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案例頻道隨著市場經濟的飛速發展，汽車，儀器儀表、無線電，國防及航空航天工業等尖端技術領域對帶鋼的品種、規格，性能和質量不斷提出更高的要求，在帶鋼生產上冷軋較熱軋更能滿足各行各業發展的需要。當生產厚度減小到一定尺寸的薄帶鋼時，大多數都采用冷軋方式。現代帶鋼生產，大多是熱軋后又進行冷軋，為提高帶鋼表面質量、改善力學性能和獲得精確尺寸偏差提供了保證。寶鋼五冷軋帶鋼工程是寶鋼“十一五”規劃中的重大工程項目，也是國內乃至國際單體規模最大的冶金工程項目之一。一期主要建設內容包括熱軋鋼卷運輸機組、連續常化酸洗機組（APL）、酸洗軋機聯合機組（PL-TCM）、1#2#單機架軋機機組（RCM1/RCM2）、冷卷準備機組（CPL）、連續退火機組(CAL)、1#2#連續熱鍍鋅機組（1#2#CGL）、4#硅
鋼連續退火涂層機組（4#SACL）、熱鍍鋅重卷機組（RCL）、冷軋重卷機組、無取向硅鋼精整機組（RTL）、取向硅鋼精整機組、1#2#取向硅鋼脫碳退火機組（DCL）、高溫罩式退火爐（BAF）、高溫環形罩式退火爐（RAF）、熱拉伸平整機（FCL）。二期預留3#單機架軋機機組（RCM3）、3#取向硅鋼脫碳退火機組、熱拉伸平整機組等多條機組。
魏德米勒作為一個全球電氣聯接技術產品領域的領先制造商，憑借其卓越的功能性、方便性、可靠性及安全性，15 年來始終不移的服務于中國廣大客戶，得到客戶的廣泛認可。在此工程中，為該項目提供了全面的電聯接解決方案及優質產品，包括從端子、接線盒（包括防爆接線盒）、重載接插件到繼電器、電源、模擬信號隔離器、浪涌保護器再到工業以太網絡產品的各類優質電氣聯接產品。
正文
一、項目設計負責及魏德米勒產品
寶鋼五冷軋帶鋼工程項目工廠設計由中冶南方工程技術有限公司（WISDRI）和上海寶鋼工程技術有限公司（BSEE）負責完成，其中中方負責的系統設計及設備成套主要由中冶南方、寶菱電氣、寶信等公司提供。該工程是匯聚了國內冶金行業專家們智慧和寶貴經驗的巨制，集中體現了中國冶金自動化和設備系統制造的較高水平。
魏德米勒產品可靠安全的產品品質，使其滿足不同機組，不同應用場合的使用要求。在連續常化酸洗機組、酸洗軋機聯合機組中，根據工況特點，要求采用的產品具有良好的抗腐蝕性；連續退火機組、取向硅鋼脫碳退火機組、高溫罩式退火爐和高溫環形爐，則需要充分考慮產品使用在高溫環境中的穩定性……特別是PROFIBUS 總線技術和工業網絡技術在冶金行業中的發展和應用，魏德米勒以太網交換機以其適用于苛刻的工業環境的更寬操作溫度，同時秉承魏德米勒一貫的高質量標準，給用戶最安全保證。
二、魏德米勒以太網產品的特性及應用
工業以太網已逐漸成為工業網絡的主流技術，以太網技術具有很好的通用性，保證系統間可互相兼容；辦公室設備可直接訪問生產數據，而無需進行網絡轉換；以太網技術發展到今天已具有更高的速度、更寬的帶寬，可以實現更多的新功能；利用以太網的TCP/IP 協議，可以實現設備的遠程調試和維護。工業以太網技術給系統設計者和操作人員帶來很高的附加值，由于標準的通用性，最終用戶可以很容易的將現有設備與網絡進行整合。
對于在工業場合建立一個可靠的網絡，會面臨很多挑戰，特別是線纜的聯接。經過調查，大約80％的網絡故障是由于各種聯接問題造成的，如：插頭松脫、接觸不良、潮濕、斷線、EMC 干擾等。魏德米勒以太網產品符合“在開發式自動化工廠”時代的客戶要求，產品面向網絡基礎架構，為客戶提供品質可靠的各種連接產品。交換機是工業以太網基礎架構的核心，魏德米勒擁有獨有的以太網快速光纖環網專利技術。滿足冶金工業生產中高速、實時性、大數據量處理，以及冗余備份、快速恢復的應用要求。以下列舉了具有網絡管理功能的魏德米勒管理型交換機的主要特征。
魏德米勒 IE SWxx-M 工業以太網管理型交換機的產品特征：
10BaseT，100BaseTX
RJ45 接口/每段長度100m
溫度范圍：－40℃到＋75℃
鋁制外殼/TS35 導軌安裝或強面安裝
IEEE802.3x；IEEE802.3；IEEE802.3u
CE，UL508 認證
冗余供電（10…36VDC，8…24VDC）
半雙工/全雙工
LED 指示：電源，速率，溫度監測，連接建立/工作
自適應和流量控制
自動交叉
廣播風暴控制
通過終端程序或網絡瀏覽器設置
速率自適應或固定速率，單雙工方式可選，流量控制
端口干路，實現高速骨干網和鏈路故障轉移功能
支持服務質量（QoS）802.1p
支持虛擬局域網 802.1q
可設置的故障繼電器
SNMP 協議管理
端口鏡像
IGMP 偵聽
生成樹 IEEE802.1s，快速生成樹IEEE802.1w
而且還具有適用于工業場合的特性：
堅固的金屬外殼，很好的 EMC 性能和高品質的外觀。
2 個可選的光纖接口，用于強電磁干擾環境下的長距離傳輸。
全部產品寬度一致，便于設備擴展。
插拔式電源接頭，有冗余供電接頭可選
MTBF 時間>60 年
下圖1 是該工程中的包裝機組的系統配置網絡圖，由1 臺IE SW14/2SC-M做主站，兩臺IE SW8-M 及4 個光電轉換器做從站構建的光纖環網結構。這種環網結構被稱為RapidRing?技術的快環，工程師們可以簡單有效地實現環網冗余，可以防止由于單根線路故障而導致的錯誤。使用時首先選定一個交換機設為主機，網絡中其他交換機設為輔機。只用端口1 和2 來組環，一個交換機的端口1 連到環中下一個交換機的端口2，形成一個邏輯環（如圖2）。備用鏈路總是連到主交換機的端口2，這個鏈路可以預先定義，完成后即可使用。另外RapidRing?技術還支持使用光電轉換器的網絡。
圖 1 包裝線系統配置圖
圖2 環網冗余圖示（支持帶光電轉換器）
管理型交換機第一次使用前需要進行組態，可以通過以太網接口組態，也可以通過RS232 串口組態。操作簡單的交換機組態界面（圖3），可對多種功能進行設置，如端口干路Trunking、虛擬局域網VLAN、快環RapidRing?、DHCP 協議（自動分配IP 地址）等等。
IP 地址組態畫面
系統組態界面 1
系統組態界面2
RapidRing 冗余組態畫面
圖3交換機組態界面舉例（共四幅）
針對環網冗余的組態，每臺交換機提供兩項選擇，一種是公共標準協議（即眾所周知的拓補樹協議），另一種是魏德米勒專利快環冗余協議。根據默認，組態窗口設定是依照公共協議RSTP 并顯示它的決定性參數來評估每個交換機。若需要選擇快環作為冗余配置，點擊快環控鍵按鈕，選擇快環顯示。于是界面跳轉到一個相應新的屏幕頁。接下來是對1.“輸入傳輸速率控制組態”傳輸類型限制的設定（包括廣播傳輸、多點傳輸、單位傳輸、目標LOOKUP 失敗、MAC 控制框架）；端口及最大數率的設定。2.“輸出傳輸速率控制組態”端口及最大數率的設定。百兆交換機的最大數率原
始默認設置是100Mbps。
對網絡設備分配 IP 地址是組態中很重要的一個環節，地址設置必須保證不被其他以太網設備使用。用戶組態時可根據實際情況改變交換機的默認設置到設計要求的IP 值；交換機也可通過DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）從網絡中的一個DHCP 服務器獲得IP 地址。用戶自行手動設置時，IP 地址允許0 到254，如果你試圖設置更高地址，輸入將不被接受并顯示出錯信息。在該冷軋項目的包裝線中，組態交換機IP 地址設置情況如下圖4：
圖 4 組態交換機IP 地址設置
主站交換機 SW1：192.168.1.1、
從站交換機 SW2：192.168.1.2、SW3：192.168.1.3;
HMI 計算機IP 地址設置：HMI SERVER：192.168.1.10、
HMI CLENT（OS1）：192.168.1.11、
HMI CLENT（OS2）：192.168.1.22;
三、冶金自動化及魏德米勒交換機網絡拓補結構
寶鋼五冷軋帶鋼工程各條機組的自動控制系統是一個典型的冶金信息化系統，囊括所有工序的4 級控制，即L4-企業管理級，L3-生產控制級，L2-過程控制級，L1-基礎自動化級。其中L1 負責各個工序電氣、儀表的自動控制，主要完成生產過程的順序控制和邏輯控制、數據采集、工藝顯示、歷史數據存儲、故障報警等功能。L2負責各個工序的過程控制，主要完成過程日志、過程監視、優化控制、物流跟蹤、生產作業管理等功能。交換機常被使用于過程控制和生產控制級功能區（圖5）。
圖 5 冶金自動化4 levels 魏德米勒產品
交換機的系統網絡具有多種拓補結構，比如星型、環型和樹型結構（圖6），可以采用各拓補結構相結合的組網方式。若主干網分為兩個環型網絡且互為冗余，可以提供系統的可靠性（圖7）。
圖6 交換機網絡拓補結構
圖7 RapidRing?支持雙環冗余（帶或不帶光電轉換器）
結束語
冶金生產是典型的重工業生產，對生產設備和電氣產品有嚴格的要求。魏德米勒秉承著為客戶提供性能卓越、質量可靠的電聯接產品的一貫追求目標，在此項目中，為客戶提供了從控制室到現場的全系列電聯接產品。尤其是冶金行業在市場競爭日益激烈下，對企業信息化建設和管理要求的提高，魏德米勒從企業管理網絡延伸到生產過程自動化控制系統的電聯接技術，力求成為客戶最可靠的合作伙伴。該項目各條機組目前已陸續投產，建成后可使寶鋼冷軋帶鋼生產實現產品質量和產量的提高。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號