工业4.0制造信息化智能工业生产解决方案

发布时间:2015-12-28  点击数: 8

项目背景


      随着网络与智能化的突飞猛进,中国产业结构正经历一个重大的改变,制造业最为发达的德国推行所谓的“工业4.0”其影响已深刻体现在制造业领域,中国的生产企业面临着越来越多的挑战。企业需要提高生产效率,符合环保要求,并降低运营成本,以便在当今竞争激烈的全球市场上取得成功。幸运的是,工业4.0理念并非局限在生产线,它还与物联网(IoT)技术紧密联系,这便为中国制造企业攀登战略高地创造了全新机遇。智能生产管理系统和自动化技术能帮助企业应对这些挑战,并改善工业绩效。智能工业生产是制造业的未来,其利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务,提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平,从而提高了产品质量,优化了生产流程。

 

概述


      智能工业生产与工业以太网息息相关,现代工业自动化生产体系中的不可缺少的重要组成部分,不管是传感器数据传输、还是生产设备控制等,这些工业生产涉及所有设备都需要以太网承载来构成基本的控制网络。工业级以太网交换机让用户采集信息能够以最快的速度传递出去,实现智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护等现代化工业生产水平的提高。

智能工业生产解决方案需求:

1、 网络基础平台需求:满足能源管控、数据采集、工业视频监控;

2、生产设备节点多;

3、通信距离节点远;

4、 工业设备间的高电磁干扰;

5、恶劣环境的支持、稳定性的保证、设备保质期的保证;

 

方案要求


      实现7条生产线,中央自动化控制生产,达到全智能化。每条生产线旗下网络结构接入10部IP电话,若干广播电话、5~6个摄像头、现成视觉检测和6个PLC控制接入。保证数据的流畅以及适应以后发展的扩展。

 

方案介绍


此方案分为接入层和过程层处理。

接入层: 7条生产线,中央自动化控制生产,达到全智能化。每条生产线旗下网络结构接入10部IP电话,若干广播电话、5~6个摄像头、现场视觉检测和6个PLC控制接入。为保证数据的流畅以及适应以后发展的扩展,建议采用千兆环网,当一处光纤出故障时,系统可以自动切换,适应生产线上各种专用自动化子系统的接入传输要求,此方案的视频监控方案采用了SW-Ring千兆冗余环网拓扑结构。在综合240米长的生产线上设置6~7个PLC的点位覆盖全线,每个接入点采用千兆工业以太网交换机IES7120-4GS组建千兆环网,二个千兆组环预留2个千兆接口备用,下端接入端口16个以太网接口接入。

过程层:控制中心采用双机热备解决方案,核心交换机IES5128-4GS设备和上位机对上传的数据进一步透传到各子系统服务器.七个工作站和视频服务器、IP电话站、视觉工作站和大屏显示系统,统一管理和现实。七个子网节点交换机和核心交换机组成环网,提高网络的健壮性。

 

方案优势


硬件方面:

1、工业四级电磁干扰设计,IP40防护

2、 双电源冗余

3、低功耗,无风扇设计,防震防摔设计

4、 宽温设计,-40~75℃

5、智能继电器告警机制

6、 提供五年质量保证

7、多点汇聚,实现可靠传输;

软件方面:

1、 VLAN+QOS:环网内加入多种业务数据,视频占用数据带宽最大,PLC控制系统实时性要求最高,此功能能保证在PLC在资源紧张节点优先保证实时性,优化网络结构。

2、SNMP: 环网自带管理功能和西门子第三方组态软件完美结合,统一视觉管理。

3、 软件告警: 能对网络运行状态的实时监控,故障多样告警通知,及时智能排查出网络问题点。

4、 安全保证:设备调试界面的进入密码管理,修改后重启管理,闲置端口关闭管理,有效的防止一下非专业人员的误操作造成的损失和专业人员的入侵。

5、 人性化设计:客户根据项目的实际情况可以做一些产品命名,支持批量化配置、远程升级和软件重启或者恢复出厂设置功能等等。

 

产品特色


      (1)IES5028-4GS是一款高性能、高性价比的高端管理型交换机。是我司自主开发的机架式网管型交换机。该交换机提供高级管理功能,如:SWRing、虚拟局域网、Trunking、服务质量 (Quality of Service)、速率控制、端口镜像,故障报警和固件在线升级。其独特的SWRing冗余环网技术为您的以太网络带来智能冗余。并且提供了可视化的 WEB 操作界面。产品符合FCC、CE标准,符合工业4级设计要求,为智能变电站建设提供了高性能、高品质的产品保障。支持1路电源输入和1路继电器告警输出,-40~75℃的宽温能够满足各种工业现场的要求,可广泛应用于电力、水利、轨道交通等领域。

产品特性:   

支持IEEE802.3、802.3x/802.3z 、IEEE802.1Q、IEEE802.1p、IEEE802.1D、IEEE802.1W

SWRing环网专利技术(故障恢复时间<20ms)

支持静态多播过滤,IGMP Snooping,GMRP

支持速率控制和广播风暴控制

支持SNMP

支持1路电源100-240VAC输入,1路继电器告警输出

支持RSTP、端口汇聚、QOS(绝对和相对优先级)

支持802.1QVLAN(基于Tag)

支持密码管理、端口镜像

工业4级设计,-40-75℃宽范围工作温度

无风扇设计

IP30防护等级19寸标准机架安装方式

 

      (2)IES7120-4GS该产品是一款高性能,高性价比工业级网管型工业以太网交换机。该产品提供有16个10Base-T/100Base-TX以太网电口和4个SFP插槽接口的千兆光口。该产品所有电口均支持自动流速控制,全/半双工模式和MDI/MDI-X自适应。该产品具有标准的工业级设计,其所有器件均选用工业级器件,同时采用无风扇,低功耗设计,能够满足各种工业现场的要求,实现了较高的可靠性。

产品特性:   

支持16 个 10Base-T/100Base以太网电口和4个1000Base-FX光口

支持 MAC地址自动学习、自动老化,支持8K MAC地址表

支持端口设置、带宽管理、流量控制、流量统计

支持WEB页面配置,配置文件的导入导出以及系统在线升级

支持基于端口的 VLAN和 IEEE 802.1Q VLAN,有效隔离广播域

支持GMRP、IGMP Snooping和静态多播过滤

支持RSTP,环网恢复时间小于50ms

SW-Ring环网专利技术,支持单环、双环、耦合环,链路环等环网功能(网络故障自恢复时间<20ms)

支持多端口的端口镜像、单端口镜像和网络诊断

支持速率控制、广播风暴控制、组播风暴抑制、未知单播风暴抑制

支持密码管理、静态地址锁定

支持绝对优先级和权重比优先级,支持IEEE802.1P、COS、DSCP优先级

支持SNMP

系统交换带宽12.8 Gbps

支持冗余电源(12VDC~48VDC),电源支持无极性

支持1路继电器告警输出、邮件告警

工作温度-40℃~75℃,存储温度-40℃~85℃

无风扇设计、 导轨式安装