宇泰工業以太網交換機在工業自動化系統中的應用

>>系統簡介

      工業自動化是構成工業4.0的核心元素。在智能工廠內不僅要求單體設備是智能的，而且要求工廠內的所有設施、設備與資源（機器、物流器具、原材料、產品等）實現互通互聯，以滿足智能生產和智能物流的要求。通過工業以太網等通信網絡，使工廠內外的萬物互聯，形成全新的業務模式。

       工業4.0是用CPS系統對生產設備進行智能升級，使其可以智能地根據實時信息進行分析、判斷、自我調整、自動驅動生產，構成一個具有自律分散型系統（ADS）的智能工廠，減少人工成本,最終實現制造業的大規模、低成本定制化生產。

       德國汽車工業已率先引入低成本客戶化定制的概念，產品設計實現了標準化與模塊化，生產制造實現了全面信息化與深度自動化，基本達到了智能生產、智能裝配、智能物流以及智能供應鏈管理。而標準化、模塊化和數字化的產品設計，是實現智能生產的前提。

>>方案概述

      智能工廠的機械手臂及PLC處于長期無間斷工作狀態，工作環境苛刻，工廠各種電機設備多，因此周圍的電磁干擾也十分大，震動也相對較大。因此，系統的可靠性和穩定性成為了智能工廠能否不停歇工作的關鍵因素。更重要的是，智能工廠需要對數據進行近距離和長距離傳輸，不僅能滿足工廠內部管理，也必須滿足集團成員遠程管理和信息上傳。此外，新系統的安裝、操作和管理必須盡可能能夠兼容原有PLC控制系統，還要方便系統今后升級。利用工業交換機組成的以太網解決方案，既滿足系統的可靠性和穩定性，也滿足數據的近距離和遠距離傳輸，也適用系統日后的擴展性。

       為了實現對智能工廠的全面監控，智能工廠選用了UT-66408GM工業級以太網交換機。該產品體積小，端口集成度高，具備即插即用功能，成本低。工廠采用可靠的光纖冗余環網來連接所有車間，該冗余環以太環網具備斷線后20ms內快速恢復的能力。此外，UT-66408GM易于配置和管理，具備自動報警功能，且采用工業防護等級IP40，無風扇設計，低功耗, 支持4級靜電和4級浪涌等級防護，適用于苛刻的工業環境，其網絡結構如圖下圖所示。

>>方案特點

整個網絡方案具有如下特點：
●最大支持千兆傳輸，帶寬大，傳輸速度快。滿足現場通信及日后擴展需求； 
●支持4級靜電和4級浪涌等級防護，支持在-40～85℃寬溫環境下工作，可以適應工廠各種惡劣環境；
●采用工業防護等級IP40，無風扇，低功耗,工業環網設計，環網自愈時間≤20ms，當發生通信故障時，數據會沿冗余鏈路進行傳輸，提高了網絡的冗余性和可靠性；
●該方案所涉及的設備均采用冗余雙電源輸入設計，當一路電源因為人為或自然因素導致斷電，另一路電源繼續正常工作，不影響通信系統傳輸數據，不會因斷電而丟失任何數據；

應用端	產品型號	產品參數	數量
站控端	UT-6608串口服務器	配有8路串口接口，1個百兆以太網端口	10
主控端	UT-62404F -8T-2GSC	配有2路千兆光纖端口，8路百兆以太網端口	5
主控端	UT-62424G-16GT8GSC	核心層網管型機架式工業級以太網交換機，配有8路千兆光纖端口，16路千兆以太網端口	1

>>主要設備

>>方案總結
       應用宇泰科技工業以太網交換機的工業自動化系統與傳統的工業相比而言，工業自動化基于現有PLC控制系統的數據和信號采集能力有了質的飛越。用互聯網+的工作模式，取代了傳統的人海戰術，不僅可以提高生產效率，提高生產品質，還能降低生產的人力成本，從而提升企業形象和企業核心競爭力。

       工業4.0時代的制造企業不再自上而下地推動生產，而是從客戶需求開始，實現訂單、客戶化設計，采購、物流、生產計劃到生產的全流程拉式生產，并通過虛實融合實現各環節的互通互聯。這種高效靈活的拉動生產方式也代表著制造業未來的發展方向。