基于4G工业路由器在粮食加工产线自动化控制系统方案

项目描述

作为一家多元化外资企业，某著名粮食加工企业已成为是中国国内最大的粮油加工集团之一。其在国内的粮油生产基地需要建立一套生产线自动化控制系统，便于操作人员可以随时监控生产流程的状态，确保产品质量，提高生产效率和安全性。

这套自动化控制系统需要监控生产线上的各个环节，包括锅炉房、电控室、酒精室等。一条生产线上的每个操作工序都有一台PLC，系统需要组建一个工业冗余网络，将PLC的数据通过网络传输至控制室，从而便于工作人员可以在控制中心随时查看并了解生产线上设备的实时状态。

系统需求

· 工业设计，能适用于恶劣的工业现场环境

· 快速的网络自愈时间

· 能处理大规模的组播和广播

· 通过远程/在控制室可实时了解设备状态

方案设计

为了将锅炉房、电控室、酒精室、制糖室、淀粉室的PLC连接起来，提供了CM520系列导轨型网管型交换机作为接入层交换机，其百兆端口连接PLC，两个千兆SFP端口组成一个冗余环网，支持私有的环网冗余技术，可以实现10ms内的网络快速恢复，从而确保关键数据的“零丢失”。其采用导轨型设计，体积小巧，便于安装，支持-40~70℃宽温，长达77万小时的MTBF时间，完全适合工业现场的应用。在控制中心采用CM550系列汇聚层交换机，采用机架式设计，可安装在控制室的机柜中。此外，CM550作为一台模块化交换机，为今后网络扩展带来了更大的灵活性。

不仅如此，为了确保整个生产线的安全生产，才茂为整个网络提供了双网备份机制。整个网络采用A/B网络，同时进行数据传输。即使A网发生故障中断时，数据仍然可以通过B网进行传输。配合私有的环网冗余技术，整个生产线实现了双网双冗余的网络架构，大大提升了整个网络的可靠性，也提升安全生产的效率。

由于PLC会发送大量组播信息，为了应对大量的组播信息在网络上传输，避免造成网络拥堵，交换机支持IGMP v2/v3 (IGMP snooping)组播管理，可以在大规模的广播风暴时仍然保持网络传输的稳定。

在控制室，提供了最新的网络管理平台，它采用多种接入方式，如PPPOE（一个LAN）和3G/LTE等，只需在浏览器内输入管理平台的IP地址，即可访问后台对应。作为一台网络管理平台，可以自动发现网络拓扑，进行网络流量分析、设备状态监测，还可建立VPN通道，使得操作人员远程访问，并查看生产线上设备的实时状态，大大提高了生产管理的效率。

系统架构图

技术优势

· 完整的工业以太网解决方案，包括接入层交换机、汇聚层交换机和网络管理平台

· 支持IGMP组播协议，在大规模的广播风暴时仍然保持网络传输的稳定

· 网络冗余技术，自愈时间<10ms（满负载250台交换机）

·可实现远程发现和管理网络设备，提升管理效率

· 工业等级设计，-40~70℃宽温，满足现场需求