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如何利用工业网络管理提高生产效率和可靠性

了解世界上最大的工业项目之一是如何管理其工业网络的,可以清楚地说明为什么各种规模的制造商都需要采用良好的网络管理来解决生产可用性和效率的要求。

从卡塔卢姆植物上方俯瞰。
从卡塔卢姆植物上方俯瞰。

卡塔尔铝业(Qatalum)冶炼厂是世界上最大的绿色工业项目之一,位于卡塔尔Mesajeed工业城附近,被认为是世界上最具成本效益的冶炼厂之一。此外,工厂必须满足严格的环境法规。该工厂包括17个通过自动化过程控制系统连接的独立工厂。

当原材料到达码头时,卡塔勒姆整个业务的管理就开始了。直到高质量的铝挤压铸锭和铸造合金被装在集装箱中,装载到船上,运送到世界各地。

用于连接Qatalum设施和运营的工业网络由德国斯图加特的ZMS技术公司设计,由1000多个节点组成。根据ZMS技术经理Shariq Khan在其他工业网络项目中的工作经验,他知道采用人工维护策略或使用一系列本地工作站来管理设施内的网络单元,无法提供Qatalum所需的效率和准确性。

快速安装
手动配置网络设备非常繁琐,而且很容易出错,尤其是当您使用的网络有1000多个节点时。为了实现网络的自动化管理,ZMS技术选择了赫斯曼工业HiVision网络管理系统(NMS)为现场验收测试铺平道路。使用这个NMS, Qatalum团队能够:

•显著减少网络安装时间,确保一致性

确保网络基础设施配置的一致性;而且

•自动记录配置信息。

Industrial HiVision的安装和维护能力以及强大的诊断功能可以快速识别和映射工厂网络中的所有组件,包括非赫斯曼产品。该系统还能够同时跨多个设备配置通用设备参数,大大减少了测试所需的网络准备时间。通过检测参数配置的不一致,可以缩短故障处理的时间。

日常操作简化
由于该工厂有17个独立的设备,该公司经常遇到电缆压接和传输错误,如循环冗余检查(CRC)错误。没有监测系统的帮助,这些问题中有许多是很难发现的。

Industrial HiVision的远程监控能力非常吸引Qatalum IT基础设施负责人巴希尔·哈比卜(Bashir Habib),因为它可以很容易地确定这些直接影响生产的问题。

Habib说:“一个集中的工业网络管理系统是整个工厂运作的一个重要元素,它允许卡塔勒姆持续满足生产目标。”

对于日常的操作,NMS只需要由一个网络管理员进行监督,只需工作一半的时间就可以有效地监督整个网络。这包括执行重复但必要的维护任务,如定期更改密码和实现固件更新。

由于卡塔尔的高温和干旱条件,电缆故障是一个特别令人担忧的问题。如果电缆没有被正确地监控,它们可能会恶化并导致网络故障,需要昂贵的关闭和紧急维护。Qatalum使用Industrial HiVision的图形界面和先进的监控功能,对系统进行主动维护。

工业NMS的工具也要容易识别有问题的连接。他们可以从端口深入到交换机,甚至电缆,以确定潜在故障的区域。具有此功能实际上消除了计划外停机。在没有NMS的情况下,修复问题连接的另一种方法是关闭网络的一部分,并派遣流程工程师进行故障排除—这是一个非常昂贵的过程。

持续的正常运行时间和成本效益
网络管理软件最大的一次测试可能是在2012年系统升级时。升级需要对所有1000个节点进行审计。此外,执行和检查了近100个更改。

审计要求对网络进行完整的审查,从第二层交换机开始,跟踪整个设施的网络基础设施。这项彻底的审计包括检查交换机、网络骨干和防火墙与IT部门的连接,验证每个PLC与网络的连接,以及进行损害评估,并准确绘制使用的数千根电缆。

“我们花了8天时间才完成审计。如果我们必须手动完成,这将需要几个月的时间,即使那样,我们也不能百分之百地确定升级已经完成。Industrial HiVision让我们只需点击几下鼠标就可以管理整个过程。”Khan说道。

网络管理经验
对于像Qatalum这样规模的操作,只有使用NMS进行自动化组件管理才有意义。然而,这里所获得的好处同样适用于较小的项目。

NMS对网络运行细节的洞察提供了工程师生产力方面的快速回报。当您考虑到改进的可靠性和审计的额外好处时,考虑使用NMS作为您的以太网从专用网络发展到基础设施网络

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NMS的关键特征

如果您认真考虑将网络从临时状态转移到真正的基础设施,那么在探索网络管理系统时需要注意以下几个关键事项。

为了满足工业应用的需要,网络管理系统应具备:

  • 高度可视化的界面,对自动化工程师来说很有意义;
  • 支持工业拓扑;
  • 与SCADA设备集成;而且
  • 能够监控来自不同供应商的设备。

为了有效地提高网络的效率和可靠性,减少生产停机时间,NMS应该能够:

  • 将来自不同供应商的所有组件映射到网络上;
  • 跨多个设备同时配置公共参数;
  • 检测参数配置之间的不一致;
  • 提供事件记录、过滤和转发;而且
  • 允许远程访问和监控。
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