智能工廠自動(dòng)化ABRing光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信解決方案

一、概述

在現(xiàn)代汽車制造系統(tǒng)里，經(jīng)過沖壓，焊裝，涂裝，總裝等工藝步驟后，一個(gè)個(gè)的零件被組裝成嶄新的汽車，各種自動(dòng)化設(shè)備替代了人工，工作人員只需要在控制中心監(jiān)控流水線上發(fā)生的一切。工廠自動(dòng)化生產(chǎn)工作環(huán)境多粉塵、強(qiáng)電磁干擾等嚴(yán)苛惡劣環(huán)境，高度智能化生產(chǎn)離不開底層基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，所以如何構(gòu)建一套安全可靠穩(wěn)定的工廠通訊網(wǎng)絡(luò)尤為重要。

杭州奧博瑞光AOBO系列工業(yè)交換機(jī)專為嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境特殊要求而設(shè)計(jì)，滿足-40℃~85℃極端惡劣氣候環(huán)境應(yīng)用，具備抗強(qiáng)電磁干擾、抗震動(dòng)、防鹽霧、防潮濕、耐腐蝕等特性，支持ABRING環(huán)網(wǎng)/ABRing極速分布式自愈環(huán)技術(shù)，自愈時(shí)間小于5ms，支持ABView 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)集中統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程批量配置、升級(jí)，為智能工廠提供可靠、安全、智能的解決方案。

二、項(xiàng)目需求

某大型試制中心工廠大概面積4000平米，需要將工廠內(nèi)PLC系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)AP、焊接群控系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等終端接入到集中統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中?？紤]工廠內(nèi)部的嚴(yán)苛環(huán)境以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高可靠性要求，商用網(wǎng)絡(luò)無法滿足工廠自動(dòng)化生產(chǎn)的高可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性以及快速冗余能力，所以要求系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)來構(gòu)建整套網(wǎng)絡(luò)。另外，所構(gòu)建的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足以下通訊要求：

1) 接口需求：需要滿足焊裝試制工廠工作站PLC(11個(gè))、4臺(tái)焊接群控系統(tǒng)、AGV的AP(4個(gè))，并且要考慮柔性化生產(chǎn)線后期將會(huì)實(shí)施設(shè)備監(jiān)控項(xiàng)目，為今后監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)擴(kuò)展留有接口余量。

2) 可靠性：設(shè)備采用可靠穩(wěn)定的工業(yè)級(jí)設(shè)備，滿足汽車工廠嚴(yán)苛環(huán)境的通信要求，保證對(duì)汽車制造過程的穩(wěn)定監(jiān)控。

3) 冗余性：所設(shè)計(jì)的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)要求具備高冗余性能，并且環(huán)網(wǎng)自愈時(shí)間應(yīng)小于10ms，保障焊裝過程的不間斷監(jiān)控。

4) 安全性：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)該具備安全性能，能夠有效避免網(wǎng)絡(luò)攻擊和安全防范措施，切實(shí)保障汽車工廠生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

5) 可管理性：設(shè)備應(yīng)提供便捷的可視化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，方便后期網(wǎng)絡(luò)故障定位、狀態(tài)顯示、遠(yuǎn)程配置功能。

6) 兼容性：設(shè)備應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通訊協(xié)議，兼容商用網(wǎng)絡(luò)，可以和商用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)互通。

7) 業(yè)務(wù)控制：所構(gòu)建的工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)要和辦公網(wǎng)絡(luò)相互連接，但要保證辦公網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)不能流向工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可以流向辦公網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的特定的監(jiān)控服務(wù)器。

三、AOBO 解決方案

本方案主要采用AOBO系列環(huán)網(wǎng)工業(yè)交換機(jī)，為某大型工廠試制焊裝車間構(gòu)建一套高可靠的工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，該環(huán)網(wǎng)基于奧博瑞光ABRing極速分布式光纖自愈環(huán)技術(shù)，可達(dá)到全網(wǎng)故障恢復(fù)時(shí)間小于5ms。在工廠車間現(xiàn)場合適位置（具體根據(jù)實(shí)際需要）選擇布置4個(gè)點(diǎn)位，用于安裝現(xiàn)場工業(yè)級(jí)接入交換機(jī)，接入交換機(jī)采用AOBO 6211-2LD-8MT-2GX(支持8個(gè)百兆電口，2個(gè)千兆SFP光纖接口)，百兆電口用于連接焊裝車間的工廠工作站PLC、焊接群控系統(tǒng)、AGV的無線客戶端；在另外適當(dāng)位置安裝一臺(tái)工業(yè)級(jí)匯聚交換機(jī)AOBO G7024-HV-12GT-12GX（支持12個(gè)千兆電口，12個(gè) 千兆SFP光纖插槽），匯聚交換機(jī)和工廠接入交換機(jī)構(gòu)建工業(yè)環(huán)網(wǎng)，將工廠各監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚；匯聚工業(yè)交換機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)線連接一臺(tái)工業(yè)級(jí)防火墻，該防火墻主要用于攔截和過濾辦公網(wǎng)絡(luò)，防止辦公網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)數(shù)據(jù)流進(jìn)入到工業(yè)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，提升工廠車間網(wǎng)絡(luò)安全，但防火墻要允許工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流向位于辦公網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控服務(wù)器。

四、AOBO 解決方案特點(diǎn)

該工廠車間工業(yè)環(huán)網(wǎng)方案基于AOBO系列高可靠工業(yè)交換機(jī)而構(gòu)成，設(shè)計(jì)中充分考慮了工廠網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、網(wǎng)絡(luò)冗余性、安全性、可管理性、可擴(kuò)展性等設(shè)計(jì)要求。具體的方案特點(diǎn)及優(yōu)勢如下：

? 該方案中的AOBO 6211工業(yè)交換機(jī)可選配ABPass斷電光路保護(hù)功能，該功能支持內(nèi)置、受控的、可管理特性，能夠確保設(shè)備在失電情況下，自動(dòng)將光纖鏈路進(jìn)行旁通，確保光纖鏈路的完整性，能夠有效提升工廠網(wǎng)絡(luò)可靠性。

? 支持ABRing ?極速環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議技術(shù)，全網(wǎng)環(huán)網(wǎng)冗余切換時(shí)間< 5ms，極速的網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時(shí)間能夠滿足工廠MES系統(tǒng)的高可靠實(shí)時(shí)性生產(chǎn)要求。

? 奧博瑞光的光纖自愈環(huán)無須設(shè)置“環(huán)網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)”、“頭和尾節(jié)點(diǎn)”和“環(huán)網(wǎng)號(hào)”，設(shè)備可以即插即用，非常方便現(xiàn)場工程維護(hù)和后期管理。

? 整個(gè)工廠網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備支持ABNet/ABView集中式管理系統(tǒng)，支持可視化拓?fù)錉顟B(tài)管理，拓?fù)錃v史事件回放，支持批量配置導(dǎo)入導(dǎo)出、批量升級(jí)等批量操作，讓后期整個(gè)工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理非常簡便和容易管控。

? 支持VLAN、端口自環(huán)檢測、端口鏡像、組播管理豐富的網(wǎng)管功能

? 支持完備的ACL策略，支持L2-L4 層線速過濾，實(shí)現(xiàn)包過濾防火墻的安全功能，增強(qiáng)安全防范能力

? 支持流量控制(traffic control)， 以預(yù)防因?yàn)閿?shù)據(jù)流量過大造成交換機(jī)帶寬的異常負(fù)荷，保持網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定的運(yùn)行

? 支持用戶分級(jí)和操作控制列表功能，提升操作安全性

? 支持DHCP snooping、IP Source Guard、ARP Inspection 等網(wǎng)絡(luò)安全功能，有效提升工廠網(wǎng)絡(luò)安全

? 支持802.1X 基于端口的訪問控制， 阻止非法用戶對(duì)局域網(wǎng)的接入，保障網(wǎng)絡(luò)的安全性

? 支持SNMP v3 及SSH 安全網(wǎng)管，對(duì)用戶名、口令和管理信息均進(jìn)行了加密。有效防止非授權(quán)用戶相關(guān)信息的修改、偽裝和竊聽

? 支持Syslog、Watchdog功能，繼電器、E-mail等告警，保障網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行

? 支持雙映像文件功能，保護(hù)設(shè)備在異常情況下(固件升級(jí)失敗等)仍然可正常啟動(dòng)運(yùn)行。

? 優(yōu)良的電磁兼容性能力，滿足EMC四級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足在工廠惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定使用要求，提供權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測認(rèn)證報(bào)告

? 優(yōu)良的信號(hào)口抗浪涌能力，浪涌防護(hù)大于4KV

? 平均無故障間隔時(shí)間MTBF 在50,0000小時(shí)以上；

? 電路板進(jìn)行防護(hù)涂層處理，具備防腐、防潮、防鹽霧能力；

? 工作環(huán)境溫度：-40～85℃；工作環(huán)境濕度：5～95%

五、AOBO工業(yè)交換機(jī)產(chǎn)品簡介

1. AOBO G7024 機(jī)架式網(wǎng)管型工業(yè)交換機(jī)

AOBO G7024系列為我司研發(fā)的全千兆方案的網(wǎng)管型機(jī)架式工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，最多可提供24個(gè)全千兆的以太網(wǎng)端口，可根據(jù)現(xiàn)場組網(wǎng)需要靈活配置光口電口數(shù)量。特別適用于安防監(jiān)控、智能交通、工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中有視頻、音頻等高帶寬業(yè)務(wù)需求的應(yīng)用場合。ABRing?分布式自愈環(huán)技術(shù)能夠有效提高工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，可在5ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)自愈。AOBO G7024系列支持STP/RSTP/MSTP、端口聚合、IGMP Snooping、ACL、GVRP等豐富的網(wǎng)絡(luò)管理功能，支持SNMP網(wǎng)管、Web、Telnet、ABNet、ABView專用網(wǎng)管軟件多種管理方式。該系列具有IP40等級(jí)金屬外殼，具備良好的電磁兼容EMC性能，可以在-40℃～+85℃極端惡劣的溫度環(huán)境范圍長期穩(wěn)定工作。

特點(diǎn)優(yōu)勢:

? 工業(yè)級(jí)無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，-40℃～85℃寬溫工作，適應(yīng)惡劣環(huán)境應(yīng)用

? 優(yōu)良的電磁兼容性能力，滿足EMC四級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)

? 支持全分布式極速自愈環(huán)ABRing?協(xié)議，自愈時(shí)間<5ms

? 最多可支持24個(gè)全千兆以太網(wǎng)端口，滿足音頻、視頻等更高帶寬業(yè)務(wù)傳輸需求

? 支持VLAN、GVRP、RSTP、廣播風(fēng)暴抑制、IGMP Snooping、GMRP、ACL管理功能

? 支持SNMP、Telnet、Web、ABNet、ABView集中管理多種管理方式

? 支持全分布式極速自愈環(huán)ABRing?協(xié)議，自愈時(shí)間<5ms

? 專為惡劣工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，可在極端氣候、強(qiáng)電磁干擾、振動(dòng)環(huán)境中，長期穩(wěn)定工作

2. AOBO 6211 導(dǎo)軌式網(wǎng)管型工業(yè)交換機(jī)

AOBO 6211系列自愈環(huán)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可支持8個(gè)百兆以太網(wǎng)端口，1～3個(gè)千兆以太網(wǎng)端口，用戶可根據(jù)工業(yè)環(huán)境實(shí)際需要，靈活的組建各種拓?fù)漕愋偷木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。分布式ABRing?自愈環(huán)技術(shù)能夠有效提高工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，可在5ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)自愈。AOBO 6211系列支持STP/RSTP/MSTP、端口聚合、IGMP Snooping、ACL、GVRP等豐富的網(wǎng)絡(luò)管理功能，支持SNMP網(wǎng)管、Web、Telnet、ABNet專用網(wǎng)管軟件多種管理方式。該系列具有IP40等級(jí)金屬外殼，無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，低功耗，對(duì)極端環(huán)境溫度適用及良好的電磁兼容適應(yīng)能力，可在惡劣工業(yè)環(huán)境下長期穩(wěn)定可靠工作，已廣泛應(yīng)用于電力、交通、工廠自動(dòng)化、石油等工業(yè)領(lǐng)域。   

特點(diǎn)優(yōu)勢:

? 工業(yè)級(jí)無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，-40℃～85℃寬溫工作，適應(yīng)惡劣環(huán)境應(yīng)用

? 支持ABRing / ABRING/ ABRing環(huán)網(wǎng)/ABRing自愈環(huán)網(wǎng)  ABView網(wǎng)管系統(tǒng)/ ABNET/ ABPass

? 優(yōu)良的電磁兼容性能力，滿足EMC四級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)

? 支持ABRing?千兆全分布式極速自愈環(huán)，自愈時(shí)間<5ms

? 支持VLAN、GVRP、RSTP、廣播風(fēng)暴抑制、IGMP Snooping、ACL等管理功能

? 支持基于端口、IP、MAC等多種形式的VLAN策略，靈活方便地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)間隔離

? 支持SNMP、Telnet、Web、ABNet集中管理多種管理方式

? 可選配ABPass?光路保護(hù)模塊，有效提升整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠性

? 支持ABView集中式網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程維護(hù)管理極為方便高效

杭州奧博瑞光（AOBO） 6211系列工業(yè)交換機(jī)廣泛應(yīng)用于新能源（風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能）、電力自動(dòng)化、軌道交通、智能交通、城市安防、智能工廠等應(yīng)用場景。