《工业互联网网络互联技术》 课件 任务4.2 实施工业网络集成

任务2实施工业网络集成工业企业网络规划设计完成之后，将工业网络软硬件系统，通过工业互联网网络技术进行整合，使之各部分之间能彼此协调工作，称为工业网络集成。一般将工业网络集成分为两类：硬件集成和软件集成，硬件集成是基础，软件集成是硬件集成的功能提升和实现。本任务主要围绕工业网络硬件集成、软件集成等进行介绍，为读者具备后续建设小型工业企业网络提供软硬件系统集成的能力。任务2实施工业网络集成1.硬件集成根据工业企业规划的网络拓扑图或网络施工设计图，将工业网络硬件设备（包括工业网关、工业交换机、接口转换设备等），按照合理的地理位置，部署到工业企业现场。硬件集成的一般过程包括以下几个方面。任务2实施工业网络集成①需求分析明确业务需求和集成目标，确定被集成的设备和系统。了解相关设备和系统之间的通信协议要求，以便进行后续集成工作。任务2实施工业网络集成②设备选型选择适合的设备和组件，包括传感器、控制器、转换器、网关等。重点考虑相关设备和系统之间的兼容性和互操作性，以确保被集成对象能够顺利地进行集成。任务2实施工业网络集成③网络规划和布线整合工业网络拓扑结构，确定设备的布置和连接方式。注意设备之间的距离、带宽需求、容错能力等因素，以确保网络的可靠性和稳定性。任务2实施工业网络集成④网络协议处理在硬件集成过程中，不同设备可能使用不同的通信协议和数据格式，因此处理协议转换和数据格式转换是关键步骤之一，确保设备能够相互通信和交换数据。任务2实施工业网络集成⑤参数配置和调试根据设备手册和要求，进行参数配置和调试工作。确保设备的通信参数、数据采集和控制参数等设置正确，并进行测试和调试，以确保设备正常工作。任务2实施工业网络集成⑥安全和保护措施在硬件集成过程中，还要考虑数据安全和网络保护的需求。采取适当的安全措施，如加密通信、访问控制和防火墙设置，以保护工业网络免受潜在的安全威胁。任务2实施工业网络集成需要注意的是：硬件集成过程中要与设备厂家进行紧密合作和沟通，了解设备的技术特性和支持情况；要优先选择符合通信标准的设备和组件，以确保不同厂家的设备能够无缝集成；要及时记录设备配置和集成过程中的重要信息和设置；要定期进行设备的维护和更新，保持设备的性能和安全性。任务2实施工业网络集成硬件集成是一个复杂的过程，需要综合考虑设备的技术特性、通信要求、安全性等因素。合理的规划、选型和管理能够确保硬件集成的顺利进行和稳定运行。任务2实施工业网络集成2.软件集成在完成工业网络设备集成后，运用各类型设备对应的配置软件，进行软件系统的接口对接、数据整合和处理、系统配置和调试等工作，软件集成是将不同厂家的软件系统整合到一个统一的平台中，以实现设备数据采集、处理和控制的功能提升和实现。软件集成的一般过程包括以下几个方面。任务2实施工业网络集成①需求分析明确业务需求和集成目标，确定需要集成的软件系统。了解系统之间的数据交互和接口需求，以便后续集成工作。②软件选型选择适合的软件系统和平台，包括监控系统、数据管理系统、分析工具等。重要的是考虑软件的兼容性和互操作性，以确保各个系统能够顺利地进行数据交互和集成。任务2实施工业网络集成③接口对接根据软件系统提供的接口和API，进行数据交互和对接工作。此过程可能涉及数据格式转换、协议适配和接口开发等，以确保不同系统之间能够正确地交换数据。任务2实施工业网络集成④数据流整合和处理将不同系统产生的数据整合到统一的数据流中。通过数据采集、处理和转换操作，确保数据的一致性和准确性，并实现数据的实时、批处理和历史存储功能。⑤系统配置和调试根据需求和系统要求，进行配置和调试工作。调整系统参数和设置，确保系统功能和性能达到预期，并进行系统级测试和验证。任务2实施工业网络集成需要注意的是：软件集成过程中要选择符合通信协议和数据格式标准的软件系统，以确保各个系统能够无缝集成和交互；要选择提供开放接口和API的软件系统，以便灵活地进行集成和定制开发；要重视数据安全和隐私保护的需求，确保集成的软件系统产生的数据质量和一致性；要定期进行软件系统的版本管理和升级。任务2实施工业网络集成软件集成是一个涉及多个系统和组件的过程，需要综合考虑需求、技术、安全和性能等因素。合理的规划、选型和测试能够确保软件集成的顺利进行和可靠运行。课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任务实践：集成小型工业网络系统①实践目的掌握小型工业企业网络集成的基本方法，具备小型工业企业网络软硬件系统集成的能力。②实践环境参考本项目

任务1实践案例。③实践内容接续完成任务1实践教学案例内容，实施食品加工厂工业网络集成工作。任务实践：工业无线路由基本配置第一步，综合布线将案例企业工业网络规划的现场设备,包括工业网关、工业交换机、防火墙等合理部署到4个车间中，在部署设备或设计施工图时，应注意各类工业总线、网线、光缆的通信距离。任务实践：工业无线路由基本配置综合布线要求：需要布设电缆包括工业网络设备的供电线路，工业网关与流量计、工业网关与烘干机之间的屏蔽双绞线，工业网关与工业交换机之间的网线，工业交交换机与核心交换机之间的光纤等。任务实践：工业无线路由基本配置线路到位后，将屏蔽双绞线接入工业网关、流量计、烘干机的RS-485接口；将网线插入工业交换机和工业网关的网口，将光纤跳线插入工业交换机的光口，将设备电源线接通后上电，并观察所有连接端口的指示灯情况，调整至所有物理接口指示灯正常。任务实践：工业无线路由基本配置第二步，配置工业网关参数对工业网络设备进行参数配置，按照表4.5中“企业网络IP地址规划表”对设备IP地址规划表进行，防止IP地址、VLAN号出现重复，实际配置与规划不符等错误。任务实践：工业无线路由基本配置以精油车间为例，首先登录YZ-G8406工业网关，配置工业网关WAN口IP地址为192.168.12.2，子网掩码255.255.255.0，网关192.168.12.1(登录配置参见项目二任务3实践内容)。任务实践：工业无线路由基本配置接着开启YZ-G8406工业网关的边缘计算功能。添加采集设备流量计1，进入“边缘计算→设备监控→监控列表”页面，在设备列表中点击“添加”按钮，通讯参数选择“控制器协议→ModbusRTU”，并配置从站地址2、通讯方式以及端口参数（参见流量计说明书），同样方式增加流量计2。任务实践：工业无线路由基本配置再添加变量。在“监控列表→测点列表”中点击“添加”按钮，配置变量参数，在“添加测点”对话框中，配置变量参数，其中地址前缀选择“4X”（具体寄存器地址参见流量计1说明书）。最后配置云服务。进入“边缘计算→设备监控→云服务”页面，启用云服务，对MQTT服务器信息进行配置（参见一体机（平台）说明）。任务实践：工业无线路由基本配置按照前述配置方法，对剩余3台YZ-G8406进行参数配置。另外注意，冷库车间的工业网关需连接蜂窝移动网络，需增加蜂窝网络配置步骤，待给冷库车间的YZ-G8406安装SIM卡后，进入“网络→网络接口→蜂窝网”页面，勾选“启用蜂窝网”并点击提交，完成全部工业网关参数配置。任务实践：工业无线路由基本配置第三步，配置工业交换机参数以烘干车间为例，首先登录SI5020I-8TS-L工业交换机，进入“以太网配置→VLAN配置”，增加VLAN210、VLAN213，并将1-8端口配置为Access模式，允许通过VLAN号配置为VLAN210；再将9-12口配置为TRUNK模式（上行连接至核心交换机），允许通过VLAN设置为VLAN210、VLAN213。把VLAN213的IP地址设置为192.168.13.2。(登录配置参见项目二任务4实践内容)按照前述配置方法，依次完成冻干车间、精油车间工业交换机配置工作。任务实践：工业无线路由基本配置第四步，配置核心交换机参数S6550E-48TS4X-C核心交换机属于三层交换机，配置交换机的软件常见的有secureCRT和XShell等，此处用XShell软件进行相关的交换机配置。首先，在PC上安装Xshell软件，安装完成后打开软件。任务实践：工业无线路由基本配置然后，使用USB转Console线（反转线）将PC与交换机Console口进行相连，查看PC中“我的电脑→管理→设备管理器→端口”，查看交换机与PC相连串口号（按实际情况选择），此次连接交换机的串口为COM3。任务实践：工业无线路由基本配置接着，打开Xshell软件，点击“文件→新建”，弹出新建会话对话框，修改名称为核心交换机，选择协议为SERIAL。任务实践：工业无线路由基本配置点击连接下的“SERIAL”菜单，选择连接交换机的COM号（设备管理器里实际的端口号），选择正确的波特率，此处应选择115200。任务实践：工业无线路由基本配置配置完成后点击确定，弹出COM3连接成功，输入用户名密码（默认用户名：admin，默认密码：inspur123），进入交换机用户模式，至此已成功登录交换机。任务实践：工业无线路由基本配置第五步，划分VLAN根据前述项目中规划的VLAN号，在核心交换机上新建所需VLAN。首先输入“enable”进入交换机的特权模式，然后再输入“configureterminal”进入全局配置模式。任务实践：工业无线路由基本配置在全局配置模式下，输入“VLANdatabase”，进入VLAN配置模式，然后输入“VLAN208”，添加一体机虚拟局域网VLAN号。任务实践：工业无线路由基本配置根据子网划分规划表，将烘干车间、冻干车间、精油车间、带内管理、工控出口的VLAN号分别在核心交换机内新建完成后，输入Exit退出VLAN配置模式，进入特权模式，然后输入“showvlanall”命令，检查VLAN是否新建成功，若列表中显示新建的VLAN号，即为新建成功。任务实践：工业无线路由基本配置在新建VLAN完成后，需将相应的物理端口划分到虚拟局域网VLAN内。首先应确认物理端口的工作模式，由网络拓扑结构可知，核心交换机连接的设备包括一体机、车间级工业交换机、防火墙等。任务实践：工业无线路由基本配置连接车间级工业交换机的端口为25-35口，物理端口需配置为Trunk模式，核心交换机的25-35口也需配置为Trunk模式，并允许通过的VLAN号有210、211、212、213。任务实践：工业无线路由基本配置首先进入接口范围模式，在全局配置模式下，输入命令“interfacerangeeth-0-25-35”；接着输入“switchportmodetrunk”命令，把端口25口-35口配置为Trunk模式，再输入“switchporttrunkallowedvlanadd210,211,212,213”,设置允许通过的VLAN号。任务实践：工业无线路由基本配置在全局配置模式下，输入“interfacevlan210→IPaddress192.168.10.1255.255.255.0”，依照相同步骤，把VLAN211、212、213设置完成。任务实践：工业无线路由基本配置进入特权模式下，使用“showvlanall”“showinterfacestatus”“showrunning-config”检查设置是否成功。任务实践：工业无线路由基本配置连接一体机设备的端口划分为1-10口，端口模式设置为Access模式，默认VLAN设置为VLAN208，核心交换机的VLAN208IP设置为192.168.8.1，端口为Access模式。具体命令步骤：“interfacerangeeth-0-1–10→switchportmodeacce