以太网交换机在炼钢L1系统中的应用

以太网交换机在炼钢L1系统中的应用

 赵明

山东石横特钢集团有限公司炼钢厂   山东省泰安市   271600

摘要：本文分析了以太网的发展优势，阐述了以太网交换机技术在炼钢L1系统中的应用情况。

关键词：以太网 Moxa 交换机 炼钢

引言：

以太网已经获得巨大的成功，并且被公司和大学办公室所接受，现在正逐步的拓展有更多需求的工业环境应用。以太网的吸引力包括监视数据传输，被用来建立和配置设备的现存实用工具（如Telnet） ，还有可以从某个中心位置可以安装控制设备的程序的能力，以太网交换机的作用也越来越明显。

1 以太网交换机技术优势

1）将工厂的设备层和办公室的计算机隔离开。以太网是一个“巨大的均衡器”。所有的设备（包括PC，服务器，PLC，传感器，执行器等）都以相同的等级连接到同一个网络上。这是因为存在一个严格的控制每次传输的数据量，透过以太网进行发送和接收都是先到先服务。把工厂的计算机和设备连接到同一个LAN上，让工程师可以通过以太网进行存取操作，同时可以对工厂层的网络运行状况进行监视。

    2）隔离的独立设备。设备连接到以太网交换机的端口上，将设备隔离在自己的冲突域中。举一个具体的例子，控制工程师可以用一个多端口的以太网交换机来连接PLC和传感器/执行器。 除了偶尔的诊断和重新配置信息从另外的一部分网络发送过来，交换机几乎将所有的控制活动与其他的网络隔离开了。

3）为两个分开的冲突域提供了一个高速的连接。以太网交换机整合了10Mbps的以太网端口和更高速度的100Mbps端口，这个更高速度的端口用来级联另外一个交换机。2个此类型的交换机可以组合在一起为两个独立的冲突域提供更高速的连接。因为在两个交换机之间传输的数据帧花费1/10的时间在线路上， 数据重新发送的机会很小。这些内部的交换机是全双工的连接，所以两台交换机之间的碰撞概率几乎为零。

    4）为相互分隔的冲突域提供光纤连接。一些以太网交换机有两个端口，一个是UTP以太网端口，使用电信号来传输数据； 一个是光纤端口，使用光脉冲来传输数据。光脉冲可以避免受到闪电和一些生产设备的高压的干扰，并且总的来说可以传送更远的距离。这就允许使用此类型的以太网交换机来将一部分工厂层的LAN和另外一部分的连接起来，因为光纤可以穿越遭受电磁干扰的厂区，还可以连接数公里之远的建筑物。
    5）工业以太网交换机在建立以太局域网起了一个非常重要的角色，其可以工作在工厂和室外的环境。这种类型环境下，以太网交换机的主要应用是：1）将重要的控制设备隔离在自己的碰撞域；2）使用光纤穿过厂区，避免电磁干扰；3）延伸工厂或者公司的局域网到其他的建筑物。重要的是记住工业以太网设备比商用的设备更可靠，因为需要在极端的环境下利用它来解决问题。

2 Moxa交换机技术优势

Moxa提供了Edge-to-Core工业以太网解决方案，可提供包括核心交换机、骨干交换机和分支交换机，以及其他用于现场设备层的网关和串口设备联网功能。

Moxa交换机支持Turbo Ring和Turbo Chain高效冗余协议，支持20ms内快速的网络自愈（满负载测试），确保网络稳定可靠运行

Moxa交换机提供百兆、千兆及万兆通讯能力，类型丰富。

Moxa交换机均采用无风扇设计，支持-40~75℃宽温，长MTBF，能适应矿井的恶劣工作环境。

Moxa交换机均支持MXview网管软件，通过可视化平台进行管理和配置。

Moxa交换机支持模块化设计，可根据现场端口数量和类型进行选配，应用更灵活。

Moxa交换机在各重要项目中均有成功应用，客户口碑好。

3 Moxa交换机在炼钢应用

炼钢厂四炼钢采用Moxa工业以太网交换机整合了4#转炉、5#转炉、气化冷却、精炼炉、风机房、散装料、合金料、二三次除尘、散装料除尘、铁合金除尘、精炼炉除尘灯各子系统间的通讯，组建一个高效灵活的网络。

Moxa具备高可靠性，支持各种冗余和网络管理功能。

Moxa稳定可靠，可适用于恶劣环境。

Moxa拒用实时的报警和事件管理。

Moxa提供了MXview网管软件，确保管理人员可以轻松地管理整个网络。MXview可以自动生成网络拓扑架构图，通过直观的图形化网络拓扑显示，可以显示每个节点的状态。不仅如此，MXview还包括实时报警、历史数据分析和事件回放功能，可用于故障排除。

结束语：

从应用角度来说，工业环境交换机首要注重可靠性，这毫无疑问是工业应用中的最重要的核心问题。另外需要考虑的因素是阻止非法的存取，实现更高的安全性能，发现故障的软件用来定位网络连接的故障，并且按照优先级来控制重要的数据传输。将来，我们在工业以太网产品中会看到更多的 “工业型的功能”。

参考文献：

[1]刘冬,程曦,杨帅锋,等.加强我国工业信息安全的思考[J].信息安全与通信保密.2019,(8).DOI:10.3969/j.issn.1009-8054.2019.08.006

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[2]张宏科,程煜钧,杨冬.工业网络技术现状与展望[J].物联网学报.2017,(1).DOI:10.11959/j.issn.2096-3750.2017.00003.

[3]徐皑冬,王宏,杨志家.基于以太网的工业控制网络[J].信息与控制.2000,(2).182-186.