杨骁

（天津天铁冶金集团热轧板有限公司，河北涉县056404）

天铁热轧工业网络改造

杨骁

（天津天铁冶金集团热轧板有限公司，河北涉县056404）

针对天铁热轧工业网络各系统之间互通性、扩展性差的问题，采用网络实验、VLAN规划、改造网络逻辑结构，修改交换机配置等方法，实现了系统核心交换机之间的正常通讯，及相关网络系统软件的正常运行，提高了天铁热轧的生产效率，降低了维护难度，减少了备件费用，取得了较高的经济效益。

热轧；工业网；扩展性

1 引言

网络是工业自动化的基础，热轧公司的自动化程度高，离不开完善的网络系统。在建设时期，热轧工程分模块招标，所以不同的系统由不同公司设计及建设，这造成了自动化网络系统不统一。热轧工业网络系统具体分成了炼钢连铸网络系统、轧钢网络系统以及MES网络系统这三大网络系统。不同的网络系统使用了不同的网络设计方案以及网络设备，造成了网络系统维护不便、备件费用高等问题。

2 热轧工业网络现状

热轧工业网分为3个部分：炼钢连铸网络系统、轧钢网络系统和MES网络系统。

2.1 炼钢连铸网络系统

炼钢连铸网络系统又分为炼钢一级、炼钢二级、连铸一级、连铸二级4个部分，挂载在一台思科3560交换机上，并采取路由的方式和MES网络系统的4507交换机连接在一起，具体Vlan划分及访问控制都是和MES网络系统一起规划，其和MES网络系统可实现无缝连接。其网络系统采用交换机主要由思科交换机和赫斯曼品牌的工业交换机构成。

2.2 轧钢网络系统

轧钢网络系统分为轧钢一级、轧钢二级、小三级系统构成。其核心由2台赫斯曼3002组成，一台赫斯曼3002下接轧钢一级和轧钢二级系统，一台赫斯曼3002下接小三级系统，这2台赫斯曼3002采用冗余trunking的方式连接。其中小三级系统和MES网络系统采用直连VLAN的方式进行连接。轧钢网络系统除小三级外，和MES网络系统无联系，也没有路由，不同VLAN间通讯采取交叉VLAN的方式进行，一旦采用交叉VLAN，在VLAN扩展方面会有很多限制，并且在访问控制方面无法做更多设置，导致网络的扩展性差。轧钢网络系统采用的交换机全部都是赫斯曼品牌的工业交换机。

2.3 MES网络系统

MES网络系统下分能源系统、调度系统、质量系统、设材系统、合金耐材系统、运销系统等子系统构成，不同系统分属不同VLAN，有完善的网关、路由及访问控制，VLAN间通信采取trunking的方式进行，扩展性好。其核心由思科6509和思科4507共同组成，其中思科6509交换机自带防火墙模块，采用双引擎冗余备份，性能强大，扩展性极强。MES网络系统交换机由思科交换机和TSC品牌的工业交换机组成。

3 制定改造方案

炼钢连铸网络系统，从网络结构、路由、访问控制方面同MES网络系统基本一致，即使改造，在性能和扩展性上也不会有很大提高。

轧钢网络系统，没有路由和访问控制，VLAN间通讯靠交叉VLAN的方式实现，这样导致VLAN扩展有很多限制，如对网络的逻辑结构进行改造，可以使扩展性和性能同时得到提高。同时，MES网络的核心交换机思科6509性能很强，再增加支持轧钢网络系统的VLAN、路由和访问控制绰绰有余。轧钢网络系统终端多，而且多属于轧钢一级和轧钢二级系统，对生产影响大，如果需要改动，需要选择停产检修时间进行，并且要尽量不改变IP地址和原有VLAN划分。

MES网络系统客户端均属于MES系统，对生产影响小，对数据分析和销售有一定影响，主要应考虑改造过程中数据的稳定性。同时，改造完成后，核心交换机思科6509要作为现有MES网络系统和轧钢网络系统的核心交换机，VLAN、路由、访问控制都会对改造后的轧钢网络产生影响，进而影响生产，所以在改造前需做好各种实验以及应急预案，以防改造失败，影响生产。

4 网络改造过程

4.1 改造前的网络实验

轧钢网络系统所用交换机均为赫斯曼工业交换机，改造后的核心交换机是思科6509，需要测试两个品牌交换机的兼容性，主要包括VLAN、trunking、路由和访问控制。试验过程中，采用思科品牌的3560交换机代替6509，连接一台赫斯曼3002备机进行模拟，通过模拟试验，确定思科和赫斯曼2个品牌的交换机在VLAN、trunking、路由和访问控制方面完美兼容，实验成功。

4.2 VLAN规划

改造后需要以思科6509作为核心交换机，所以VLAN划分也应在思科6509上。改造前，轧钢网络系统和MES网络系统VLAN ID有重复，所以改造时要在尽可能影响小的情况下对VLAN ID和网关进行改动，具体改动见表1、表2、表3。

表1 改造前MES网络系统需改变的VLAN

表2 改造前轧钢网络系统需改变的VLAN

表3 改造后的VLAN

4.3 备份交换机配置

这次网络改造主要是网络逻辑结构上的改造，所以改动基本都在思科6509和赫斯曼3002上，下接的二级交换机基本不需要改动，所以备份是只需要备份思科6509和赫斯曼3002的交换机配置文件。备份采取TFTP的方式进行。

4.4 修改交换机配置

4.4.1 修改赫斯曼3002配置

赫斯曼3002交换机需要取消交叉VLAN，新建需要添加的VLAN，配置和思科6509进行通讯的trunk端口。

4.4.2 修改思科6509配置

思科6509交换机需要按照规划增加需要添加的VLAN，给VLAN设置IP地址 (网关)，给新增VLAN设置合适的访问控制列表。以下为部分新增的访问控制列表：

4.5 对改造后的网络进行测试

改造完成后，需要对改造后的网络进行测试，如测试通过，则认为改造成功。首先，需要测试这次改造过的2个核心交换机的通讯状态，实验测试通过，思科6509和赫斯曼3002通讯正常。其次，测试相关网络系统的软件运行状况，实验成功，相关程序可以正常运行。

5 改造过程中出现的问题

在改造前，计划原VLAN5改至VLAN45，网段由 192.168.5.0/24改为 192.168.45.0/24，网关由192.168.5.254改为192.168.45.254。该VLAN运行的是能源系统，改造实施后，网络正常，但是能源软件无法正常运行。排查过程中发现，能源软件和数据库中内置了IP地址和网关，如果IP地址进行改动，必须要和软件、数据库同时修改，如果IP地址、软件、数据库同时修改，涉及面大，需要重新对软件测试，花费时间会很长，会无法完成改造。最后决定VLAN5改至VLAN45，网段IP地址和网管维持不变，问题解决。

6 结束语

网络改造后，相当于并网成功，备件可以统一，可以减少备件品牌和库存，从而降低备件费用，日后维护也相对简单。网络扩展性能得到增强。在网络改造后1年左右，因为业务需要，热轧公司需要给天津钢板公司通过天铁集团内网以VPN方式发送部分热轧卷生产数据，这些数据需要从轧钢二级数据库和MES数据库中提取。如在改造前，需要在网外新加服务器，通过增加网卡的方式，同时连接轧钢二级数据库和MES数据库，并且以后如果需要新的数据，有可能需要新加服务器；改造后，只需要在网内新加服务器。即可直接通过VPN天津钢板公司发送数据，若以后需要新数据，无需添加服务器，直接在该服务器内增加服务即可。

通过这次网络改造，在不增加投入的情况下，对天铁热轧的网络系统进行了升级，减少了备件费用，降低了维护难度，提高了生产效率。

Modification of Tiantie Hot Rolling Industrial Network

YANG Xiao
(Plate Hot Rolling Company Limited,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County, Hebei Province 056404,China)

In order to address the problems of poor intercommunity and expansibility among the systems in Tiantie hot rolling industrial network,methods of network experiment,VLAN plan,network logic structure modification and changing commutator configuration were adopted to realize normal communication among the core commutators in the system and the normal running of the relevant network system application.The production efficiency of Tiantie hot rolling was improved with less maintenance difficulty and lowered spare part expense.High economic benefits were achieved.

hot rolling;industrial network;expansibility

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.009

2015-08-15

2015-09-10

杨骁（1983—），男，工程师，主要从事网络管理和系统维护工作。