智能工厂自动化ABRing光纤环网网络通信解决方案

一、概述

在现代汽车制造系统里，经过冲压，焊装，涂装，总装等工艺步骤后，一个个的零件被组装成崭新的汽车，各种自动化设备替代了人工，工作人员只需要在控制中心监控流水线上发生的一切。工厂自动化生产工作环境多粉尘、强电磁干扰等严苛恶劣环境，高度智能化生产离不开底层基础网络架构，所以如何构建一套安全可靠稳定的工厂通讯网络尤为重要。

杭州奥博瑞光AOBO系列工业交换机专为严苛工业环境特殊要求而设计，满足-40℃~85℃极端恶劣气候环境应用，具备抗强电磁干扰、抗震动、防盐雾、防潮湿、耐腐蚀等特性，支持ABRING环网/ABRing极速分布式自愈环技术，自愈时间小于5ms，支持ABView 网络管理系统集中统一管理，实现远程批量配置、升级，为智能工厂提供可靠、安全、智能的解决方案。

二、项目需求

某大型试制中心工厂大概面积4000平米，需要将工厂内PLC系统、AGV系统AP、焊接群控系统、设备监控系统等终端接入到集中统一的网络架构中。考虑工厂内部的严苛环境以及对网络的高可靠性要求，商用网络无法满足工厂自动化生产的高可靠性、稳定性、实时性以及快速冗余能力，所以要求系统采用工业级以太网交换机来构建整套网络。另外，所构建的工业网络应满足以下通讯要求：

1) 接口需求：需要满足焊装试制工厂工作站PLC(11个)、4台焊接群控系统、AGV的AP(4个)，并且要考虑柔性化生产线后期将会实施设备监控项目，为今后监控系统业务扩展留有接口余量。

2) 可靠性：设备采用可靠稳定的工业级设备，满足汽车工厂严苛环境的通信要求，保证对汽车制造过程的稳定监控。

3) 冗余性：所设计的工业通信网络要求具备高冗余性能，并且环网自愈时间应小于10ms，保障焊装过程的不间断监控。

4) 安全性：网络设备应该具备安全性能，能够有效避免网络攻击和安全防范措施，切实保障汽车工厂生产网络的安全性。

5) 可管理性：设备应提供便捷的可视化网络管理系统，方便后期网络故障定位、状态显示、远程配置功能。

6) 兼容性：设备应采用标准的TCP/IP通讯协议，兼容商用网络，可以和商用网络进行互联互通。

7) 业务控制：所构建的工业生产网络要和办公网络相互连接，但要保证办公网络的数据不能流向工业生产网络，生产网络的数据可以流向办公网络区域的特定的监控服务器。

三、AOBO 解决方案

本方案主要采用AOBO系列环网工业交换机，为某大型工厂试制焊装车间构建一套高可靠的工业光纤环网，该环网基于奥博瑞光ABRing极速分布式光纤自愈环技术，可达到全网故障恢复时间小于5ms。在工厂车间现场合适位置（具体根据实际需要）选择布置4个点位，用于安装现场工业级接入交换机，接入交换机采用AOBO 6211-2LD-8MT-2GX(支持8个百兆电口，2个千兆SFP光纤接口)，百兆电口用于连接焊装车间的工厂工作站PLC、焊接群控系统、AGV的无线客户端；在另外适当位置安装一台工业级汇聚交换机AOBO G7024-HV-12GT-12GX（支持12个千兆电口，12个 千兆SFP光纤插槽），汇聚交换机和工厂接入交换机构建工业环网，将工厂各监控系统数据进行汇聚；汇聚工业交换机通过网络线连接一台工业级防火墙，该防火墙主要用于拦截和过滤办公网络，防止办公网络的相关数据流进入到工业环网网络，提升工厂车间网络安全，但防火墙要允许工业网络的数据流向位于办公网络的监控服务器。

四、AOBO 解决方案特点

该工厂车间工业环网方案基于AOBO系列高可靠工业交换机而构成，设计中充分考虑了工厂网络的高可靠性、网络冗余性、安全性、可管理性、可扩展性等设计要求。具体的方案特点及优势如下：

Ø 该方案中的AOBO 6211工业交换机可选配ABPass断电光路保护功能，该功能支持内置、受控的、可管理特性，能够确保设备在失电情况下，自动将光纤链路进行旁通，确保光纤链路的完整性，能够有效提升工厂网络可靠性。

Ø 支持ABRing ®极速环网冗余协议技术，全网环网冗余切换时间< 5ms，极速的网络故障恢复时间能够满足工厂MES系统的高可靠实时性生产要求。

Ø 奥博瑞光的光纤自愈环无须设置“环网主节点”、“头和尾节点”和“环网号”，设备可以即插即用，非常方便现场工程维护和后期管理。

Ø 整个工厂网络交换机设备支持ABNet/ABView集中式管理系统，支持可视化拓扑状态管理，拓扑历史事件回放，支持批量配置导入导出、批量升级等批量操作，让后期整个工厂工业网络维护管理非常简便和容易管控。

Ø 支持VLAN、端口自环检测、端口镜像、组播管理丰富的网管功能

Ø 支持完备的ACL策略，支持L2-L4 层线速过滤，实现包过滤防火墙的安全功能，增强安全防范能力

Ø 支持流量控制(traffic control)， 以预防因为数据流量过大造成交换机带宽的异常负荷，保持网络安全稳定的运行

Ø 支持用户分级和操作控制列表功能，提升操作安全性

Ø 支持DHCP snooping、IP Source Guard、ARP Inspection 等网络安全功能，有效提升工厂网络安全

Ø 支持802.1X 基于端口的访问控制， 阻止非法用户对局域网的接入，保障网络的安全性

Ø 支持SNMP v3 及SSH 安全网管，对用户名、口令和管理信息均进行了加密。有效防止非授权用户相关信息的修改、伪装和窃听

Ø 支持Syslog、Watchdog功能，继电器、E-mail等告警，保障网络安全稳定运行

Ø 支持双映像文件功能，保护设备在异常情况下(固件升级失败等)仍然可正常启动运行。

Ø 优良的电磁兼容性能力，满足EMC四级以上标准，完全满足在工厂恶劣环境下长期稳定使用要求，提供权威机构的检测认证报告

Ø 优良的信号口抗浪涌能力，浪涌防护大于4KV

Ø 平均无故障间隔时间MTBF 在50,0000小时以上；

Ø 电路板进行防护涂层处理，具备防腐、防潮、防盐雾能力；

Ø 工作环境温度：-40～85℃；工作环境湿度：5～95%

五、AOBO工业交换机产品简介

1. AOBO G7024 机架式网管型工业交换机

AOBO G7024系列为我司研发的全千兆方案的网管型机架式工业以太网交换机，最多可提供24个全千兆的以太网端口，可根据现场组网需要灵活配置光口电口数量。特别适用于安防监控、智能交通、工业自动化领域中有视频、音频等高带宽业务需求的应用场合。ABRing®分布式自愈环技术能够有效提高工业网络的可靠性，可在5ms内实现全网自愈。AOBO G7024系列支持STP/RSTP/MSTP、端口聚合、IGMP Snooping、ACL、GVRP等丰富的网络管理功能，支持SNMP网管、Web、Telnet、ABNet、ABView专用网管软件多种管理方式。该系列具有IP40等级金属外壳，具备良好的电磁兼容EMC性能，可以在-40℃～+85℃极端恶劣的温度环境范围长期稳定工作。

特点优势:

Ø 工业级无风扇设计，-40℃～85℃宽温工作，适应恶劣环境应用

Ø 优良的电磁兼容性能力，满足EMC四级以上标准

Ø 支持全分布式极速自愈环ABRing®协议，自愈时间<5ms

Ø 最多可支持24个全千兆以太网端口，满足音频、视频等更高带宽业务传输需求

Ø 支持VLAN、GVRP、RSTP、广播风暴抑制、IGMP Snooping、GMRP、ACL管理功能

Ø 支持SNMP、Telnet、Web、ABNet、ABView集中管理多种管理方式

Ø 支持全分布式极速自愈环ABRing®协议，自愈时间<5ms

Ø 专为恶劣工业环境设计，可在极端气候、强电磁干扰、振动环境中，长期稳定工作

2. AOBO 6211 导轨式网管型工业交换机

AOBO 6211系列自愈环工业以太网交换机可支持8个百兆以太网端口，1～3个千兆以太网端口，用户可根据工业环境实际需要，灵活的组建各种拓扑类型的网络结构。分布式ABRing®自愈环技术能够有效提高工业网络的高可靠性，可在5ms内实现自愈。AOBO 6211系列支持STP/RSTP/MSTP、端口聚合、IGMP Snooping、ACL、GVRP等丰富的网络管理功能，支持SNMP网管、Web、Telnet、ABNet专用网管软件多种管理方式。该系列具有IP40等级金属外壳，无风扇设计，低功耗，对极端环境温度适用及良好的电磁兼容适应能力，可在恶劣工业环境下长期稳定可靠工作，已广泛应用于电力、交通、工厂自动化、石油等工业领域。   

特点优势:

Ø 工业级无风扇设计，-40℃～85℃宽温工作，适应恶劣环境应用

Ø 支持ABRing / ABRING/ ABRing环网/ABRing自愈环网  ABView网管系统/ ABNET/ ABPass

Ø 优良的电磁兼容性能力，满足EMC四级以上标准

Ø 支持ABRing®千兆全分布式极速自愈环，自愈时间<5ms

Ø 支持VLAN、GVRP、RSTP、广播风暴抑制、IGMP Snooping、ACL等管理功能

Ø 支持基于端口、IP、MAC等多种形式的VLAN策略，灵活方便地实现业务间隔离

Ø 支持SNMP、Telnet、Web、ABNet集中管理多种管理方式

Ø 可选配ABPass®光路保护模块，有效提升整体网络结构可靠性

Ø 支持ABView集中式网络管理系统，远程维护管理极为方便高效

杭州奥博瑞光（AOBO） 6211系列工业交换机广泛应用于新能源（风电、光伏、储能）、电力自动化、轨道交通、智能交通、城市安防、智能工厂等应用场景。