5g工业级路由器改善工业场景的网络案例

某化工厂生产车间内有大量设备需要联网,包括:

1. 20台PLC (可编程逻辑控制器),用于控制各种阀门、马达等执行机构。PLC型号为西门子S7-1200,以太网接口,支持Profinet协议。

2. 10台数据采集仪,用于采集各种传感器数据如温度、压力、流量等。采集仪型号为研华ADAM-4017,以太网接口,支持Modbus TCP协议。

3. 15台工业相机,用于产品缺陷检测。相机型号为海康威视MV-CA050-20GC,以太网接口,支持GigE Vision协议。

4. 50台无线传感器,分布在各个角落,用于采集环境数据和设备数据。无线传感器支持MQTT协议,需接入WIFI网络。

5. 5台AGV小车,用于智能物流,AGV小车配有WIFI终端,支持MQTT协议。

另外,车间内还有20台办公电脑,10台无线手持终端,都需要接入网络,访问MES、ERP等信息系统。

面临的网络痛点:

1. 目前PLC、采集仪等设备使用的是总线式的工业以太网,通过线缆菊花链连接,布线困难,排查故障不便,无法实现无线化。

2. 相机目前采用专门的工业以太网交换机连接,成本高,组网不灵活。

3. 大量无线传感器、AGV小车接入,对WIFI覆盖和漫游提出了较高要求,目前WIFI信号在某些区域不稳定,影响设备通信。

4. 生产设备和办公网络混在一起,易引发安全风险。生产网络应进行隔离,并通过VPN接入数据中心。

5. 设备接入公司总部的数据中心,目前采用租用的MPLS专线,成本高,带宽只有20Mbps,网络时延大,影响生产调度。

解决方案:

1. 在PLC、数采仪等设备旁边,部署SR800工业5G路由器,通过以太网口连接设备。SR800支持5G全网通,可以实现设备的无线接入,同时避免线缆布线的麻烦。

2. 对于工业相机,也使用SR800的千兆以太网口连接,一个SR800可以连接多达4台相机。SR800支持VLAN功能,可以对相机网络流量进行隔离,确保带宽。

3. 充分利用SR800的WIFI6特性,在车间内部署多个SR800作为无线AP,通过无缝漫游技术,实现无线传感器和AGV的稳定接入。SR800支持50个并发用户,可以满足大量设备的接入需求。

4. 使用SR800的WIFI功能,为办公电脑、手持终端提供无线接入。通过SR800的ACL、VLAN等安全特性,对生产网络和办公网络进行隔离,杜绝相互影响。

5. 每个SR800通过5G网络或4G网络接入公司数据中心,替代原有MPLS专线。SR800支持5G SA/NSA网络,可以获得超过100Mbps的带宽和低至10ms的时延,大幅改善网络传输效率。而且5G网络具备切片能力,可以为工业应用提供QoS保障。

6. 在数据中心侧,部署SR800作为5G接入网关,汇聚所有SR800的VPN隧道,对接防火墙、应用服务器等。SR800支持多种VPN协议,如IPSec、OpenVPN等,可以实现设备到数据中心的安全通信。

7. 利用SR800提供的边缘计算能力,在设备侧实现数据的解析、过滤、缓存,减轻5G网络传输压力。SR800具备Python开发环境,可以运行用户自主开发的应用程序,实现轻量化的边缘计算。

8. 通过SR800的全功能网管,如SNMP、Syslog、NETCONF等,实现设备的集中管理和监控。特别是支持星创易联的"星云"网管平台,可以对分布各处的SR800实现批量配置、固件升级、资产管理、故障告警等。

经过升级改造,化工厂的网络面貌焕然一新:

1. 5G无线接入取代总线式以太网,设备联网更灵活,线缆少了90%。

2. 工业相机共享SR800联网,节省了专用交换机费用,组网灵活性大大提高。

3. 5G+WIFI6组合,解决了无线传感器、AGV的接入问题,无线覆盖范围和可靠性大幅提升。

4. 生产和办公网络隔离,相互不受影响,网络更安全可靠。

5. 5G取代MPLS专线,网络带宽提升5倍以上,时延缩短到10ms以内,年运营成本降低70%。

6. 边缘计算使数据传输量减少80%,有效降低5G流量费用。

7. 实现了对所有网络设备的集中管理,运维效率提升数倍。