工業級交換機為(wèi)何能(néng)用(yòng)在工業現場？

2017-7-24 14:09:16

工業級交換機與商業級交換機的數據交換功能(néng)上基本一緻，但是，在設計上以及在元器件的選用(yòng)上，工業級交換機産品的強度和适用(yòng)性方面更能(néng)滿足工業現場的需要。另外，工業級交換機在模塊擴展方面也表現的比商業級交換機更為(wèi)靈活：有多(duō)種光口和電(diàn)口可(kě)供選配。在材質(zhì)的選用(yòng)、産品的強度、适用(yòng)性以及實時性、可(kě)互操作(zuò)性、可(kě)靠性、抗幹擾性和本質(zhì)安(ān)全等方面能(néng)滿足工業現場的需要。
工業級交換機設計一般在設計上滿足：工業寬溫設計，4級電(diàn)磁兼容設計，冗餘交直流電(diàn)源輸入。另外PCB闆一般做“三防”處理(lǐ)。
1以太網網絡負荷大
因為(wèi)以太網的MAC層協議是CSMA/CD，該協議使得在網絡上存在沖突，特别是在網絡負荷過大時，更加明顯。對于一個工業網絡來說，如果存在着大量的沖突，就必須得多(duō)次重發數據，使得網間通信的不确定性大大增加。在工業控制網絡中，這種從一處到另一處的不确定性，必然會帶來系統控制性能(néng)的降低。
2、工業數據實時性嚴格
在工業控制系統中,實時可(kě)定義為(wèi)系統對某事件的反應時間的可(kě)測性。在一個事件發生後，系統必須在一個可(kě)以準确預見的時間範圍内做出反映。然而，工業上對數據的傳遞的實時性要求十分(fēn)嚴格，往往數據的更新(xīn)是在數十ms内完成的。而同樣由于以太網存在的CSMA/CD機制，當發生沖突的時候，就得重發數據，最多(duō)可(kě)以嘗試16次之多(duō)。很(hěn)明顯這種解決沖突的機制是以付出時間為(wèi)代價的。而且一但出現掉線(xiàn)，那怕是僅僅幾秒(miǎo)種的時間，就有可(kě)能(néng)造成整個生産的停止甚至是設備，人身安(ān)全事故。
3、工業現場環境惡劣
由于以太網在設計之初，并不是從工業網應用(yòng)出發的。當它應用(yòng)到工業現場，面對惡劣的工況，嚴重的線(xiàn)間幹擾等，這些都必然會引起其可(kě)靠性降低。在生産環境中工業網絡必須具備較好的可(kě)靠性，可(kě)恢複性，以及可(kě)維護性。即保證一個網絡系統中任何組件發生故障時，不會導緻應用(yòng)程序，操作(zuò)系統，甚至網絡系統的崩潰和癱瘓。
工業以太網交換機在設計的時候就考慮到了工業現場的複雜情況，從而能(néng)更加适應工業環境而發揮工業級交換機的作(zuò)用(yòng)。
工業現場的環境比普通環境都要惡劣，至少在震動，濕氣，溫度上都要比普通環境惡劣，普通交換機在設計上沒有抵禦在工業環境中出現的各種情況的能(néng)力，普通交換機不能(néng)長(cháng)時間工作(zuò)在這種惡劣環境下，經常容易出現故障，更使維護成本上升，一般不建議在工業環境中使用(yòng)商業交換機，為(wèi)了能(néng)使交換機在這種惡劣環境中使用(yòng)，故生産出能(néng)适應這種環境的交換機，工業級交換機的可(kě)靠性有電(diàn)源故障，端口中斷，可(kě)由繼電(diàn)器輸出報警，冗餘雙直流電(diàn)源輸入，主動式電(diàn)路保護，過壓、欠壓自動斷路保護，（可(kě)靠性根據型号的不同略有不同）
功能(néng)上的區(qū)别主要是指：工業級交換機在功能(néng)上與工業網絡通訊更接近，比如與各種現場總線(xiàn)的互通互聯、設備的冗餘以及設備的實時等；而性能(néng)上的區(qū)别則主要體(tǐ)現在适應外界環境參數的不同。工業環境除了有很(hěn)多(duō)如：煤礦、艦船等特别惡劣的環境外，還有在EMI（電(diàn)磁兼容性）、溫度、濕度以及防塵等方面有特殊要求的環境。其中溫度對工業網絡設備的影響面是最廣泛的。

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