鋼廠電氣及（jí）自動化係統網絡解決方（fāng）案

　　一、需求分析

　　本工程采用三級自動化控製係統，即基礎（chǔ）自動化級（jí）(L1)、過程自動化級(L2)、廠級MES。

　　1. 基礎自動化（huà）級(L1)

　　主要完成設備的順序控製及連鎖控製，自動位置控製，速度控製，張力（lì）控製，帶鋼的溫度、厚度、寬度、板形（xíng）控製，卷（juàn）取控製以及加熱爐的熱（rè）工參數控製，回路調節，故（gù）障（zhàng）檢測與報警，各種操作界麵和數據采集等（děng）任務。

　　2. 過（guò）程自動化級(L2)

　　主要（yào）完（wán）成板坯/帶鋼初始數據處理、材料跟蹤、數學模型計算及設定、過程數據收集、數據通信以及操作指導等任務（wù）。

　　3. 生產製造執行係統(MES)

　　主要完成全廠物料跟蹤，鋼卷庫管理和控製，磨輥管理（lǐ），生產計劃的調整、優化和（hé）發行，生產實績數據的收集、處理，以及統計分析、履曆、報（bào）告等任務。

　　網（wǎng）絡拓撲結構采用以中心交換（huàn）機為核心的分區域冗餘環網結構。主要（yào）由操作站、HMI服務器、工程師（shī）站、通訊總線、控（kòng）製器、I/O模（mó）件以及現場（chǎng）總線等組成。

　　係統選用工業以太網交換機（jī）產品，作為實時數據的傳輸平（píng）台，構成一個安（ān）全、可靠、環（huán）形網絡係統。

　　二、解決方案

　　此方案中（zhōng）A環網控製網絡(精軋-卷取區域網絡 )采用11台TSC Carat55工業以太網（wǎng）交換機，通過光纖組成環形網絡，各PLC室以及各操作室分（fèn）別配置1台交換機作為支幹交換機，采用環網設計的優點在於當網絡中某一個結點發生故障時，網絡會自動實現拓撲改變切換到總線型，從而**網（wǎng）絡的持續性和穩定性（xìng）。TSC Carat55提供兩（liǎng）個光口和6個電口，其中兩個光口（kǒu）以與環網中別的交換機（jī）級聯，6個電口連接下屬設（shè）備（bèi），當電口不能滿足實際需要的情況下我們采用TSC Carat20A下聯到TSC Carat55 。B環（huán）網控製網（wǎng）絡(加熱—粗軋區域網絡 )采用9台（tái）TSC Carat55交換機，通過光纖組成環形網絡，各PLC室以及（jí）各操作室分別配置1台交換機（jī）作為支幹交換機，TSC Carat55提供兩個光口和6個電口，其中兩個光（guāng）口以與環網中別（bié）的交換機級聯，6個電口連接下屬設備，當電口不能滿足實際（jì）需要的情況下我們采用TSC Carat20A下聯到TSC Carat55。L2 計（jì）算機（jī）室（shì）和MES係統均采用兩台TSC Pt35交（jiāo）換機，其中（zhōng）一台做備份，當其（qí）中一台發生故障時會很快切換（huàn）到另外一台，采用了核心交（jiāo）換機TSC Pt35 雙機熱備。此結構充分利用（yòng）了工（gōng）業冗餘環網結構的優點，當通訊鏈（liàn）路發（fā）生故障（zhàng）時其網絡傳輸的恢複時間被控製在300毫秒以（yǐ）內，而如果用普通（tōng）民（mín）用以太網交換機構造鏈路冗餘網絡，其恢複時間長達30秒以上，顯然無法滿足數（shù）據（jù）傳輸的不間斷需求，這也是TSC工業以太網交換機（jī）與民用以太網交換機相比所具有的一個明顯優（yōu）勢。

　　環型結構在網絡出現（xiàn）故障時仍能自行重構，**係統安全可靠（kào），同時傳輸光纖具有對電磁和（hé）射頻幹擾抑製（zhì）能力，在（zài）傳輸過程中不受（shòu）電磁和射頻噪聲的影響，也不影響其設備（bèi）。由於光纖傳輸的是光信號，兩端的電源相對隔離，所以有效地解決了光纖（xiān）兩端（duān）電源和（hé）地線對設備可能造成的嚴重威（wēi）脅（xié）。光纖在通（tōng）信時光束在纖維內部傳輸，不（bú）會產生任何形式的輻射，可防止傳輸過（guò）程中（zhōng）被分接，也（yě）杜絕了輻射波的竊聽，因而是（shì）**安全的通信介質。

　　用TSC Carat55，TSC Pt35和TSC Carat20A係列交換機構建的（de）係統拓撲示（shì）意圖如下：

　　三、方案特點

　　本方案具有以下幾個特點：

　　1.鏈路自動冗餘備份

　　交換（huàn）機自動冗餘備份，能自動協商（shāng）到達**近節點的路徑，如果一處（chù）線路（lù）損壞，網絡拓撲重（chóng）新配置，達到正常網絡狀態隻需50毫秒。

　　2.較長的傳輸距離

　　環型結構采（cǎi）用光纖介質類型，在傳輸中有低損耗的特性，使得傳輸線路（lù）的無中繼傳輸（shū）距離變長（zhǎng）。

　　3.具有較大的帶寬

　　環網傳輸帶（dài）寬為100Mbps，同時采用新的（de）多數據處理技術，使得網絡在（zài）重負荷情況下，仍能保持很高的帶寬。

　　4.可（kě）靠性高，安全性好

　　環型結構在網絡出現故障時仍能自行（háng）重構，**係統安（ān）全可靠，同時傳輸（shū）光纖具有對電磁和射頻幹擾抑製能力，在傳輸過程中不受電磁（cí）和（hé）射（shè）頻噪聲的影（yǐng）響（xiǎng），也不影響其設備。由於光纖傳（chuán）輸（shū）的是光（guāng）信號，兩（liǎng）端的電（diàn）源相對隔離，所以有效地解（jiě）決了光纖兩端電源和地線對設備可能造成的嚴重威脅。光纖在通信時（shí）光束在纖維內部傳（chuán）輸，不會產生任何形式的輻射，可防止傳輸過程中被分接，也杜絕了輻射波的竊聽，因而是**安全的通信介質。

　　四、產品簡介

　　TSC Carat55具有6個10/100M雙絞線端口(RJ45)用於連接終端設備（bèi）或網段，2個主幹端（duān）口(光纖)用於構成主幹（gàn）“Supreme-Ring”連接，可（kě）為工業現場控製設（shè）備提供可冗餘的連接（jiē），任何一段主幹通訊通道的（de）故障都將在300ms內（nèi）被察覺出來，並將啟動冗（rǒng）餘鏈路傳送數據，讓您的自動化係統保持正常工作。

　　TSC Pt35可提供（gòng）40個100Mbps快速以太網電口和4個1000Mbps千兆以太網端口，其中千（qiān）兆以太網（wǎng）端口采用光電組合的模式，即10/100/1000Base-T和SFP接口(不（bú）含SFP模塊)可任選其一使用（yòng），用於千（qiān）兆上聯或（huò）構築千（qiān）兆主（zhǔ）幹環網;1個擴展插槽可選8口10/100Base-TX模（mó）塊或8口100Base-FX模（mó）塊，具有靈活的端（duān）口配置和良好的擴展（zhǎn）性能。

　　TSC Carat20A提供24個（gè）10/100Base-TX端口，2個擴展槽可以擴展兩（liǎng）個單口端口百兆或千兆模（mó）塊，可為工業現場控製（zhì）設備（bèi）提供高密度連接。