隨著全球經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展，智能化已成為工業(yè)發(fā)展的主要方向之一。在工業(yè)生產(chǎn)中，越來越多的企業(yè)借助傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化、智能化和協(xié)同化，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了新價(jià)值。
項(xiàng)目背景
南寧卷煙廠作為廣西中煙下設(shè)卷煙廠之一，以生產(chǎn)細(xì)支煙為主。面對(duì)日益凸顯的產(chǎn)銷矛盾，升級(jí)細(xì)支煙生產(chǎn)能力迫在眉睫。卷煙廠圍繞提高產(chǎn)品供應(yīng)及時(shí)性和競(jìng)爭(zhēng)力，決定打造以數(shù)據(jù)為核心，以設(shè)備、技術(shù)、平臺(tái)為支撐的“智慧生產(chǎn)”新格局。
迅速改善設(shè)備產(chǎn)能提高“智造”能力和技術(shù)引進(jìn)是該廠新發(fā)展階段下的新策略，卷煙廠瞄準(zhǔn)“兩化融合”目標(biāo)，從裝備管理到技術(shù)應(yīng)用，多措并舉，全面實(shí)現(xiàn)卷煙廠智能化、精益化的生產(chǎn)。
然而，裝備的數(shù)字化部署帶來大量數(shù)據(jù)處理問題，這些海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于各個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)器中，只在自己系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，無法與外部系統(tǒng)信息進(jìn)行融合，完成上傳下達(dá)的工作，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫猶如一座座“孤島”，相互隔絕。
如何深化數(shù)據(jù)流通治理，構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)中臺(tái)，不斷推動(dòng)技術(shù)、設(shè)備、人才等要素匯聚，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源資產(chǎn)化、數(shù)據(jù)資產(chǎn)服務(wù)化、數(shù)據(jù)服務(wù)價(jià)值化成為該廠當(dāng)下亟需解決的問題。卷煙廠從工控和管理網(wǎng)絡(luò)入手，把工廠中各個(gè)生產(chǎn)流程、自動(dòng)化控制以及管理系統(tǒng)通過各種通信設(shè)備組織起來，使現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備可以相互聯(lián)通，保障生產(chǎn)任務(wù)的穩(wěn)定進(jìn)行。
項(xiàng)目需求
該廠制絲車間工控網(wǎng)絡(luò)是煙草制絲生產(chǎn)自動(dòng)化和制程管理的重要基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，也是卷煙廠完成智能制造的重要組成部分。目前車間、廠部、公司的各類信息系統(tǒng)獲取制絲生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)均依托此網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。
為保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性，最大限度實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝備數(shù)字化、指揮調(diào)度智能化，卷煙廠對(duì)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提出了以下需求：
1. 邊界隔離：需明確劃分生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)核心與制絲控制系統(tǒng)的邊界，同時(shí)控制系統(tǒng)內(nèi)按業(yè)務(wù)邏輯再劃分相應(yīng)子系統(tǒng)并進(jìn)行邊界隔離;
2. 各互聯(lián)單元之間進(jìn)行有效可靠的安全控制：通過綜合性的安全防護(hù)措施，保證設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、控制、數(shù)據(jù)和應(yīng)用安全;
3. 安全配置和告警：vlan配置和日志記錄，進(jìn)行業(yè)務(wù)流隔離劃分，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，增強(qiáng)局域網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時(shí)開啟交換機(jī)日志功能，記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與故障告警，為后期網(wǎng)絡(luò)故障診斷和維護(hù)提供依據(jù)、幫助運(yùn)維人員定位問題;
4. 實(shí)現(xiàn)IT網(wǎng)絡(luò)：適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，后期可接入海量的生產(chǎn)、監(jiān)控終端設(shè)備;
5. 實(shí)現(xiàn)OT網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)以太網(wǎng)將逐步替代現(xiàn)場(chǎng)總線，實(shí)現(xiàn)“一網(wǎng)到底”，同時(shí)在以太網(wǎng)向下延伸基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器、傳感器、執(zhí)行器等的IP化。
解決方案
想要解決“信息孤島”的問題，關(guān)鍵在于建立連接各系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)池”，搭建數(shù)據(jù)治理體系，完善數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分級(jí)治理和清洗規(guī)則，不斷擴(kuò)展底層數(shù)據(jù)采集范圍。
三旺通信充分考慮卷煙廠的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、設(shè)備分布、通信質(zhì)量等方面要求，現(xiàn)場(chǎng)均采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)組建網(wǎng)絡(luò)。該系列產(chǎn)品擁有無風(fēng)扇、低功耗、寬溫寬壓的硬件設(shè)計(jì)，通過了符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格測(cè)試，使設(shè)備能夠在嚴(yán)酷惡劣的工業(yè)環(huán)境中依舊保持穩(wěn)定的運(yùn)行效率;組網(wǎng)方面采用三旺自研的SW-Ring環(huán)網(wǎng)技術(shù)，搭建雙環(huán)架構(gòu)，替換煙廠原有的樹型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)單一設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能在20MS內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的自動(dòng)恢復(fù)，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的雙網(wǎng)口PLC控制器，可通過兩路環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，一路備份，一路采集，從而提高現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的冗余能力，確保生產(chǎn)業(yè)務(wù)長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行。
面對(duì)大型的煙廠生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，考慮到后期的易維護(hù)性與可管理，現(xiàn)場(chǎng)電腦主機(jī)安裝三旺通信Blueeyes View網(wǎng)管軟件，能夠集中化管理煙廠所有交換機(jī)設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備的工作運(yùn)行狀態(tài)。該軟件是三旺通信基于ICMP、ARP、SNMP、LLDP和私有協(xié)議開發(fā)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供可視化的綜合監(jiān)控管理平臺(tái)，能夠詳細(xì)展示設(shè)備端口的連接信息、帶寬利用率以及其它網(wǎng)絡(luò)信息;支持對(duì)路由器、交換機(jī)、無線交換機(jī)、無線AP、串口服務(wù)器、CAN服務(wù)器、Modbus網(wǎng)關(guān)、PC、攝像頭、手機(jī)等其它IP設(shè)備的集中發(fā)現(xiàn)和統(tǒng)一管理;支持無線設(shè)備的統(tǒng)一管理，提供無線群組配置，實(shí)現(xiàn)WiFi、黑白名單、探針等參數(shù)的批量配置;支持設(shè)備固件管理與配置文件備份，提供遠(yuǎn)程批量升級(jí)與恢復(fù)備份;顯示整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相關(guān)信息，發(fā)生故障或異常時(shí)，能夠提供實(shí)時(shí)報(bào)警與通知，幫助維護(hù)人員快速定位問題，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和維護(hù)效率，從而保障卷煙廠生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并兼顧人工成本的優(yōu)化。
方案價(jià)值
可靠性：
雙環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，從整體應(yīng)用系統(tǒng)上提高了可靠性，降低系統(tǒng)對(duì)單設(shè)備可靠性的依賴。同時(shí)整機(jī)設(shè)備采用無風(fēng)扇、低功耗、寬溫寬壓等設(shè)計(jì)，能夠適應(yīng)對(duì)EMC有嚴(yán)酷要求的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，且MTBF高。
冗余性：
整體網(wǎng)絡(luò)采用工控及管理雙環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，使用雙網(wǎng)口的PLC控制器，可通過兩路環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，一路備份，一路采集，提高現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的冗余能力，同時(shí)能夠快速恢復(fù)故障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，確保業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。
安全性：
按照網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)要求，從網(wǎng)絡(luò)邊界、網(wǎng)絡(luò)傳輸區(qū)、服務(wù)器及應(yīng)用系統(tǒng)區(qū)、核心數(shù)據(jù)區(qū)等各個(gè)方面進(jìn)行安全防護(hù)，保障業(yè)務(wù)完整性、可用性和機(jī)密性，通過采集全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)備日志、流量異常數(shù)據(jù)等信息，感知全網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)并加以直觀呈現(xiàn)，以便管理人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，并做出快速響應(yīng)。
讓大數(shù)據(jù)為生產(chǎn)制造賦予更大能量，目前，該廠的卷包、制絲、動(dòng)力三大車間已經(jīng)建立起信息交換共享通道，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳遞和無障礙交換，三旺通信為該廠的“制造”到“智造”的轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)力。
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