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選擇工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)需要考慮哪些因素？
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的品牌、類型較多。我們在選擇交換機(jī)時，需要考慮的因素有很多，比如工作環(huán)境、網(wǎng)管和非網(wǎng)管型、是否需要冗余、未來的維護(hù)和擴(kuò)展性等。一般來說，選擇工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)需要考慮它的可靠性、安全性、實(shí)時性、兼容性等方面。
1、可靠性
在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中，可靠性是最重要的一點(diǎn)。需要考慮的因素有： 設(shè)備硬件對工作環(huán)境的耐受力：諸如工作溫度范圍、EMC電磁兼容性、安裝以及供電方式等。工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備區(qū)別于商用以太網(wǎng)設(shè)備，一般都采用更加適合現(xiàn)場機(jī)柜安裝的緊湊設(shè)計與導(dǎo)軌安裝方式。為了避免因旋轉(zhuǎn)件故障造成的設(shè)備損壞，還應(yīng)當(dāng)選擇無風(fēng)扇設(shè)計的硬件設(shè)備。在產(chǎn)品的參數(shù)描述中，應(yīng)當(dāng)具有關(guān)于工作溫度范圍、電磁兼容性的詳細(xì)描述。并附有相關(guān)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的證明。
選擇可靠穩(wěn)定的硬件后，還要注意交換機(jī)所能提供的各種冗余方式，以及快速的故障診斷與恢復(fù)。
2、安全性
由于以太網(wǎng)的開放性，在組建自動化網(wǎng)絡(luò)的過程中，我們不得不考慮到網(wǎng)絡(luò)安全這一因素。在選用設(shè)備的時候，用戶應(yīng)當(dāng)選擇具有LAN功能的交換機(jī)，便于網(wǎng)絡(luò)的功能劃分。通過LAN劃分，我們可以基于功能對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行分組隔離，避免人為的惡意破壞或者誤操作。同時用戶可以使用交換機(jī)中的802.1x功能對需要接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行授權(quán)許可，以此來區(qū)別合法用戶與非法用戶。
3、實(shí)時性
在不同的應(yīng)用環(huán)境中，系統(tǒng)可以忍受的響應(yīng)時間與抖動大不相同。自動化網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)幀在從一臺設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)至另一臺設(shè)備的每次過程中都會產(chǎn)生一定延時。因此，選擇工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)首先需要考慮的是交換機(jī)對于數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)過程中的端口時延。
在標(biāo)準(zhǔn)的工廠自動化控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以容忍的響應(yīng)時間不超過10毫秒，為了控制數(shù)據(jù)幀從系統(tǒng)頂端到底部的累積時延，選擇交換機(jī)時，應(yīng)當(dāng)注意交換機(jī)端口時延這一數(shù)值的不應(yīng)當(dāng)超過10微秒。
4、兼容性
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)以及其他工業(yè)以太網(wǎng)的組件都應(yīng)當(dāng)是可以使用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊的。無論任何情況下，工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備與商用以太網(wǎng)設(shè)備間不應(yīng)存在任何不兼容問題。對應(yīng)不同的工業(yè)現(xiàn)場總線解決方案，工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)的能力與其兼容。現(xiàn)階段各廠家工業(yè)交換機(jī)組件環(huán)網(wǎng)的協(xié)議并不相同，為了進(jìn)行擴(kuò)展與兼容性考慮，用戶還應(yīng)當(dāng)選用具有MRP介質(zhì)冗余環(huán)協(xié)議的設(shè)備，為未來的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建工作打好基礎(chǔ)。這一協(xié)議對環(huán)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，允許不同品牌的設(shè)備連接在一起組成環(huán)網(wǎng)。
5、其他
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求，選擇工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)時還需要注意其他一些常用的功能。例如區(qū)別不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級的oS優(yōu)先級隊列，或者為了便于網(wǎng)絡(luò)故障診斷的端口鏡像功能等。但需要一定注意的是，并不是具有越多功能的交換機(jī)就一定適用于每種應(yīng)用環(huán)境。例如像路由功能等，往往會破壞數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級標(biāo)簽和實(shí)時性。在控制層甚至現(xiàn)場層使用大量的三層交換機(jī)會大大提高成本，同時也破壞了工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用特性。用戶應(yīng)當(dāng)按照需求選擇適當(dāng)?shù)墓δ苜徺I合適的設(shè)備，避免不必要的浪費(fèi)。
在現(xiàn)場層面中，工業(yè)交換機(jī)只需要提供端口連接，完全沒有必要使用復(fù)雜功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在控制層，一般需要選用支持環(huán)網(wǎng)功能的網(wǎng)管型交換機(jī)組建冗余環(huán)網(wǎng)，提供有效的診斷方式。對于各個控制單元的連接，可以使用增強(qiáng)網(wǎng)管型交換機(jī)提供冗余連接并進(jìn)行LAN劃分。當(dāng)需要與信息層網(wǎng)絡(luò)連接時，才應(yīng)當(dāng)使用三層交換機(jī)這樣功能復(fù)雜的設(shè)備。