华中Siemens(授权)一级经销商---河南省平顶山市西门子(授权)总代理

工业网络之于生产型企业，就好比……

蛋白质之于健康、郝建之于春晚、咖啡之于打工魂。

其实并不难理解，工业网络在生产型企业中的地位比传统IT网络（OFFICE网）更加重要。因为如果工业互联网中的网络延迟了0.3秒，工业生产可能面临的巨大影响：

工艺质量不合格

产品不能及时下线

生产线工作节奏被打乱

工作人身安全事故

…..

由以上问题带来的产品供货甚至是客户关系也会直接影响生产型企业未来的生存。针对工业互联网的规划对生产体系及企业战略规划来说至关重要。

工业网络与企业IT信息网络区别

IT和OT产品由于使用环境与需求差异化在产品设计、使用场景上有所不同：

（1）从产品硬件设计方面来看

• 工业级强调可靠性，IT企业级强调性能。

• 两者在工作温度和抗电磁干扰方面差别也很大。

（2）从工业网络协议与组态方面来看

• 为了保证工业可靠性，工业级网络交换机主干网络采取环网结构，在保证100台设备规模下网络愈合时间小于300ms；标准IT产品愈合时间在几秒量级。

• 底层PROFINET通讯是基于工业以太网的工业自动化开放式标准(IEC61158/61784)。除了支持常见的星型网络外，也支持MRP环网结构。

• 从易用性方面考虑，西门子全系列网络管理交换机均支持web方式进行组态与配置。

工业网络结构设计

（1）工业主干网络构架

工业交换机主干网络多采用环网且环网间可实现主备耦合。多环网方案+环间备用冗余为西门子独有的方案。

• HRP - 高速冗余协议

HRP是适用于环型拓扑网络的一种冗余方法的名称，是西门子的自有协议。环中断后重新组态时间Zui长为300ms。

• 备用冗余

借助备用冗余模式，可以实现在高速冗余保护下的各个环网，以冗余的模式相互连接起来。

（2）底层PROFINET通讯

• Profinet通讯协议集

包括支持使用TCP/IP协议的信息交互系统，也包括用于实时自动化应用的实时(RT)通信以及等时/实时(IRT)通信，在同一通讯介质上并行。

• Profinet网络拓扑

1. Profinet遵循IEC 61158/61784，除了常见线型或星型网络外，还支持环网结构。

在采用单环网结构时，具体使用的冗余协议为介质冗余协议（IEC 62439‑2:2016 第二部分Media RedundancyProtocol (MRP)）环中断后的重新组态时间Zui长为200 ms。

西门子在售PN接口的双端口产品（PLCCPU，IO以及驱动类产品）均为集成交换机，支持MRP协议。如果需要无扰动介质冗余，则可以通过PROFINET IRT(MRPD)实现。西门子也可以在现场层提供采用WIFI的Profinet无线实时通信解决方案。

2. 双网接入(DNA)是一种将一个ProfinetS2/S1网络与两个网络相连（两者彼此解耦）的技术，在Profinet系统冗余系统中会使用到该功能。

•环间耦合

西门子XR500, XM400, XC200,XF204-2BA以及XP200系列交换机支持环间冗余，支持耦合对数量和设备相关。

• 在现场级交换机选型上，采用普通星型布局，也建议用户选择有PN认证的交换机或至少应当支持802.1p或者802.1q。

工业网络安全

西门子通过纵深防御体系，保障生产网络安全。借助边界防护、单元隔离、网络准入、行为管控、漏洞扫描、主机加固等主、被动安全技术和安全管理制度确保生产网络安全和数据安全。

（1）以太网CP卡

西门子CP XX43/45 为100/1000M网卡，这种网卡（300/400 系列为CP 343-1 Advanced，CP443-1 Advanced），主要用于北向通讯，此类网卡支持防火墙（状态检查）与VPN。

（2）安全型三层交换机

西门子安全型三层交换机支持静态路由，通过防火墙和VPN实现安全的远程访问可以使用SINEC NMS进行管理。

网络管理

随着对生产网络的需求不断增加，基于以太网的生产网络的复杂度和其中的节点数也一直呈现增长趋势。为Zui大程度地缩短停产时间并降低其导致的成本损失，通过连续监视网络实现网络透明必不可少。

网络管理软件SINEC NMS是专门为了满足工业通信的需求而设计。借助丰富的诊断和报告功能，SINECNMS（支持中文）可确保及早发现网络问题并予以处理。

SINECNMS支持分布式布置，在不增加网络负荷的情况下，可以管理更多的网络设备。它的安全管理功能可以对访问用户的角色做严格的限定，保证工业网络的安全。

SINEC NMS产品包括以下组件：

• Control：管理整个网络，制定和下发规则

• Operation：搜集本地网络设备信息，并汇总给Control

（1）网络设备诊断

主要是针对网络设备的告警信息，通过SNMP把报警信息更新到SINEC NMS系统。故障的设备会以高亮形式通知维护人员。

西门子除了非网管交换机外，包括PLC，IO接口模块，驱动设备均支持SNMP，均可在西门子NMS网络管理平台下进行诊断与管理。其中S7-1500系列CPU集成网口以及S7-1500系列的千兆网卡，S7-300/400ADV系列网卡都支持IP路由，使得诊断功能更加灵活。

设备的信息中可以查询到相应的告警事件

（2）PROFINET诊断

相应的PROFINET的报警信息会被读取到 SINEC NMS，在“Operation parameterprofiles”中我们可以看到会默认集成PROFINET标准的诊断信息库，通过匹配这些库，可以获得设备的PROFINET报警信息。

这类诊断，主要针对PLC、PROFINET设备。

（3）SINEC NMS策略

如果网络管理的设备较多，如果某些统一的策略逐一为设备手动制定，比较

费时费力，容易出错。通过策略功能，可以在control/operation统一制定策

略，为希望下传的设备统一配置。策略主要包括：

• 备份策略

• 备份比较/组态恢复策略

• 固件升级策略

（4）SINEC NMS Firewall/NAT管理

统一管理防火墙和NAT（网络地址转换协议）,需要制定整体的规则，因为制定好的规则下发到防火墙，会覆盖所有防火墙设备的原有规则，包括默认的防火墙规则。西门子在售管理型交换机均支持NAT功能（网络地址转换协议），OEM客户可以方便隐藏内网地址。

西门子作为工业自动化lingjun的综合供应商，强大的研发和创新能力让西门子对于市场的需求把握更加精准，可以为用户提供完整的工业网络解决方案。