在现代汽车制造系统里,经过冲压,焊装,涂装,总装等工艺步骤后,一个个的零件被组装成崭新的汽车,各种自动化设备替代了人工,工作人员只需要在控制中心监控流水线上发生的一切。工厂自动化生产工作环境多粉尘、强电磁干扰等严苛恶劣环境,高度智能化生产离不开底层基础网络架构,所以如何构建一套安全可靠稳定的工厂通讯网络尤为重要。
杭州奥博瑞光AOBO系列工业交换机专为严苛工业环境特殊要求而设计,满足-40℃~85℃极端恶劣气候环境应用,具备抗强电磁干扰、抗震动、防盐雾、防潮湿、耐腐蚀等特性,支持ABRING环网/ABRing极速分布式自愈环技术,自愈时间小于5ms,支持ABView 网络管理系统集中统一管理,实现远程批量配置、升级,为智能工厂提供可靠、安全、智能的解决方案。
项目需求
某大型试制中心工厂大概面积4000平米,需要将工厂内PLC系统、AGV系统AP、焊接群控系统、设备监控系统等终端接入到集中统一的网络架构中。考虑工厂内部的严苛环境以及对网络的高可靠性要求,商用网络无法满足工厂自动化生产的高可靠性、稳定性、实时性以及快速冗余能力,所以要求系统采用工业级以太网交换机来构建整套网络。另外,所构建的工业网络应满足以下通讯要求:
1) 接口需求:需要满足焊装试制工厂工作站PLC(11个)、4台焊接群控系统、AGV的AP(4个),并且要考虑柔性化生产线后期将会实施设备监控项目,为今后监控系统业务扩展留有接口余量。
2) 可靠性:设备采用可靠稳定的工业级设备,满足汽车工厂严苛环境的通信要求,保证对汽车制造过程的稳定监控。
3) 冗余性:所设计的工业通信网络要求具备高冗余性能,并且环网自愈时间应小于10ms,保障焊装过程的不间断监控。
4) 安全性:网络设备应该具备安全性能,能够有效避免网络攻击和安全防范措施,切实保障汽车工厂生产网络的安全性。
5) 可管理性:设备应提供便捷的可视化网络管理系统,方便后期网络故障定位、状态显示、远程配置功能。
6) 兼容性:设备应采用标准的TCP/IP通讯协议,兼容商用网络,可以和商用网络进行互联互通。
7) 业务控制:所构建的工业生产网络要和办公网络相互连接,但要保证办公网络的数据不能流向工业生产网络,生产网络的数据可以流向办公网络区域的特定的监控服务器。
解决方案
本方案主要采用AOBO系列环网工业交换机,为某大型工厂试制焊装车间构建一套高可靠的工业光纤环网,该环网基于奥博瑞光ABRing极速分布式光纤自愈环技术,可达到全网故障恢复时间小于5ms。在工厂车间现场合适位置(具体根据实际需要)选择布置4个点位,用于安装现场工业级接入交换机,接入交换机采用AOBO 6211-2LD-8MT-2GX(支持8个百兆电口,2个千兆SFP光纤接口),百兆电口用于连接焊装车间的工厂工作站PLC、焊接群控系统、AGV的无线客户端;在另外适当位置安装一台工业级汇聚交换机AOBO G7024-HV-12GT-12GX(支持12个千兆电口,12个 千兆SFP光纤插槽),汇聚交换机和工厂接入交换机构建工业环网,将工厂各监控系统数据进行汇聚;汇聚工业交换机通过网络线连接一台工业级防火墙,该防火墙主要用于拦截和过滤办公网络,防止办公网络的相关数据流进入到工业环网网络,提升工厂车间网络安全,但防火墙要允许工业网络的数据流向位于办公网络的监控服务器。
方案优势
Ø该工厂车间工业环网方案基于AOBO系列高可靠工业交换机而构成,设计中充分考虑了工厂网络的高可靠性、网络冗余性、安全性、可管理性、可扩展性等设计要求;
Ø该方案中的AOBO 6211工业交换机可选配ABPass断电光路保护功能,该功能支持内置、受控的、可管理特性,能够确保设备在失电情况下,自动将光纤链路进行旁通,确保光纤链路的完整性,能够有效提升工厂网络可靠性;
Ø支持ABRing ®极速环网冗余协议技术,全网环网冗余切换时间< 5ms,极速的网络故障恢复时间能够满足工厂MES系统的高可靠实时性生产要求;
Ø奥博瑞光的光纤自愈环无须设置“环网主节点”、“头和尾节点”和“环网号”,设备可以即插即用,非常方便现场工程维护和后期管理;
Ø整个工厂网络交换机设备支持ABNet/ABView集中式管理系统,支持可视化拓扑状态管理,拓扑历史事件回放,支持批量配置导入导出、批量升级等批量操作,让后期整个工厂工业网络维护管理非常简便和容易管控;
Ø支持VLAN、端口自环检测、端口镜像、组播管理丰富的网管功能;
Ø支持完备的ACL策略,支持L2-L4 层线速过滤,实现包过滤防火墙的安全功能,增强安全防范能力;
Ø支持流量控制(traffic control), 以预防因为数据流量过大造成交换机带宽的异常负荷,保持网络安全稳定的运行;
Ø支持用户分级和操作控制列表功能,提升操作安全性;
Ø支持DHCP snooping、IP Source Guard、ARP Inspection 等网络安全功能,有效提升工厂网络安全;
Ø支持802.1X 基于端口的访问控制, 阻止非法用户对局域网的接入,保障网络的安全性;
Ø支持SNMP v3 及SSH 安全网管,对用户名、口令和管理信息均进行了加密。有效防止非授权用户相关信息的修改、伪装和窃听;
Ø支持Syslog、Watchdog功能,继电器、E-mail等告警,保障网络安全稳定运行;
Ø支持双映像文件功能,保护设备在异常情况下(固件升级失败等)仍然可正常启动运行;
Ø优良的电磁兼容性能力,满足EMC四级以上标准,完全满足在工厂恶劣环境下长期稳定使用要求;
Ø优良的信号口抗浪涌能力,浪涌防护大于4KV;
Ø平均无故障间隔时间MTBF 在50,0000小时以上;
Ø电路板进行防护涂层处理,具备防腐、防潮、防盐雾能力;
Ø工作环境温度:-40~85℃;工作环境湿度:5~95%。