中央空调互联工厂生产网络改造查看源代码讨论查看历史

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中央空调互联工厂生产网络改造摩莎科技（上海）有限公司（Moxa）成立于1987年，致力于工业互联网的推动与实践，提供完整的工业设备连网、工业计算机及工业网络解决方案。

一、企业简介

服务行业包括工厂自动化、轨道交通、智能电网、智能交通、石油/天然气、海洋和矿业等。Moxa致力于发展及制造工业联网产品，提供客户具有成本效益且稳定性高的串口设备联网解决方案、工业以太网解决方案、工业网络安全解决方案、工业边缘计算解决方案，协助客户打造工业通讯基础设施，提升工业自动化与通讯应用，创造长远的竞争优势及商业价值。

二、项目简介

本项目是针对中央空调制造工厂进行的生产线自动化升级改造，建立了整体车间网络，生产现场网络向下连接车间LED大屏、工位机以及各种仪器仪表，向上连接工厂各个系统，打通了从车间到网店的数据通信的路径，梳理了工业网络的层级与功能，建立了稳定可靠的厂内工业通信网络。有效解决了生产现场环境差、电磁干扰现象严重的问题，为互联工厂实现数据实时传输提供坚实基础。企业整体智能工厂项目入选了2018全球首批先进“灯塔工厂”，2020国家年智能制造标杆企业，通过了由中国电子技术标准化研究院组织的智能制造能力成熟度四级评估。

三、项目技术方案

网络项目作为生产线数据采集的一部分，给出了厂内工业联网及生产线数据采集常用的硬件连接方案，系统架构如图1：

1．拓扑设计

在核心层部署三层交换机，两台三层交换机独立运行，使用Trunk技术连接多个端口互为备份。同时用IP切分不同的网域，不同网域间访问由两台三层核心交换机进行路由转发。

在汇聚层同样部署两台交换机且互为备份，以起到备援的作用。生产网络使用链形拓扑结构，提供网络断线快速恢复功能，百兆网络断开自愈时间小于20毫秒，千兆网络自愈时间小于50毫秒。保障PLC通讯不会出现问题，产线不停机，为IT检修更换争取宝贵时间。

设备层的设备直接接入交换机，使接入层单点故障范围可控。接入层设备提供工业级通信能力，提供恶劣环境下的高可用性。

骨干网络及核心网络采用冗余性架构，任意故障（包括网络设备及线缆）出现问题，业务数据不受影响。生产网络与办公网络隔离，生产系统不会受到办公网络及其他外部网络影响，保障生产线的正常运作。

2．功能设计

围绕空调生产线常用的机器人手臂和PLC等工业现场，通信网络全部选用了工业级通信产品，以避免出现数据通信错误，产品寿命缩短，更换过于频繁的现象。根据生产线设备的具体安装情况，部署了18台IKS-6726A二层工业以太网交换机，连接众多生产设备。同时考虑到生产现场有众多的电动机等大型设备、生产线较长、安装位置等多种因素，在生产线两端分别安装2台IKS-6726A，中间使用光纤连接，组成Turbo Chain网络，提供网络断线后毫秒级的自愈能力。

使用2个千兆光纤口作为上联端口，通过2个不同的交换机连接到2台三层核心交换机上面，各种服务器都连接到三层交换机，可以方便地进行各系统之间数据的访问与共享。两台三层交换机之间使用Trunk功能将2条千兆链路捆绑起来，提供带宽共享和线路备援功能。

在生产线起点处，设立实时生产看板，使用网线连接，实时显示生产计划、更新数据，为现场提供可视化参考，网络设备的选择带宽满足可视化带宽需求。

在生产线上交换机除了连接看板、PLC、机器人和工位机外，还同时连接了能耗管理系统，使用MOXA提供的NPort串口联网服务器，连接了多个电表、流量计等，把数据实时传输到EMS系统中，实时掌握生产信息与生产线能耗信息，为生产决策提供完整的数据支撑。