原状,消除了浓差极化,且使吸附在阴极上的杂质、氢气泡等脱附,从而使镀层结晶更细致,孔隙率下降,改善了组织结构。可见脉冲电镀较直流电镀更易获得结晶细致、晶粒圆滑且分布均匀的镀层。
2.2 镀银层对界面接触电阻的影响
不同接触压力下不锈钢及其镀银后的接触电阻见图4。由图4可见:随着接触压力的增大,不锈钢双极板的接触电阻先快速降低,当接触压力超过1.0 MPa后变化趋于平缓,其后基本维持在200 mΩ·cm2左右;2种方法镀银后,随着接触压力的增大,不锈钢双极板接触电阻值变化不大,基本维持在20 mΩ·cm2,说明镀银层的接触电阻与镀银工艺的关系不大,只与银的物理化学性能及导电性能有关。由上可见,不锈钢表面镀银可大大提高其导电性。在燃料电池装配压力1.0 MPa下,经镀银处后不锈钢双极板的接触电阻是处理前的1/10,减小了燃料电池装配难度。
2.3 镀银层对耐蚀性能的影响
图5为燃料电池工作环境下不锈钢不同方法镀银前后的开路电位-时间曲线。由图5可见,不锈钢镀银后开路电位提高,脉冲镀层比不锈钢的腐蚀电位提高了500 mV以上,比直流镀层的腐蚀电位提高了300～400 mV,具有最好的耐腐蚀性能。这可能是因为脉冲镀层比直流镀层结晶更细致,孔隙率更低,从而提高了其耐蚀性。
图6为燃料电池工作环境(模拟PEMFC腐蚀溶液)下不锈钢镀银前后的极化曲线。由图6可见:脉冲镀银层、直流镀银层和不锈钢零电流电位分别为-20,-100,-200 mV,脉冲镀层的耐蚀性优于直流镀层和不锈钢,零电流电位较开路电位有所降低是极化扫描时阴极产生极化所致。
对图6拟合结果表明,脉冲镀层、直流镀层和不锈钢的腐蚀电流密度分别为1.828×10-5,1.29×10-6,3.44×10-6 A/cm2,脉冲镀层的腐蚀电流密度比未经处理的不锈钢的降低了1个数量级,比直流镀银的降低了62.5%。因此,脉冲镀层比直流镀银表现出更优秀的耐腐蚀性能,提高了不锈钢双极板在燃料电池环境中的耐腐蚀性能。
3 结论
(1)与直流镀银相比,脉冲镀银层结晶细致、晶粒圆滑、晶粒分布均匀。
(2)脉冲镀银后,不锈钢的接触电阻大大降低,在燃料电池装载压力下,接触电阻基本维持在20mΩ·cm2,是未经处理的1/10,与直流镀银层相差不大。
(3)脉冲镀银后不锈钢的腐蚀电流密度比未经处理的降低了1个数量级,比直流镀银的降低了62.5%,表现出更优秀的耐腐蚀性能,可提高不锈钢双极板在燃料电池环境中的耐腐蚀性能。脉冲无氰镀银可以作为双极板有效的改性工艺。
参考文献
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双交换工作台 篇6
在实际组网环境中, 将1台HP DL380服务器集成的双网卡进行双千兆网卡捆绑, 并与盒式千兆3层交换机H3C S5500-28TP-SI的2个GE光口进行连接, 该交换机的2个GE光口进行 (link aggregation control protocol, LACP) 链路聚分控制协议的端口链路捆绑。
在网络调测阶段, 发现将服务器双网卡与交换机双链路连接后, HPDL380服务器与交换机之间2条链路无法正常互通。尝试将其中2条链路中任意一条链路与交换机端口手工物理切断后, 则剩余的一条链路又可以正常与交换机通信, 但无法达到预期的双网卡绑定后2条链路同时负载分担的效果。
2 故障原理
由于此次组网方式相对简单, 只涉及到1台盒式千兆交换机, 与其相连的一台双网卡服务器和多个客户端组成的星形网络。故排查该故障时, 分别进行服务器端故障排除和交换机侧故障排除。预期排障后要达到的使用效果为:正常情况下服务器双网卡工作在负载均衡模式, 在任意单网卡出现故障情况下, 能够保障另外一个链路保持连接, 做到冗余容错, 将涉及到服务器内部的多网卡绑定和负载均衡的技术[1]。
一般情况下, 网卡只接收目的硬件地址是自身MAC地址的以太网帧, 过滤其他数据帧, 以减轻驱动程序的负担。但网卡也可以支持另外一种被称为混杂模式的工作模式, 接收网络上所有的或者特定的帧, 服务器上被捆绑的多个网卡即运行在这模式下。服务器接在交换机上的多块网卡不仅绑定为一个IP, MAC地址也被设定为同一个, 构成一个虚拟网卡。交换机把这2个端口认为是同一个端口, 工作站向服务器请求数据时, 数据包被交换机同时传递给被绑定的2个端口, 服务器上的网卡接到请求后, 由网卡智能决定哪一块网卡处理数据传输, 然后把相应的数据帧传送给驱动程序处理。虚拟网卡与真实网卡一样, 有一个虚拟的MAC地址可以绑定IP、网关、DNS等, 外界访问的IP只是虚拟网卡的IP, 而不管具体是哪一块真实网卡。
双网卡绑定后, 通过服务器系统软件把2个网卡绑定在同一个IP地址上, 可以提供更高的速度传输, 即2个1 GB的网卡被绑定之后, 理论上传输速度可以达到2 Gbps;同时, 在服务器上使用了双网卡, 2张网卡之间可以冗余、分担负载, 用户对服务器的访问流量被均匀分担到2个网卡, 即使其中的一块网卡出现故障, 服务器也不会中断服务[2,3]。
2.1 服务器双网卡绑定
将DL380G4主板集成网卡进行网卡绑定设置, 需要使用HP Network Configration utility (NCU) 工具进行绑定。如果服务器是通过HP SmartStart光盘引导安装的, 在系统安装完成后, 右下角会有一个网卡绑定的图标。网卡绑定通过以下4步完成:
(1) 双击NCU图标, 运行工具。
(2) 选中网卡, “TEAM”绑定, “Y”确认继续, 保存。
(3) 绑定中, 完成后确认。
(4) 在网络连接里可以查看到已经生成的虚拟网卡, 至此网卡绑定成功。
2.2 交换机链路聚合
链路聚合是将多个物理以太网端口聚合在一起形成一个逻辑上的聚合端口组, 使用链路聚合服务的上层实体把同一聚合组内的多条物理链路视为一条逻辑链路。链路聚合可以实现出/入负荷在聚合组中各个成员端口之间分担, 以增加带宽。同时, 同一聚合组的各个成员端口之间彼此动态备份, 提高了连接的可靠性。
LACP是一种基于IEEE802.3ad标准的协议。LACP协议通过LACPDU (link aggregation control protocol data unit, 链路聚合控制协议数据单元) 与对端交互信息。
当端口的LACP协议启动后, 该端口将通过发送LACPDU向对端通告自己的系统LACP协议优先级、系统MAC、端口的LACP协议优先级、端口号和操作Key。对端接收到LACPDU后, 将其中的信息与其他端口所收到的信息进行比较, 以选择能够处于Selected状态的端口, 从而双方可以对端口处于Selected状态达成一致。在同一个聚合组中, 能进行出/入负荷分担的成员端口必须有一致的配置。这些配置主要包括STP、QoS、GVRP、QinQ、BPDU TUNNEL、VLAN、端口属性、MAC地址学习等。
经检查, 在此次初始的调测环境中, HP服务器网卡绑定的属性默认为“链路容错及负载均衡”, 交换机侧则使用手工模式做Link-aggration Group, 然后分别将2个网卡的交换机连接接口加入手动的链路捆绑组里, 即完成了捆绑。
经过初步判断, 初步定为服务器网卡软件HP Network Configration utility (NCU) 与交换机端协商的问题。NCU软件端默认绑定属性是“链路容错及负载均衡”模式, 交换机一端使用的是手工的Manual绑定而非静态Static绑定。Manua模式与Static模式两者的不同之处就是使用手工模式绑定时不进行LACP协商, 仅在本地启用, 而使用Static静态绑定时, 就会启用LACP来与对端协商。
链路不通及不稳定情况出现的原因在于交换机侧使用了链路捆绑LACP手工模式, 手工模式不进行LACP协商, 当服务器端发生单点故障后, 会靠自身的软件切换网卡工作模式, 但整个过程是不会通知交换机的, 所以就会出现链路不通、链路不稳定和丢包的情况。
3 故障检修与分析
(1) 将服务器端绑定模式修改为“802.3ad”。
(2) 将交换机一端Link-aggration模式修改为Static, 这样就会进行LACP协商。
(3) 将交换机上与网卡相连的对应接口加入Link-aggration Group mode static, Display interface后, 会发现接口上起用了LACP功能。
(4) shut其中之一接口, 再启用。让LACP生效,
容错测试:Ping Vip地址-t, 禁用其中一个网卡, 查看其切换是否正常。
这时再进行链路数据检测, 发现双链路数据均正常发送, 如断掉一条链路, DL380的另外一条链路数据流量仍正常, 能够正常切换。进行测试容错检验, 只要shut down一个接口, 看另一个接口是否能替代过来。进行测试负载均衡时, 先保证2条链路正常, 然后查看交换机端口display interface里面的统计值, 几次刷新后, 就能判断是否2条链路都在工作。
4 小结
保持服务器的高可用性是医疗信息环境的重要因素, 其中也包含服务器网络连接的高可用性。网卡 (NIC) 绑定技术有助于保证高可用性特性及提高网络性能。
此次组网仅仅是单台交换机的不同端口进行链路捆绑, 如果当服务器的2个网卡同时连接不同交换机的2个端口时, 需要2台交换机支持跨设备的链路聚合, 对不同交换机的2个端口进行堆叠后再进行捆绑。千兆盒式交换机中支持此功能的交换机需要和设备生产厂家确认, 市场上常见的普通千兆交换机一般不支持跨设备的链路聚合。支持跨设备链路聚合的交换机, 经过堆叠的多台设备是一个整体, 链路聚合功能和操作也是一个整体, 屏蔽了端口的具体物理位置这一细节, 只要聚合条件相同, 就能将一个组内不同设备的不同端口聚合到一起, 组成一条逻辑链路。此时, 2台交换机协同计算和选择聚合组内的工作链路, 彼此动态备份, 跨设备实现数据收发和负载分担, 发挥了多台交换机的优势。
参考文献
[1]鱼兆虎, 杨戈.Win2000Server下双网卡绑定技术实现负载均衡和失败接管[J].电脑知识与技术, 2007 (2) :413-414.
[2]武孟军, 毛丰山.提升服务器网络接入性能——服务器网卡组 (Team) 技术应用[J].网管员世界, 2008 (23) :33-43.