西门子的 OT(运营技术)网络 是一个分层架构,涵盖从现场设备到控制系统的完整硬件生态。以下是 详细分类及具体型号,涵盖网线、接头、交换机、路由器、网关等关键设备:
1. 现场层硬件(传感器/执行器层)
(1) 现场总线设备
- PROFIBUS DP/PA 设备 ET 200分布式I/O ET 200SP(模块化,支持PROFINET/PROFIBUS) ET 200MP(高性能,适用于S7-1500) ET 200eco(经济型,IP67防护) PROFIBUS PA设备(用于过程自动化,如流量计、温度变送器) 西门子 SIPART PS2 阀门定位器 SITRANS P压力变送器
(2) AS-Interface(AS-i)设备
- AS-i 主站模块(如 CP 343-2)
- AS-i 从站模块(如 3RK1201-0BQ00-0AA3)
(3) IO-Link 设备
- IO-Link 主站(如 SIMATIC ET 200SP IO-Link Master)
- IO-Link 传感器/执行器(如西门子 3RG系列接近开关)
2. 通信层硬件(网络基础设施)
(1) 工业以太网电缆 & 接头
- 电缆 PROFINET铜缆:6XV1 840-2AH10(4芯屏蔽,Cat5e) 光纤电缆: 多模:6XV1 870-2A(OM3,LC接头) 单模:6XV1 870-3A(OS2,SC接头)
- 接头 RJ45工业接头:6GK1 901-1BB20-2AA0(IP67防水) 光纤接头:6GK1 901-1GA00(SC多模)
(2) 工业交换机
- 非网管型: SCALANCE XB005(5端口,10/100Mbps)
- 网管型: SCALANCE XC206-2(6端口,2个千兆光纤口,支持环网冗余) SCALANCE XM408(8端口,支持MRP冗余协议)
- 光纤交换机: SCALANCE XF204-2(4端口全光纤,适用于长距离)
(3) 无线设备
- 工业Wi-Fi:SCALANCE W1788(Wi-Fi 6,IP65防护)
- 无线HART网关:SITRANS RD500(用于过程仪表无线通信)
3. 控制层硬件(PLC/HMI/SCADA)
(1) PLC 控制器
- 小型PLC: SIMATIC S7-1200(CPU 1214C, 1217C)
- 中型PLC: SIMATIC S7-1500(CPU 1511-1 PN, 1516-3 PN/DP)
- 大型PLC: SIMATIC S7-400(CPU 412-2H,冗余系统)
(2) HMI人机界面
- 触摸屏: KTP700 Basic(7寸,PN接口) TP1200 Comfort(12寸,高分辨率)
- 移动面板:Mobile Panel 277(无线操作)
(3) SCADA系统
- WinCC(西门子SCADA软件,搭配IPC工业PC)
- SIMATIC PCS 7(过程控制系统,用于大型工厂)
4. 网络互联与安全硬件
(1) 工业路由器 & 防火墙
- 4G/5G路由器:SCALANCE M876-3(5G全网通,VPN支持)
- 工业防火墙:SCALANCE S615(支持IPsec/OPC UA加密)
(2) 协议转换网关
- PROFIBUS转PROFINET:IE/PB Link PN IO(6GK1 411-5AB00)
- Modbus转PROFINET:SIMATIC CM 1542-5
(3) 边缘计算网关
- SIMATIC IOT2050(Linux系统,支持MQTT/OPC UA)
- SIMATIC IPC227E(工业PC,可运行MindSphere边缘应用)
5. 冗余与诊断工具
(1) 冗余设备
- MRP(介质冗余协议)交换机:SCALANCE XM400系列
- PRP(并行冗余协议)网关:SCALANCE XRH408
(2) 网络诊断工具
- PRONETA(PROFINET网络快速诊断工具)
- SIMATIC NET(网络配置与管理软件)
6. 典型网络拓扑示例
现场层
├── ET 200SP(PROFINET I/O)
├── PROFIBUS PA仪表(通过DP/PA耦合器)
├── AS-i传感器(通过CP 343-2主站)
│
控制层
├── S7-1500 PLC(通过SCALANCE XC206交换机连接HMI)
├── WinCC SCADA(通过SCALANCE S615防火墙连接IT网络)
│
边缘层
└── IOT2050网关(数据上传至MindSphere云平台)
总结
西门子OT网络硬件覆盖 现场设备→通信网络→控制层→IT融合,核心特点:
- 高可靠性:工业级交换机(SCALANCE X)、冗余协议(MRP/PRP)。
- 实时通信:PROFINET(<1ms周期)、PROFIBUS(12Mbps)。
- 网络安全:防火墙(SCALANCE S)、VPN加密。
- 边缘集成:IOT2050网关实现云边协同。
适用于 智能制造、能源、过程工业 等严苛环境。
典型西门子OT网络拓扑
企业IT层
- ERP/MES系统:SAP、SIMATIC IT等。
- 云平台:MindSphere(西门子工业云)。
工业DMZ隔离区
- SCALANCE S615:工业防火墙,实现OT/IT安全隔离,支持VPN(IPsec/OpenVPN)。
控制层
- PLC:SIMATIC S7-1500(PROFINET接口)。
- HMI:TP1200 Comfort触摸屏。
- SCADA:WinCC运行于SIMATIC IPC工业PC。
网络基础设施
- 工业交换机:SCALANCE XC408(网管型,支持MRP环网冗余)。SCALANCE XM400(光纤骨干交换机)。
- 工业路由器:SCALANCE M876(5G/WAN接入)。
现场层
- 分布式I/O:ET 200SP(PROFINET)。
- 过程仪表:PROFIBUS PA设备(通过DP/PA耦合器接入)。
- 无线设备:SCALANCE W1788(工业Wi-Fi 6)。
边缘计算层
- IOT2050网关:数据采集并上传至MindSphere,支持OPC UA/MQTT。