一、行業背景
今天，以TCP/IP協議族為基礎的Internet網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，越來越多的通信網絡及智能設備接入到Internet。

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

目前在中國，以4G/5G技術為承載，為其用戶提供語音及數據據服務。隨著無線通訊技術的發展，4G/5G產品在數據傳輸領域的應用越來越廣泛，尤其是4G/5G通訊模塊的出現，更加速了這種應用的發展。北京東用科技依據多年的無線技術領域經驗，針對當今工業領域出現的特點與需求，為工業用戶開發了基于TCP/IP網絡及4G/5G網絡的ORB305系列產品。ORB305系列產品具有寬溫工作、寬電壓供電，可靠性高，對工業環境的適應性好，易于安裝，易于維護等特點。能夠為客戶提供高速、永遠在線、數據的透明傳輸，完全能夠滿足行業數據采集傳輸和監控的需要，可廣泛應用于工業自動化行業。

二、方案設計依據
2.1安全性和可靠性
考慮到工業自動化控制系統對數據有一定的特殊需求，在整個系統設計中要充分考慮到數據的安全問題，在設備的選型上著重衡量設備的可靠性，以確保整個系統安全、可靠運行。
2.2技術先進性和實用性
保證滿足工業用戶應用的同時，又要體現出無線網絡系統的先進性。在網絡設計中要把先進的技術與現有的成熟技術和標準結合起來，充分考慮無線網絡應用的現狀和未來的發展趨勢。
2.3靈活性和可擴展性
根據工業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絡架構和現有設備的調整。
2.4可管理性
考慮到工業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絡架構，實時監測設備的運行狀態，并可通過監控中心對下位機進行遠程設置。
2.5兼容性和經濟性
兼容性，能夠最大限度地保證網絡現有各種計算機軟、硬件資源的可用性和連續性；經濟性，在充分利用現有資源的情況下，最大限度地降低網絡系統的總體投資。有計劃、有步驟地實施，在保證網絡整體性能的前提下，充分利用現有的網絡設備或做必要的升級。
三、網絡架構說明
3.1網絡拓撲

3.2方案說明
工程現場：
實際的工程現場會由多種設備構成，這些設備的運行及狀態將通過內置的一個或多個以太網PLC進行采集、監控。4G無線工業路由器內置100Mbps以太網接口，與現場一個或多個以太網PLC的以太網口相連，構成工程現場網絡。4G無線工業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“巨元監控中心”及“工程現場網絡”的通訊數據不被Internet非法用戶獲取。同時將“工程現場網絡”與“巨元監控中心”無縫連接，中心維護人員可以直接通過訪問“工程現場網絡”中設備的IP地址，對現場設備的配置進行更改。
巨元監控中心：
巨元中心包含了企業的全部核心應用。其一般由有線網絡接入（帶有固定公網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，或企業已有的應用服務，對工程現場的設備進行維護或監控。
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，通過巨元監控中心的安全認證，與客戶現場的設備建立連接。

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：
工程現場網絡無人值守，4G無線工業路由器7*24小時在線。
4G無線工業路由器無需另購開關電源，可通過PLC電源直接供電。
工程現場網絡接入無需運營商布線，4G無線工業路由器通過遍布全球的4G網絡快速接入Internet。
4G無線工業路由器集成多層次安全功能，用戶無需另購其他網絡安全設備。
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。
提升企業形象，創造二次價值：巨元可利用已有業務系統，實時搜集前端設備狀態。如發現前端設備呈現故障特征，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，提升產品可靠性。又可提升企業在用戶心中的形象，降低企業維修成本，為巨元在未來行業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）工程現場（現場）：

PLC
帶有以太網接口，能夠配置IP地址及網關。
orb305：
連接4G/5G網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，并對其進行監控和編程管理。
UIM/SIM卡：
用于4G/5G路由器（ORB305）撥號到運營商網絡。
（2）監控中心端：

VPN路由器：
用于中心監控室接入網絡，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。
企業寬帶接入：
使用中國電信、中國聯通提供的企業寬帶，或者商用ADSL（需包含公網IP地址）。
PC/服務器：
只要滿足能夠運行監控軟件運行即可。
中心監控軟件：
監控軟件，主要用于采集下端PLC數據，控制相應的設備。
PLC編程軟件：
用于初始化及更改PLC程序。
四、方案產品
ORB305無線路由器
DIN導軌安裝，工業級無線路由器
ORB305無線路由器，是一款支持DIN導軌安裝的工業無線路由器，采用4G高速無線網絡作為數據承載網絡，為遠程設備和站點之間的聯網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網絡快速接入互聯網。

ORB305無線路由器滿足工業用戶的需求，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、狹小的工業環境中，是工業應用的理想選擇。
ORB305無線路由器同時具有VPN功能，使設備數據在安全的IPSec隧道中傳輸，防止了數據被訪問和篡改，提供了網絡應用更高的安全性。

ORB305工業路由器特點：
高可靠性網絡功能
采用高性能通訊模塊，快速接入4G/5G網絡；
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；
具備無線網絡信號指示燈，分三級顯示現場信號強度；
網絡接口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；
網絡安全
虛擬專用網（VPN），支持基于標準IPSec的VPN服務；
全狀態包檢測（SPI）和拒絕服務（DoS）攻擊防范等防火墻安全性能，在決定什么樣的數據包允許通過之前，SPI檢測所有進入數據包的頭部內容。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，每臺硬件設備的網卡MAC地址全球唯一，避免局域網內MAC地址沖突；
支持集中式網管的能力，可通過網管平臺支持大量設備的集中管理、批量配置和升級功能；
針對工業應用的設計
工業化設計，產品外殼具有足夠的機械強度和剛度，標準工業DIN導軌式安裝，適用于工業機柜安裝；
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；
支持所有工業現場總線協議；
高可靠性
工作溫度：-40℃~70℃，存儲溫度：-40℃~85℃；
濕度：5%~95%，無凝結；
IP30防護等級；
通過電力科學研究院的EMC檢測及安全認證；
ORB305產品規格

軟件規格

五、廠商介紹