隨著全球經(jīng)濟和技術的快速發(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)、云計算和人工智能等技術，實現(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)造了新價值。
項目背景
南寧卷煙廠作為廣西中煙下設卷煙廠之一，以生產(chǎn)細支煙為主。面對日益凸顯的產(chǎn)銷矛盾，升級細支煙生產(chǎn)能力迫在眉睫。卷煙廠圍繞提高產(chǎn)品供應及時性和競爭力，決定打造以數(shù)據(jù)為核心，以設備、技術、平臺為支撐的“智慧生產(chǎn)”新格局。
迅速改善設備產(chǎn)能提高“智造”能力和技術引進是該廠新發(fā)展階段下的新策略，卷煙廠瞄準“兩化融合”目標，從裝備管理到技術應用，多措并舉，全面實現(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)存儲于各個系統(tǒng)的服務器中，只在自己系統(tǒng)內(nèi)進行數(shù)據(jù)分析，無法與外部系統(tǒng)信息進行融合，完成上傳下達的工作，導致數(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)服務中臺，不斷推動技術、設備、人才等要素匯聚，以實現(xiàn)數(shù)字資源資產(chǎn)化、數(shù)據(jù)資產(chǎn)服務化、數(shù)據(jù)服務價值化成為該廠當下亟需解決的問題。卷煙廠從工控和管理網(wǎng)絡入手，把工廠中各個生產(chǎn)流程、自動化控制以及管理系統(tǒng)通過各種通信設備組織起來，使現(xiàn)場生產(chǎn)控制設備可以相互聯(lián)通，保障生產(chǎn)任務的穩(wěn)定進行。
項目需求
該廠制絲車間工控網(wǎng)絡是煙草制絲生產(chǎn)自動化和制程管理的重要基礎網(wǎng)絡，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)設備的數(shù)據(jù)均依托此網(wǎng)絡進行。
為保證網(wǎng)絡傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性，最大限度實現(xiàn)生產(chǎn)裝備數(shù)字化、指揮調(diào)度智能化，卷煙廠對網(wǎng)絡的建設提出了以下需求：
1. 邊界隔離：需明確劃分生產(chǎn)網(wǎng)絡的工業(yè)核心與制絲控制系統(tǒng)的邊界，同時控制系統(tǒng)內(nèi)按業(yè)務邏輯再劃分相應子系統(tǒng)并進行邊界隔離;
2. 各互聯(lián)單元之間進行有效可靠的安全控制：通過綜合性的安全防護措施，保證設備、網(wǎng)絡、控制、數(shù)據(jù)和應用安全;
3. 安全配置和告警：vlan配置和日志記錄，進行業(yè)務流隔離劃分，提高網(wǎng)絡的利用率，增強局域網(wǎng)絡的安全性，同時開啟交換機日志功能，記錄設備運行狀態(tài)與故障告警，為后期網(wǎng)絡故障診斷和維護提供依據(jù)、幫助運維人員定位問題;
4. 實現(xiàn)IT網(wǎng)絡：適應互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，后期可接入海量的生產(chǎn)、監(jiān)控終端設備;
5. 實現(xiàn)OT網(wǎng)絡：工業(yè)以太網(wǎng)將逐步替代現(xiàn)場總線，實現(xiàn)“一網(wǎng)到底”，同時在以太網(wǎng)向下延伸基礎上實現(xiàn)智能機器、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、分級治理和清洗規(guī)則，不斷擴展底層數(shù)據(jù)采集范圍。
三旺通信充分考慮卷煙廠的網(wǎng)絡規(guī)模、設備分布、通信質(zhì)量等方面要求，現(xiàn)場均采用工業(yè)級以太網(wǎng)交換機組建網(wǎng)絡。該系列產(chǎn)品擁有無風扇、低功耗、寬溫寬壓的硬件設計，通過了符合行業(yè)標準的嚴格測試，使設備能夠在嚴酷惡劣的工業(yè)環(huán)境中依舊保持穩(wěn)定的運行效率;組網(wǎng)方面采用三旺自研的SW-Ring環(huán)網(wǎng)技術，搭建雙環(huán)架構(gòu)，替換煙廠原有的樹型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡，當單一設備發(fā)生故障時，能在20MS內(nèi)實現(xiàn)網(wǎng)絡故障的自動恢復，大大提高了現(xiàn)場網(wǎng)絡的可靠性和穩(wěn)定性，同時現(xiàn)場的雙網(wǎng)口PLC控制器，可通過兩路環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交互，一路備份，一路采集，從而提高現(xiàn)場網(wǎng)絡的冗余能力，確保生產(chǎn)業(yè)務長時間的正常運行。
面對大型的煙廠生產(chǎn)網(wǎng)絡，考慮到后期的易維護性與可管理，現(xiàn)場電腦主機安裝三旺通信Blueeyes View網(wǎng)管軟件，能夠集中化管理煙廠所有交換機設備，監(jiān)控設備的工作運行狀態(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)設備提供可視化的綜合監(jiān)控管理平臺，能夠詳細展示設備端口的連接信息、帶寬利用率以及其它網(wǎng)絡信息;支持對路由器、交換機、無線交換機、無線AP、串口服務器、CAN服務器、Modbus網(wǎng)關、PC、攝像頭、手機等其它IP設備的集中發(fā)現(xiàn)和統(tǒng)一管理;支持無線設備的統(tǒng)一管理，提供無線群組配置，實現(xiàn)WiFi、黑白名單、探針等參數(shù)的批量配置;支持設備固件管理與配置文件備份，提供遠程批量升級與恢復備份;顯示整體網(wǎng)絡環(huán)境的拓撲結(jié)構(gòu)和相關信息，發(fā)生故障或異常時，能夠提供實時報警與通知，幫助維護人員快速定位問題，提高網(wǎng)絡的安全性和維護效率，從而保障卷煙廠生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并兼顧人工成本的優(yōu)化。
方案價值
可靠性：
雙環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，從整體應用系統(tǒng)上提高了可靠性，降低系統(tǒng)對單設備可靠性的依賴。同時整機設備采用無風扇、低功耗、寬溫寬壓等設計，能夠適應對EMC有嚴酷要求的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，且MTBF高。
冗余性：
整體網(wǎng)絡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)進行數(shù)據(jù)上傳，一路備份，一路采集，提高現(xiàn)場網(wǎng)絡的冗余能力，同時能夠快速恢復故障網(wǎng)絡系統(tǒng)，確保業(yè)務正常運行。
安全性：
按照網(wǎng)絡安全等級保護要求，從網(wǎng)絡邊界、網(wǎng)絡傳輸區(qū)、服務器及應用系統(tǒng)區(qū)、核心數(shù)據(jù)區(qū)等各個方面進行安全防護，保障業(yè)務完整性、可用性和機密性，通過采集全網(wǎng)網(wǎng)絡、安全設備日志、流量異常數(shù)據(jù)等信息，感知全網(wǎng)安全態(tài)勢并加以直觀呈現(xiàn)，以便管理人員能及時發(fā)現(xiàn)異常，并做出快速響應。
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、動力三大車間已經(jīng)建立起信息交換共享通道，實現(xiàn)信息實時傳遞和無障礙交換，三旺通信為該廠的“制造”到“智造”的轉(zhuǎn)型注入新動力。
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