工业以太网交换机在兴发化工能源管理系统中的应用

项目介绍

湖北兴发化工集团股份有限公司成立于1994年，是中国最大的精细磷酸盐生产企业，全球最大的六偏磷酸钠生产企业。兴发化工集团是以黄磷及其下游产品深加工为主导的企业，而黄磷属高耗能产品，如何做好节能减排、降低生产成本，对公司发展十分重要。生产能源管理平台项目能有效地将各生产车间联系在一起，通过能源管理中心统一、合理调配能源，显著提高公司节能减排和能源管理水平，最大限度地提高企业产能和安全性能。

生产能源调度管理平台建设项目（简称 EMS）是一个集过程监控、能源管理、能源调度为一体的公司级管控一体化计算机系统，主要包括管控一体化生产能源调度管理平台建设、能源管理现场工艺网络系统、现场数据采集子站、现场控制系统改造、能源管理中心建设等五个子项。可实现流程优化再造，提升设备运行效率，减少能源管理的成本，同时还可根据系统的安全预警及时做出分析和采取措施，确保整个生产系统长期、连续、安全的运行。

湖北兴发化工集团作为中国国务院工信部指定的石化行业的节能减排试点企业，于2010年开始建设生产能源调度管理平台项目。

系统需求

兴发能源管理信息系统通讯网络架构：

分为两个厂房和一个信息中心

厂房内部分别以千兆光纤组成环网，与汇聚层交换机相连，最终将信息上传至核心层交换机

厂房子站交换机与汇聚层的交换机需采用主/备冗余连接模式，以保证数据传输的稳定

厂房子站交换机向上就近连入汇接中心交换机，向下连接能源采集点接入设备

现场设备有串口设备和网络设备，需将其全部链接至厂房子站交换机

能适应严苛的现场应用环境，例如宽温和抗电磁干扰等

Moxa解决方案

兴发化工的EMS系统中，包含两个厂区，分别是白沙河厂区和刘草坡厂区。在厂区子站交换机的选择上，客户最终采用了EDS-619模块化紧凑型千兆冗余工业以太网交换机作为厂房子站交换机。由于EDS-619具有16个百兆端口和3个千兆端口，两个千兆端口彼此相连组成千兆冗余环网，有两台EDS-619的千兆端口分别与汇聚层交换机相连，形成主/备网络连接，这样可以有效保证系统的整体千兆通讯性能和网络传输的稳定性。EDS-619是模块化设计，接口可热插拔，也大大方便了客户在搭配选型上的自主性。

EMS系统采用了冗余的概念，提升了数据传输的稳定性。EDS-619的两个千兆端口组建一个千兆冗余环网，支持Turbo Ring，且自愈时间<20ms。此外，其中两台EDS-619的千兆端口分别连接到不同的汇聚层交换机上，将其中一条连接设置为主连接链路，另一条设置为备用连接链路。数据交换一般从主连接链路进行，当主连接链路发生故障或连接主连接链路的交换设备发生故障的情况下，数据交换会自动切换到备用链路。

在厂区现场还有大量的串口设备和网络设备，Moxa出色的一体化解决方案可以完全满足客户现场的需求，Moxa EDS-505、EDS-505A和EDS-508A提供5/8个百兆端口，可在现场搜集各个网络设备的信息。NPort 6450和NPort 6650-16提供了4/16个RS-232/422/485串口，将现场多个串口设备连接至以太网络。

对于网络通讯而言，Moxa的网管型交换机均支持Turbo Ring快速冗余技术，能够在20毫秒内实现主路径和备份路径的切换，这一业界最快的环网冗余性能保证了系统线路的可靠性。此外，现场工程师不但能够采用Web方式管理、配置EDS-619/EDS-508A/EDS-505A等系列工业交换机，而且可以通过以SNMP OPC Server软件集成的网络监视软件实时监控网络的每个端口的状态。Moxa交换机具有强大的网络管理能力，可通过E-mail、Relay和OPC data等三种方式发送故障报警信息，SNMP Trap还可有效捕捉故障点，确保工程师可以随时关注并了解现场情况。

在兴发化工能源管理系统中，客户最终选用了12台EDS-619模组化工业以太网交换机，22台EDS-508A/505A/205工业以太网交换机、27台NPort 6450/6650-16终端服务器。此外，客户还选购MXview-50，方便通过网络查看网络拓扑和设备状态。目前产品正可靠稳定的运行着，Moxa优质的服务和负责的工作态度也令人印象深刻。


系统配置图

为什么选择Moxa？

EDS-619模块化千兆工业交换机具有3个千兆端口，其中两个千兆端口用于组建千兆冗余环网，其他的千兆端口用于连接汇聚层交换机，建立冗余路径

EDS-508A/505A网管型交换机可以连接EDS-619以及其他数据采集设备，确保网络和数据传输的稳定

Moxa交换机均支持Turbo Ring，冗余时间小于20ms

NPort 6450/6650-16终端服务器提供4/16个RS-232/422/485串口，可将现场的串口设备连接至以太网络

MXview软件可方便工程师进行网络拓扑和设备状态的查看

Moxa交换机可通过E-mail、Relay、OPC data等三种方式发送故障报警信息，SNMP Trap还可有效捕捉故障点[page]

Moxa产品无风扇和低功耗的设计有力保证了设备运行可靠、稳定，其MTBF均达20年以上

工程师不但能够采用Web方式管理、配置EDS系列交换机，而且可以通过以SNMP OPC Server软件集成的网络监视软件实时监控网络的每个端口的状态

应用产品介绍

EDS-619 (http://www.moxa.com.cn/product/EDS-619.htm)

3个千兆端口＋16个快速以太网端口

支持Gigabit Turbo Ring，RSTP/STP（IEEE802.1W/D），用于以太网冗余

支持QoS，IGMP snooping/GMRP，VLAN，LACP，SNMP V1/V2c/V3，RMON

支持Turbo Ring（自愈时间< 20 ms）



EDS-508A/505A （link：http://www.moxa.com.cn/product/EDS-508A_505A.htm）

8口/5口 工业级网管型冗余工业以太网交换机

即插即用，支持冗余快速以太环网（Moxa Turbo Ring，恢复时间<20ms）和RSTP（IEEE802.1W）

IGMP Snooping和GMRP用于过滤工业以太网协议中的多播流量

支持其他多种网络管理能力



NPort 6650-16 （link：http://www.moxa.com.cn/product/NPort_6600.htm）

16个串口设计，适用于集中监控

支持任意波特率

网络断线时可通过缓存暂存串口数据

端口缓存可通过SD插槽扩展

具备网络模块扩展槽