天鐵熱軋工業(yè)網(wǎng)絡(luò)改造

楊驍

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司，河北涉縣056404）

天鐵熱軋工業(yè)網(wǎng)絡(luò)改造

楊驍

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司，河北涉縣056404）

針對(duì)天鐵熱軋工業(yè)網(wǎng)絡(luò)各系統(tǒng)之間互通性、擴(kuò)展性差的問(wèn)題，采用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、VLAN規(guī)劃、改造網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)，修改交換機(jī)配置等方法，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)核心交換機(jī)之間的正常通訊，及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的正常運(yùn)行，提高了天鐵熱軋的生產(chǎn)效率，降低了維護(hù)難度，減少了備件費(fèi)用，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益。

熱軋；工業(yè)網(wǎng)；擴(kuò)展性

1 引言

網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，熱軋公司的自動(dòng)化程度高，離不開完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在建設(shè)時(shí)期，熱軋工程分模塊招標(biāo)，所以不同的系統(tǒng)由不同公司設(shè)計(jì)及建設(shè)，這造成了自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不統(tǒng)一。熱軋工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具體分成了煉鋼連鑄網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這三大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用了不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，造成了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)維護(hù)不便、備件費(fèi)用高等問(wèn)題。

2 熱軋工業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

熱軋工業(yè)網(wǎng)分為3個(gè)部分：煉鋼連鑄網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.1 煉鋼連鑄網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

煉鋼連鑄網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)又分為煉鋼一級(jí)、煉鋼二級(jí)、連鑄一級(jí)、連鑄二級(jí)4個(gè)部分，掛載在一臺(tái)思科3560交換機(jī)上，并采取路由的方式和MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的4507交換機(jī)連接在一起，具體Vlan劃分及訪問(wèn)控制都是和MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一起規(guī)劃，其和MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用交換機(jī)主要由思科交換機(jī)和赫斯曼品牌的工業(yè)交換機(jī)構(gòu)成。

2.2 軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為軋鋼一級(jí)、軋鋼二級(jí)、小三級(jí)系統(tǒng)構(gòu)成。其核心由2臺(tái)赫斯曼3002組成，一臺(tái)赫斯曼3002下接軋鋼一級(jí)和軋鋼二級(jí)系統(tǒng)，一臺(tái)赫斯曼3002下接小三級(jí)系統(tǒng)，這2臺(tái)赫斯曼3002采用冗余trunking的方式連接。其中小三級(jí)系統(tǒng)和MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用直連VLAN的方式進(jìn)行連接。軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)除小三級(jí)外，和MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)聯(lián)系，也沒(méi)有路由，不同VLAN間通訊采取交叉VLAN的方式進(jìn)行，一旦采用交叉VLAN，在VLAN擴(kuò)展方面會(huì)有很多限制，并且在訪問(wèn)控制方面無(wú)法做更多設(shè)置，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性差。軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的交換機(jī)全部都是赫斯曼品牌的工業(yè)交換機(jī)。

2.3 MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下分能源系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、質(zhì)量系統(tǒng)、設(shè)材系統(tǒng)、合金耐材系統(tǒng)、運(yùn)銷系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，不同系統(tǒng)分屬不同VLAN，有完善的網(wǎng)關(guān)、路由及訪問(wèn)控制，VLAN間通信采取trunking的方式進(jìn)行，擴(kuò)展性好。其核心由思科6509和思科4507共同組成，其中思科6509交換機(jī)自帶防火墻模塊，采用雙引擎冗余備份，性能強(qiáng)大，擴(kuò)展性極強(qiáng)。MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)交換機(jī)由思科交換機(jī)和TSC品牌的工業(yè)交換機(jī)組成。

3 制定改造方案

煉鋼連鑄網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、路由、訪問(wèn)控制方面同MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本一致，即使改造，在性能和擴(kuò)展性上也不會(huì)有很大提高。

軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，沒(méi)有路由和訪問(wèn)控制，VLAN間通訊靠交叉VLAN的方式實(shí)現(xiàn)，這樣導(dǎo)致VLAN擴(kuò)展有很多限制，如對(duì)網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，可以使擴(kuò)展性和性能同時(shí)得到提高。同時(shí)，MES網(wǎng)絡(luò)的核心交換機(jī)思科6509性能很強(qiáng)，再增加支持軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的VLAN、路由和訪問(wèn)控制綽綽有余。軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)終端多，而且多屬于軋鋼一級(jí)和軋鋼二級(jí)系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)影響大，如果需要改動(dòng)，需要選擇停產(chǎn)檢修時(shí)間進(jìn)行，并且要盡量不改變IP地址和原有VLAN劃分。

MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)客戶端均屬于MES系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)影響小，對(duì)數(shù)據(jù)分析和銷售有一定影響，主要應(yīng)考慮改造過(guò)程中數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。同時(shí)，改造完成后，核心交換機(jī)思科6509要作為現(xiàn)有MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心交換機(jī)，VLAN、路由、訪問(wèn)控制都會(huì)對(duì)改造后的軋鋼網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響生產(chǎn)，所以在改造前需做好各種實(shí)驗(yàn)以及應(yīng)急預(yù)案，以防改造失敗，影響生產(chǎn)。

4 網(wǎng)絡(luò)改造過(guò)程

4.1 改造前的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所用交換機(jī)均為赫斯曼工業(yè)交換機(jī)，改造后的核心交換機(jī)是思科6509，需要測(cè)試兩個(gè)品牌交換機(jī)的兼容性，主要包括VLAN、trunking、路由和訪問(wèn)控制。試驗(yàn)過(guò)程中，采用思科品牌的3560交換機(jī)代替6509，連接一臺(tái)赫斯曼3002備機(jī)進(jìn)行模擬，通過(guò)模擬試驗(yàn)，確定思科和赫斯曼2個(gè)品牌的交換機(jī)在VLAN、trunking、路由和訪問(wèn)控制方面完美兼容，實(shí)驗(yàn)成功。

4.2 VLAN規(guī)劃

改造后需要以思科6509作為核心交換機(jī)，所以VLAN劃分也應(yīng)在思科6509上。改造前，軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)VLAN ID有重復(fù)，所以改造時(shí)要在盡可能影響小的情況下對(duì)VLAN ID和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行改動(dòng)，具體改動(dòng)見(jiàn)表1、表2、表3。

表1 改造前MES網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需改變的VLAN

表2 改造前軋鋼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需改變的VLAN

表3 改造后的VLAN

4.3 備份交換機(jī)配置

這次網(wǎng)絡(luò)改造主要是網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)上的改造，所以改動(dòng)基本都在思科6509和赫斯曼3002上，下接的二級(jí)交換機(jī)基本不需要改動(dòng)，所以備份是只需要備份思科6509和赫斯曼3002的交換機(jī)配置文件。備份采取TFTP的方式進(jìn)行。

4.4 修改交換機(jī)配置

4.4.1 修改赫斯曼3002配置

赫斯曼3002交換機(jī)需要取消交叉VLAN，新建需要添加的VLAN，配置和思科6509進(jìn)行通訊的trunk端口。

4.4.2 修改思科6509配置

思科6509交換機(jī)需要按照規(guī)劃增加需要添加的VLAN，給VLAN設(shè)置IP地址 (網(wǎng)關(guān))，給新增VLAN設(shè)置合適的訪問(wèn)控制列表。以下為部分新增的訪問(wèn)控制列表：

4.5 對(duì)改造后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試

改造完成后，需要對(duì)改造后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，如測(cè)試通過(guò)，則認(rèn)為改造成功。首先，需要測(cè)試這次改造過(guò)的2個(gè)核心交換機(jī)的通訊狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試通過(guò)，思科6509和赫斯曼3002通訊正常。其次，測(cè)試相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件運(yùn)行狀況，實(shí)驗(yàn)成功，相關(guān)程序可以正常運(yùn)行。

5 改造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

在改造前，計(jì)劃原VLAN5改至VLAN45，網(wǎng)段由 192.168.5.0/24改為 192.168.45.0/24，網(wǎng)關(guān)由192.168.5.254改為192.168.45.254。該VLAN運(yùn)行的是能源系統(tǒng)，改造實(shí)施后，網(wǎng)絡(luò)正常，但是能源軟件無(wú)法正常運(yùn)行。排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，能源軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)中內(nèi)置了IP地址和網(wǎng)關(guān)，如果IP地址進(jìn)行改動(dòng)，必須要和軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)修改，如果IP地址、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)修改，涉及面大，需要重新對(duì)軟件測(cè)試，花費(fèi)時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，會(huì)無(wú)法完成改造。最后決定VLAN5改至VLAN45，網(wǎng)段IP地址和網(wǎng)管維持不變，問(wèn)題解決。

6 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)改造后，相當(dāng)于并網(wǎng)成功，備件可以統(tǒng)一，可以減少備件品牌和庫(kù)存，從而降低備件費(fèi)用，日后維護(hù)也相對(duì)簡(jiǎn)單。網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性能得到增強(qiáng)。在網(wǎng)絡(luò)改造后1年左右，因?yàn)闃I(yè)務(wù)需要，熱軋公司需要給天津鋼板公司通過(guò)天鐵集團(tuán)內(nèi)網(wǎng)以VPN方式發(fā)送部分熱軋卷生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要從軋鋼二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)和MES數(shù)據(jù)庫(kù)中提取。如在改造前，需要在網(wǎng)外新加服務(wù)器，通過(guò)增加網(wǎng)卡的方式，同時(shí)連接軋鋼二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)和MES數(shù)據(jù)庫(kù)，并且以后如果需要新的數(shù)據(jù)，有可能需要新加服務(wù)器；改造后，只需要在網(wǎng)內(nèi)新加服務(wù)器。即可直接通過(guò)VPN天津鋼板公司發(fā)送數(shù)據(jù)，若以后需要新數(shù)據(jù)，無(wú)需添加服務(wù)器，直接在該服務(wù)器內(nèi)增加服務(wù)即可。

通過(guò)這次網(wǎng)絡(luò)改造，在不增加投入的情況下，對(duì)天鐵熱軋的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)，減少了備件費(fèi)用，降低了維護(hù)難度，提高了生產(chǎn)效率。

Modification of Tiantie Hot Rolling Industrial Network

YANG Xiao
(Plate Hot Rolling Company Limited,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County, Hebei Province 056404,China)

In order to address the problems of poor intercommunity and expansibility among the systems in Tiantie hot rolling industrial network,methods of network experiment,VLAN plan,network logic structure modification and changing commutator configuration were adopted to realize normal communication among the core commutators in the system and the normal running of the relevant network system application.The production efficiency of Tiantie hot rolling was improved with less maintenance difficulty and lowered spare part expense.High economic benefits were achieved.

hot rolling;industrial network;expansibility

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.009

2015-08-15

2015-09-10

楊驍（1983—），男，工程師，主要從事網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)維護(hù)工作。