在工業(yè)生產(chǎn)中，機器與系統(tǒng)的可利用性是必不可少的競爭因素。冗余的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與廣泛的診斷可能性起了顯著作用。因此博德化工有限公司采用高性能、高可用性的網(wǎng)絡(luò)，這同樣也能夠妥善處理未來自動化環(huán)境下的需求。
作為歐洲頂級制造商，位于漢堡-斯特林根的博德化工有限公司生產(chǎn)超過400種以上的涉及消毒、清潔、護理與皮膚殺菌等方面的產(chǎn)品。該公司每年生產(chǎn)約有18,000噸的散裝貨物，銷往世界各地。所需的原材料使用槽罐車或集裝箱進(jìn)行運送，隨后在槽罐或倉庫中進(jìn)行存儲。在制造過程中，自動配料系統(tǒng)將原材料制成中間產(chǎn)品，這些產(chǎn)品隨后被泵入到相應(yīng)的罐區(qū)。罐區(qū)向裝灌管線供料，裝灌管線將中間產(chǎn)品裝進(jìn)50或500毫升甚至五公升的容器中。貼上標(biāo)簽后，再對制成品進(jìn)行裝配和包裝。
先前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在著各種風(fēng)險
博德化工公司的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)分為辦公網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。防火墻對兩個網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)交換進(jìn)行管理。由于歷史原因，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)采用扁平化結(jié)構(gòu)并且建立于冗余的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中。菲尼克斯電氣的交換機產(chǎn)品被廣泛作為基礎(chǔ)設(shè)施組件使用。由于采用了這種扁平化結(jié)構(gòu)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備，如電腦、操作與監(jiān)控設(shè)備、控制器與分散的周邊設(shè)備等，都通過通用網(wǎng)進(jìn)行通訊。然而使用這種方法卻存在著各設(shè)備可以被彼此控制的風(fēng)險。此外扁平化的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)也成了病毒及其他惡意軟件的攻擊對象。最后但同樣重要的是，博德化工公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在IP地址資源與系統(tǒng)服務(wù)能力方面已達(dá)到了極限。
對于新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多樣化需求
為了提高生產(chǎn)率、可利用性與靈活性，以及滿足未來自動化要求，需要開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為此，工業(yè)環(huán)境下整個以太網(wǎng)經(jīng)重組整編到路由網(wǎng)絡(luò)中，并且在物理層面分割為獨立的區(qū)域。隨后重新覆蓋的子網(wǎng)絡(luò)中的冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被用來保障系統(tǒng)的高可用性。由于在生產(chǎn)階段中，所有的通訊都是經(jīng)由Profinet完成的，因此唯一的可能便是采用冗余協(xié)議。
工業(yè)區(qū)域最好能夠與辦公室網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高效率連接，并且與較高標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)流程相連接。 這樣做的目的是將通用與最優(yōu)生產(chǎn)工藝集成到ERP與MDE系統(tǒng)中，從而更有效的使用公司資源。
網(wǎng)絡(luò)概念的另一個基本條件是應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施來幫助減少施工費用與投資成本。為了避免出現(xiàn)較長的停產(chǎn)時間，系統(tǒng)很少遷移。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和可用性需要采用網(wǎng)絡(luò)管理軟件從中心位置上進(jìn)行監(jiān)測和診斷。該軟件需要及時將網(wǎng)絡(luò)重大事件以自動的方式向責(zé)任人報告。
以環(huán)形結(jié)構(gòu)構(gòu)建不同的子網(wǎng)絡(luò)
鑒于上述要求，博德化學(xué)公司制造區(qū)域的整個以太網(wǎng)絡(luò)已轉(zhuǎn)而使用路由解決方案。工作人員同菲尼克斯電氣合作創(chuàng)造了將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)劃分為不同子網(wǎng)絡(luò)的理念。這些網(wǎng)絡(luò)建立于以工業(yè)智能網(wǎng)管型交換機為基礎(chǔ)的物理環(huán)形結(jié)構(gòu)上，從而使其可用性提高。由于通訊的距離較遠(yuǎn)，因此不同生產(chǎn)站點間的環(huán)路采用了千兆光纖技術(shù)。
為了將物理上的環(huán)形結(jié)構(gòu)解析為邏輯上的線形結(jié)構(gòu)，采用了MRP冗余協(xié)議(Media Redundancy Protocol，介質(zhì)冗余協(xié)議)。該協(xié)議為Profinet通訊系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)冗余協(xié)議，環(huán)網(wǎng)自愈時間為200ms。附屬生產(chǎn)線中的以太網(wǎng)設(shè)備通過快速以太網(wǎng)電纜進(jìn)行連接。
工業(yè)區(qū)域與較高級別的業(yè)務(wù)流程通過以太網(wǎng)電纜以冗余的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。兩臺工業(yè)級的3層交換機以虛擬路由的方式控制數(shù)據(jù)連接。這些設(shè)備形成工業(yè)骨干網(wǎng)，并且為不同子網(wǎng)絡(luò)與辦公室網(wǎng)絡(luò)提供虛擬路由器接口。這種工業(yè)骨干網(wǎng)設(shè)備將安裝在公司數(shù)據(jù)中心的中心位置，這是因為整個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在這一位置上端接，并且視情況而定可共同使用。工業(yè)骨干網(wǎng)設(shè)備中的3層交換所使用的模塊化結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)未來擴展提供了空間。
配置便利與綜合性診斷
這種網(wǎng)管型交換機支持不同的用戶界面以便對配置與診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行存取。所有必要設(shè)置可以通過各設(shè)備固有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)進(jìn)行管控。上述情況也適用于診斷數(shù)據(jù)的查詢。
Pofinet恒定用于過程數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖泳W(wǎng)絡(luò)中，交換機可以做為Profinet設(shè)備來使用。在這種工作模式下，工程技術(shù)人員直接對IP地址及其Profinet設(shè)備名稱進(jìn)行分配，簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP trap通訊提供快速的診斷。諸如環(huán)路交換器冗余電源丟失或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化之類的重大事件通過簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP中繼到集中安裝的FL View診斷軟件上，這種軟件夜以繼日的對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控。
所有內(nèi)置的交換機還支持可移動存儲媒體，設(shè)備特定的配置可以保存在這些媒體上。這樣做使維護得到了簡化，因為替換設(shè)備時，只需要將存儲設(shè)備插入到新的交換機中。在重新啟動時，該裝置將自動檢索存檔的配置。博德化工公司在與生產(chǎn)、IT與工程技術(shù)人員緊密合作的兩個月內(nèi)，采用了這些新的結(jié)構(gòu)，而沒有出現(xiàn)任何生產(chǎn)停滯情況。這其中的原因在于由菲尼克斯電氣所開發(fā)的一種網(wǎng)絡(luò)概念，即在三個特定的窗口中階段性實現(xiàn)以上目標(biāo)。
作為對工程技術(shù)人員就已安裝網(wǎng)絡(luò)組件進(jìn)行培訓(xùn)的一部分，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)由工程負(fù)責(zé)人員Martin Pctzold與Markus Schmidt交付給新的管理人員。
（轉(zhuǎn)載）
