工业以太网网络设计

网络工程 路由 转变 以太网 dhcp
2021-07-26 13:20:48

寻求有关具有多种限制的工业交换机房的网络架构的一些建议。

Modbus TCP 设备位于电机控制中心单元中,这些设备需要连接到位于同一开关室中的控制系统。

约束:

  • 下游设备地址的控制系统寻址只能是 IP 地址,不能是端口或主机名。

  • 所有下游设备地址都在网络 192.168.1.x 上(除非使用 DHCP - 更多信息如下)。

  • 任何设备都需要适合工业用途,并且易于技术人员维护。

  • 最多三个独立的控制系统控制器需要访问所有设备。

MCC 层中的设备将 DIP 开关设置为地址的最后一个八位字节,网络为 192.168.1.x。为了保持某种顺序,这些设置为 XXY,其中 XX 是层号,Y 是该层中的单元格。例如,192.168.1.132 将是第 13 层中的第二个单元。

现在困难来了,最多可能有38层,如果我们想保持编号方案,就会导致IP地址不足。

一个可能的解决方案是将 MCC 拆分为单独的网络,例如前 19 层和后 19 层。这当然会导致重复的 IP 地址,这可以通过几种方式处理。

  1. 为每个网络安装单独的控制系统网络模块。这将使我们能够访问所有设备,但会变得混乱且昂贵。(例如,在一个配电室中将有三个 MCC 组和三个控制系统,因此需要 9 个网络接口,每个 4.5 万美元)。

  2. 路由器进行某种地址转换,其中对 192.168.10.132 的请求将在端口 1 上转换为 192.168.1.132,在端口 2 上将 192.168.20.132 转换为 192.168.1.132。

另一种完全不同的解决方案是在下游设备上使用 DHCP 以摆脱 192.168.1.x 约束。这将需要一个适用于工业环境的 DHCP 服务器,缺点是这是一个单点故障,技术人员在故障情况下难以处理。

欣赏任何有关使这项工作的最优雅方法的建议。

干杯,

2个回答
  • 除非您自找麻烦,否则永远不要使用重复的 IP 地址
  • DHCP 服务器可以设置为冗余/故障转移模式,这就是您想要的
  • 通过 MAC 保留 IP 地址,因此它们不会更改
  • 使用第 3 层交换机在子网之间进行路由(低价、高性能)
  • 根据预算和要求,在终端交换机之间考虑一个冗余交换机层,以冗余方式连接 DHCP 服务器
  • 不要忘记 172.16.0.0/12 和 10.0.0.0/8 私有 IP 范围允许比 192.168.0.0/16 更慷慨的编号方案

您可以使用某种工业 Modbus/TCP 网关来轮询您的所有设备,并在您选择的 IP 地址的主网络上提供数据。原始 Modbus 设备的寻址方案将无关紧要,因为该网络将与您的主网络物理隔离。只要这些设备支持多个客户端,您就可以复制网关以始终提供冗余,而只需要两个地址。