一、行業(yè)背景
今天，以TCP/IP協(xié)議族為基礎的Internet網(wǎng)絡為我們提供了信息共享的平臺。得益于TCP/IP的開放互連特性，越來越多的通信網(wǎng)絡及智能設備接入到Internet。

隨著現(xiàn)代工業(yè)與科技的進步與發(fā)展，工業(yè)控制領域的網(wǎng)絡化，分布式的特點越來越明顯，需求與日俱增。工業(yè)控制從傳統(tǒng)的現(xiàn)場控制逐步發(fā)展到了遠程監(jiān)控模式，強大的Internet和日趨成熟的數(shù)據(jù)通信技術使距離不再成為一種制約，工業(yè)控制網(wǎng)絡因此得到了延伸。
而以4G/5G為技術支撐的無線數(shù)據(jù)運營網(wǎng)絡為工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸領域提供了一個可靠的數(shù)據(jù)通道。利用其無線接入、與Internet連接、數(shù)據(jù)傳輸率較高的特點，已經(jīng)可以實現(xiàn)工業(yè)領域的遠程數(shù)據(jù)傳輸，完成工業(yè)遠程控制的網(wǎng)絡化。

目前在中國，以4G/5G技術為承載，為其用戶提供語音及數(shù)據(jù)據(jù)服務。隨著無線通訊技術的發(fā)展，4G/5G產(chǎn)品在數(shù)據(jù)傳輸領域的應用越來越廣泛，尤其是4G/5G通訊模塊的出現(xiàn)，更加速了這種應用的發(fā)展。北京東用科技依據(jù)多年的無線技術領域經(jīng)驗，針對當今工業(yè)領域出現(xiàn)的特點與需求，為工業(yè)用戶開發(fā)了基于TCP/IP網(wǎng)絡及4G/5G網(wǎng)絡的ORB305系列產(chǎn)品。ORB305系列產(chǎn)品具有寬溫工作、寬電壓供電，可靠性高，對工業(yè)環(huán)境的適應性好，易于安裝，易于維護等特點。能夠為客戶提供高速、永遠在線、數(shù)據(jù)的透明傳輸，完全能夠滿足行業(yè)數(shù)據(jù)采集傳輸和監(jiān)控的需要，可廣泛應用于工業(yè)自動化行業(yè)。

二、方案設計依據(jù)
2.1安全性和可靠性
考慮到工業(yè)自動化控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)有一定的特殊需求，在整個系統(tǒng)設計中要充分考慮到數(shù)據(jù)的安全問題，在設備的選型上著重衡量設備的可靠性，以確保整個系統(tǒng)安全、可靠運行。
2.2技術先進性和實用性
保證滿足工業(yè)用戶應用的同時，又要體現(xiàn)出無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的先進性。在網(wǎng)絡設計中要把先進的技術與現(xiàn)有的成熟技術和標準結(jié)合起來，充分考慮無線網(wǎng)絡應用的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢。
2.3靈活性和可擴展性
根據(jù)工業(yè)用戶未來應用的需要和變化，應具備充分的接入能力和可擴展性，包括多種接入方式的提供和接入的可擴展性，帶寬的擴展與速率的平滑升級以及處理能力的可擴展性，最大程度地減少對網(wǎng)絡架構(gòu)和現(xiàn)有設備的調(diào)整。
2.4可管理性
考慮到工業(yè)用戶下端設備分布比較分散，維護困難程度比較大，方案采用集中管理的網(wǎng)絡架構(gòu)，實時監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，并可通過監(jiān)控中心對下位機進行遠程設置。
2.5兼容性和經(jīng)濟性
兼容性，能夠最大限度地保證網(wǎng)絡現(xiàn)有各種計算機軟、硬件資源的可用性和連續(xù)性；經(jīng)濟性，在充分利用現(xiàn)有資源的情況下，最大限度地降低網(wǎng)絡系統(tǒng)的總體投資。有計劃、有步驟地實施，在保證網(wǎng)絡整體性能的前提下，充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡設備或做必要的升級。
三、網(wǎng)絡架構(gòu)說明
3.1網(wǎng)絡拓撲

3.2方案說明
工程現(xiàn)場：
實際的工程現(xiàn)場會由多種設備構(gòu)成，這些設備的運行及狀態(tài)將通過內(nèi)置的一個或多個以太網(wǎng)PLC進行采集、監(jiān)控。4G無線工業(yè)路由器內(nèi)置100Mbps以太網(wǎng)接口，與現(xiàn)場一個或多個以太網(wǎng)PLC的以太網(wǎng)口相連，構(gòu)成工程現(xiàn)場網(wǎng)絡。4G無線工業(yè)路由器可通過西門子PLC的24VDC輸出供電，且再上電后自動連接Internet，并與巨元監(jiān)控中心前端的“VPN防火墻”建立加密安全隧道。
安全隧道用于保證流向“巨元監(jiān)控中心”及“工程現(xiàn)場網(wǎng)絡”的通訊數(shù)據(jù)不被Internet非法用戶獲取。同時將“工程現(xiàn)場網(wǎng)絡”與“巨元監(jiān)控中心”無縫連接，中心維護人員可以直接通過訪問“工程現(xiàn)場網(wǎng)絡”中設備的IP地址，對現(xiàn)場設備的配置進行更改。
巨元監(jiān)控中心：
巨元中心包含了企業(yè)的全部核心應用。其一般由有線網(wǎng)絡接入（帶有固定公網(wǎng)IP地址）、支持VPN接入的防火墻，路由器，及維護人員組成。
作為管理人員可通過人工方式，或企業(yè)已有的應用服務，對工程現(xiàn)場的設備進行維護或監(jiān)控。
出差維護工程師：
身處異地的維護工程師會由于多種原因參與到遠程的客戶支持中。維護工程師可以接入Internet，通過巨元監(jiān)控中心的安全認證，與客戶現(xiàn)場的設備建立連接。

基于東用科技《無線遠程維護解決方案》，巨元可獲得滿足以下特征的完美系統(tǒng)：
工程現(xiàn)場網(wǎng)絡無人值守，4G無線工業(yè)路由器7*24小時在線。
4G無線工業(yè)路由器無需另購開關電源，可通過PLC電源直接供電。
工程現(xiàn)場網(wǎng)絡接入無需運營商布線，4G無線工業(yè)路由器通過遍布全球的4G網(wǎng)絡快速接入Internet。
4G無線工業(yè)路由器集成多層次安全功能，用戶無需另購其他網(wǎng)絡安全設備。
提高人力資源的利用率：巨元維護人員可通過安全隧道，對現(xiàn)場故障工程進行分析，如可遠程解決則避免維修工程師往復故障現(xiàn)場。如不可解決則安排配件及附近工程師排除此故障。
提升企業(yè)形象，創(chuàng)造二次價值：巨元可利用已有業(yè)務系統(tǒng)，實時搜集前端設備狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)前端設備呈現(xiàn)故障特征，提早安排對此設備進行維護。這樣既可大大降低設備的停機率，提升產(chǎn)品可靠性。又可提升企業(yè)在用戶心中的形象，降低企業(yè)維修成本，為巨元在未來行業(yè)競爭中贏得高端市場提供充足的實力。
3.3工程所需設備列表
（1）工程現(xiàn)場（現(xiàn)場）：

PLC
帶有以太網(wǎng)接口，能夠配置IP地址及網(wǎng)關。
orb305：
連接4G/5G網(wǎng)絡并與中心端接入路由器建立VPN連接，使中心端能夠與下端PLC通訊，并對其進行監(jiān)控和編程管理。
UIM/SIM卡：
用于4G/5G路由器（ORB305）撥號到運營商網(wǎng)絡。
（2）監(jiān)控中心端：

VPN路由器：
用于中心監(jiān)控室接入網(wǎng)絡，并與下端ORB305無線路由器建立VPN連接，管理下端4G/5G路由器，還可以提供辦公上網(wǎng)。
企業(yè)寬帶接入：
使用中國電信、中國聯(lián)通提供的企業(yè)寬帶，或者商用ADSL（需包含公網(wǎng)IP地址）。
PC/服務器：
只要滿足能夠運行監(jiān)控軟件運行即可。
中心監(jiān)控軟件：
監(jiān)控軟件，主要用于采集下端PLC數(shù)據(jù)，控制相應的設備。
PLC編程軟件：
用于初始化及更改PLC程序。
四、方案產(chǎn)品
ORB305無線路由器
DIN導軌安裝，工業(yè)級無線路由器
ORB305無線路由器，是一款支持DIN導軌安裝的工業(yè)無線路由器，采用4G高速無線網(wǎng)絡作為數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡，為遠程設備和站點之間的聯(lián)網(wǎng)提供安全高速的無線連接。無論身在何處，您的設備都可以借助4G/5G網(wǎng)絡快速接入互聯(lián)網(wǎng)。

ORB305無線路由器滿足工業(yè)用戶的需求，功耗低，操作溫度可達-40℃~70℃，尺寸小，重量輕，支持DIN導軌安裝，EMC指標嚴格，便于應用在嚴苛、狹小的工業(yè)環(huán)境中，是工業(yè)應用的理想選擇。
ORB305無線路由器同時具有VPN功能，使設備數(shù)據(jù)在安全的IPSec隧道中傳輸，防止了數(shù)據(jù)被訪問和篡改，提供了網(wǎng)絡應用更高的安全性。

ORB305工業(yè)路由器特點：
高可靠性網(wǎng)絡功能
采用高性能通訊模塊，快速接入4G/5G網(wǎng)絡；
采用軟硬件看門狗及多級鏈路檢測機制，具備故障自動檢測、自動恢復能力，保證設備穩(wěn)定可靠運行；
遠程和本地升級固件程序，且采用冗余備份的升級機制；
易用性
豐富的接口，賦予設備高擴展性；
支持WEB、TELNET、SSH等多種配置方式；
支持配置導入導出功能，方便批量設備的配置工作；
支持軟、硬件恢復出廠設置；
具備無線網(wǎng)絡信號指示燈，分三級顯示現(xiàn)場信號強度；
網(wǎng)絡接口10M/100M自適應，交叉直連自適應；
支持DMZ；
支持DTU功能，賦予串口設備無線傳輸能力；
網(wǎng)絡安全
虛擬專用網(wǎng)（VPN），支持基于標準IPSec的VPN服務；
全狀態(tài)包檢測（SPI）和拒絕服務（DoS）攻擊防范等防火墻安全性能，在決定什么樣的數(shù)據(jù)包允許通過之前，SPI檢測所有進入數(shù)據(jù)包的頭部內(nèi)容。過濾器能被設置成為基于MAC地址或IP地址；
采用合法的MAC地址，每臺硬件設備的網(wǎng)卡MAC地址全球唯一，避免局域網(wǎng)內(nèi)MAC地址沖突；
支持集中式網(wǎng)管的能力，可通過網(wǎng)管平臺支持大量設備的集中管理、批量配置和升級功能；
針對工業(yè)應用的設計
工業(yè)化設計，產(chǎn)品外殼具有足夠的機械強度和剛度，標準工業(yè)DIN導軌式安裝，適用于工業(yè)機柜安裝；
SIM卡提供拆卸保護；
供電采用9~48VDC寬電壓輸入，連接頭采用電源端子，具有防反接及防過流保護；
支持所有工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議；
高可靠性
工作溫度：-40℃~70℃，存儲溫度：-40℃~85℃；
濕度：5%~95%，無凝結(jié)；
IP30防護等級；
通過電力科學研究院的EMC檢測及安全認證；
ORB305產(chǎn)品規(guī)格

軟件規(guī)格

五、廠商介紹