基于4G工業路由器在糧食加工產線自動化控制系統方案

項目描述

作為一家多元化外資企業，某糧食加工企業已成為是中國的糧油加工集團之一。其在國內的糧油生產基地需要建立一套生產線自動化控制系統，便于操作人員可以隨時監控生產流程的狀態，確保產品質量，提高生產效率和安全性。

這套自動化控制系統需要監控生產線上的各個環節，包括鍋爐房、電控室、酒精室等。一條生產線上的每個操作工序都有一臺PLC，系統需要組建一個工業冗余網絡，將PLC的數據通過網絡傳輸至控制室，從而便于工作人員可以在控制中心隨時查看并了解生產線上設備的實時狀態。

系統需求

· 工業設計，能適用于惡劣的工業現場環境

· 快速的網絡自愈時間

· 能處理大規模的組播和廣播

· 通過遠程/在控制室可實時了解設備狀態

方案設計

為了將鍋爐房、電控室、酒精室、制糖室、淀粉室的PLC連接起來，提供了CM520系列導軌型網管型交換機作為接入層交換機，其百兆端口連接PLC，兩個千兆SFP端口組成一個冗余環網，支持私有的環網冗余技術，可以實現10ms內的網絡快速恢復，從而確保關鍵數據的“零丟失”。其采用導軌型設計，體積小巧，便于安裝，支持-40~70℃寬溫，長達77萬小時的MTBF時間，適合工業現場的應用。在控制中心采用CM550系列匯聚層交換機，采用機架式設計，可安裝在控制室的機柜中。此外，CM550作為一臺模塊化交換機，為今后網絡擴展帶來了更大的靈活性。

不僅如此，為了確保整個生產線的安全生產，才茂為整個網絡提供了雙網備份機制。整個網絡采用A/B網絡，同時進行數據傳輸。即使A網發生故障中斷時，數據仍然可以通過B網進行傳輸。配合私有的環網冗余技術，整個生產線實現了雙網雙冗余的網絡架構，大大提升了整個網絡的可靠性，也提升安全生產的效率。

由于PLC會發送大量組播信息，為了應對大量的組播信息在網絡上傳輸，避免造成網絡擁堵，交換機支持IGMP v2/v3 (IGMP snooping)組播管理，可以在大規模的廣播風暴時仍然保持網絡傳輸的穩定。

在控制室，提供了的網絡管理平臺，它采用多種接入方式，如PPPOE（一個LAN）和3G/LTE等，只需在瀏覽器內輸入管理平臺的IP地址，即可訪問后臺對應。作為一臺網絡管理平臺，可以自動發現網絡拓撲，進行網絡流量分析、設備狀態監測，還可建立VPN通道，使得操作人員遠程訪問，并查看生產線上設備的實時狀態，大大提高了生產管理的效率。

系統架構圖

技術優勢

· 完整的工業以太網解決方案，包括接入層交換機、匯聚層交換機和網絡管理平臺

· 支持IGMP組播協議，在大規模的廣播風暴時仍然保持網絡傳輸的穩定

· 網絡冗余技術，自愈時間<10ms（滿負載250臺交換機）

·可實現遠程發現和管理網絡設備，提升管理效率

· 工業等級設計，-40~70℃寬溫，滿足現場需求