强电磁车间抗干扰通信方案｜诺辰光通交换机保障汽车产线 PLC 稳定联动

　　项目的背景是某汽工厂汽车零部件车间，包括冲压、焊接和机械加工三个工作区域，并且配备了大量的PLC控制器、机器视觉检测相机、位移传感器以及安全光电开关等各类装置来实现对各个工作的自动化控制与管理功能。把图片和视频的数据反馈回来，并且对生产的各种数据进行收集整理的工作。车间里焊接机器人的数量很多，并且使用的大功率电动工具也比较多，在这样的环境下工作容易产生电磁干扰问题，因此生产线要保持全天候连续运转状态来保证生产的顺利进行。为了防止因电磁干扰造成的设备故障或者数据丢失等问题发生，在线路上安装了三百八十台工业级以太网交换机作为网络安全防护措施之一。

　　难点是焊接设备启动和停止的时候会产生很强的电磁辐射，普通的交换机会对这些电磁波有一定的屏蔽作用，但是它仍然不能完全阻挡住所有的电磁波，并且在使用过程中容易出现丢包或者随机中断的情况。车间内的PLC控制、视觉检测和生产MES采集这三种业务共享同一个网络，并且没有任何隔离措施，在这种情况下很容易出现广播风暴的情况，一旦发生了广播风暴的话就会造成整个生产线都停止运转了。设备长时间不关机，在一个电源出现故障的时候就会影响到整个系统的正常运转，并且还会对生产线造成一定的影响;工位数较多、点位比较集中，在出现故障时很难进行准确地诊断和排除问题所造成的损失也比较大。

　　解决办法是选择具有较高EMC(电磁兼容)水平的工业级交换机，并且该交换机能承受较强的脉冲干扰，在强电场环境下使用效果好。使用VLAN技术把PLC控制网络、视觉检测网络和MES采集网络进行逻辑隔离，在各个网段之间用ACL策略来限制对数据的访问权，并防止从一个网段向另一个网段传播广播信息。设置为两个电源冗余输入，并且两条线路是分开来的，在其中任何一条线出现故障的情况下，其他的那条线仍然可以保证设备正常运转。打开端口流量统计和故障报警功能，并连接到车间SCADA平台上，在线情况可以随时查看;流量不正常或者端口断开的时候会立刻发出警告信息来预防可能出现的问题。并且使用QoS策略来保证高质量图片和控制信息能够得到及时传输。

　　落地效果：投入使用的 380 台交换机会在焊接机器人的集中区域中，在强大的电磁场下依然能够保持良好的通讯状态，并且没有出现过任何数据丢失的情况。业务隔离方案消除了广播风暴的风险，并且多个控制系统的运作不会互相影响。双电源的设计可以避免单一线路发生停电的情况，在网络出现故障的时候也会发出警报通知到运维人员手中，并且大大减少了突然停止生产的几率，保证了整个过程中的质量控制以及对各种生产设备进行有效的协调配合工作都得到了很好的执行和落实到位。为了解决车间由于没有及时停止生产而造成的产量下降问题，并且能够保证工厂智能化、数字化的升级改造工作顺利进行。