工业网络监控在炼钢厂的应用

工业网络监控在炼钢厂的应用

张翔

湖南省湘潭市岳塘区华菱湘钢工程技术公司电讯车间湖南湘潭411101

摘要：阐述了公司转炉分厂的一级生产网络的构建，网络优越性分析，提出了双网冗余，采用了先进的网络监控软件，确保控制系统的高效安全的运行。

关键词：天车监控；转炉监控；清晰度；粉尘

0前言

随着计算机和网络技术的发展，在工业控制领域中引入网络技术，可使现场控制与上层管理项结合以实现办公自动化与工业自动化的无缝结合；另一方面，也使得恶劣环境中的现场可通过网络传递成为可能。以前转炉炼钢现场基本采用人工炼钢，无技术数据共享，数据传送和炼钢指导均依靠人工进行，一级控制网络的建立提高了生产和质量检测速度，既节省了人力，也使得技术管理数据获得了共享。

一、网络方案实现与构建

1.1项目概述

钢铁厂转炉厂一级网络控制系统采用HIPERRing超级冗余环，环与环之间采用环间冗余的方式进行连接，环网通讯介质采用百兆多模光纤。分级局域网属于不同的逻辑网段，各级局域网通过上位机的iFix系统与现场的GEPLC进行控制信息的互通；PLC与PLC之间采用Genius现场总线通讯。

1.2宽厚板天车渣跨1号75吨视频改造技术工程概况

渣处理跨75T/25T桥式起重机起吊点距离操作室距离较远，有视觉误差，由于作业现场灰尘较大造成操作人员视线受到严重影响，较大的噪音和现场的干扰因素，操作人员只能凭感觉操作。或听取起重工的声音来操作行车，可能出现声音不清晰，操作人员与指挥人员之间操作不协调、延迟误动操作等危险因素。事后难于还原吊装过程和责任。应加装一套视屏监控系统对吊装过程进行记录，同时可以让操作工直观看到吊装过程和指挥状态，降低危险源。

二、天车监控

2.1施工方案

2.1.1网络搭建

前期先对监控系统的网络进行搭建，将网络、存储和前端服务器进行升级安装，对系统网络进行整体测试，贯通监控系统网络。

2.1.2监控点改造

对所有新增、迁移、更换的8个监控点现场安装位置，线路路由等进行确认，按区域编制施工图，并请相关部门进行确认，见附件1。

为了保证新增监控能够及时的并入系统投入运行，前期先对线路进行敷设，包括拖缆、网线和电源线、设备安装等的施工。

现场监控点投入新系统过程中，届时将会中断现场画面，为不影响生产，由业主确认切换时间，施工方按区域进行接入作业，将新增、改造部分逐步投入至新系统中。

2.2施工工艺及方法

2.2.1前期准备工作

开工前组织技术人员进行现场调查，充分了解施工现场具体情况，根据本工程的技术特点、地质条件及现场情况制定实施性施工方案。在开工前对参加施工的人员进行技术交底和指导培训。

在施工过程中，施工人员严格遵守相关行业标准以及国家相关施工规范的要求，确保工程质量；严格遵守公司相关条款的规定，确保施工中的安全。

2.2.2机柜、箱、盒的安装

机柜、箱、盒等在搬运和安装过程中不得有变形和表面涂层损伤。其安装位置和平面布置，应按设计文件施工，不得影响操作、通行和设备维修。机柜、箱、盒之间的连接应牢固。

2.2.3摄像机及附件安装

摄像机的安装位置应在监视目标附件不易受外界损伤的地方，不影响现场设备的运行和人员正常活动。安装在室外或环境恶劣的地方时，应安装防护罩等防护装置，避免强光直射，镜头视场内不得有遮挡监视目标的物体。安装固定应牢靠、紧固。其附件的安装及连接应符合相关的要求。

2.2.3电缆线路的施工

敷设时应合理安排，不宜交叉，固定要松紧适当。线路的弯曲半径应符合相关要求。电缆敷设时应保持松弛弧形，并无扭结现象。在线路的拐弯处及终端处，应预留适当的长度。敷设完毕，端头应做密封防潮处理，不得浸水。电缆连接时，根据接头文职预留足够长度，顺序连接不得接反。电缆连接应连续作业，连接后应进行测试。

三、SIS网络的特点

3.1多重冗余和高可靠性、实时性

MICE是专门针对恶劣的工业环境而设计的，为了确保最高的可靠性，MICE符合所有关于EMI、震动、粉尘、冲击、湿热等的相关工业指标。它采用无风扇、低功耗设计，可靠性高，MTBF在15年以上。

结构紧凑、重负荷设计，适用于工业领域的应用，可安装在标准的DIN轨上。单台设备端口时延<10微秒，保证了数据传送的实时性。集成在内的LED可以显示交换机的工作情况。24V双回路冗余供电，提高系统可用性和检修安全性。同时，MICE具有高度的灵活性，采用模块化的结构，允许你按照需求自行选择不同的功能模块，支持热插拔，可在不断电情况下更换模块，维护、维修方便。

3.2在网络管理方面的特点

MICE支持SNMP网管、SNMPTRAP、IGMPSnooping，支持故障自诊断功能，并集成有OPCSever，可将交换机状态信息直接传送到SCADA软件中；带有SNMP管理单元并集成有基于WEB的管理系统，这些特征为快速建立和安装网络提供了简单、便于使用的配置功能。在链路冗余方面，支持超级冗余环技术，网络故障时，业务恢复时间<500ms，支持Stand.By主备切换等冗余方式。在数据安全性方面，支持VLAN（虚拟局域网）子网划分，支持端口安全性端口访问控制，可安全隔离不同来源的数据。

3.3开放性和可扩展性

3.3.1HIRSCHMANN工业以太网，完全符合标准的802.3以太网标准，支持光纤/双绞线连接和TCP/IP协议。

3.3.2MICE交换机完全模块化，用户可以根据不同需要选择不同的配置；支持带电热插拔，方便在线维护，大大

降低了用户的拥有成本和使用成本。

3.3.3由于采用了专用的网管软件HiVision，它支持OPCServer，可以与工业监控组态软件实现数据通信，从而使网络管理集成到SCADA系统中进行统一管理。

3.4严格的安全保证

3.4.1在数据传输链路方面，由于骨干网的交换机都带有SNMP管理单元，集成了基于WEB的管理系统，支持RMON网管。从而保证了良好的安全性。

3.4.2对交换机的管理采用了二级密码访问机制，可以关闭不用的交换机端口，防止外部设备的非法接入。

3.4.3可以对交换机的端口和终端设备的MAC地址进行绑定，防止外部设备的非法接入。

3.5易操作性

易操作性加速了网络建设和故障分析过程，提高网络维护工作效率Hivision网络管理程序赫斯曼的Hivision允许您观察网络上任何一个节点的设置。通过对网络的全面监视，您能够实现综合的负载和故障分析。HiVision图形方式的交互式用户界面以及设备图案化使工作更直接，更容易理解，

3.6其他方面的附加功能

3.6.1监视结果可以利用E.Mail，SMS或参考视窗来显示或传送。

3.6.2通过标准MIB集成OEM设备。

3.6.3使用端口管理器对任意联接进行简单设置即可提供全面的负载和故障分析。

3.6.4方便查询Hirschmann网络设备的状态，并具有故障陷阱处理功能，可对于整个网络或单一设备的故障陷阱历史进行精确跟踪。

3.6.5自动发现并显示所有支持SNMP的设备，支持SNMP、RMON网络管理功能，自动识别所有的Hirschmann网络产品，显示网络的逻辑结构和IP地址与MAC地址之间的关系。

3.6.6用高品质的图像真实地表示所监控的设备。

3.6.7具有对标准RMON1.3&9参数（统计、历史、报警和事件）的图形化显示。

3.6.8完善的帮助功能和集成的提示功能——提示、在线使用手册、在线帮助、在线指南和自动配置校验

3.6.9集成了OPC2.0支持，可按OPC服务器的方式将Hivision的所有代理（交换机）的状态信息和TRAP报警直接传HMI/SCADA软件中去。

结束语：

转炉一级网络建立运行到现在，大大的节省了人力资源，提高了生产速度，发挥了有效的功用指导生产，使设备故障，人为失误均大为降低，获得了预期的效果。

参考文献：

[1]谢希仁.计算机网络（第5版）[M].电子工业出版社，2009

[2]JamesFKurose，KeithWRoss.计算机网络——自顶向下方法.陈鸣，译[M].机械工业出版社，2009

[3]李昭智.数据通信与计算机网络（第3版）[M].电子工业出版社，2002