在当今世界,以太网速度惊人而且相对可靠,不管是有线和还是Wi-Fi形式,都已为各个年龄段和不同技术能力的人所熟悉,人们很容易就认为:工业自动化系统可以连接到任何可用的网络设备。毕竟,人们经常将他们的便携式设备、娱乐电子产品甚至家庭自动化组件连接到本地网络,然后再连接到云,而且大多数的效果都很好。
应用“大部分”这词的主要原因,都是工业生产解决方法务必特定工业品的主要原因。尽管对一般顾客而言,一切网络设定常见故障一般比难题更令人厌恶,但工业系统就不同了,它在持续根据以太网接口等待时间隐秘数据,在一些前提下甚至键入/导出(I/O)数据信号。在一定程度上,这种数据信号一般是可选择作用,仅仅给予监控信息内容,但响应式网站I/O和互锁数据信号是防止设备毁坏、商品消耗和内容丢失所必需的,同时还可以维护工作安全。
工业生产网络交换机由强劲和多余的电源供电,并和高品质物质和零配件相接,各类价格都是有,随时都可以选购。但使用者务必积极作出基本上挑选,就是选择非管理型交换机——对于有些运用而言这就足够了,还是选管理型交换机——能够提供明显的运营优势,但购置和配备成本费更高一些。文中紧紧围绕让设计者决定是否可以用非管理型以太网接口交换机,及其什么时候必须管理型交换机。
工业型交换机
虽然也有大数据中心以太网接口交换机可以用,致力于达到严格技术性能,但组装现场环境下的一切交换机都要承担更高极端环境、震动和电气设备噪音抗扰度。初期实验属性的工业型以太网接口交换机,是小批量生产的专业产品,而且比类似商业商品贵的多。
伴随着以太网接口在工控自动化全部等级中的共同运用,从当场数据信号到控制板和监管层都完成了工业化生产,工业生产交换机的价格也是更具有竞争能力。改善电子设备减少了功能损耗和发烫,这样就能无须配备非常容易出现异常的风机。设计者在挑选网络硬件配置时,具备更多的可玩性,这样他就能根据需求,轻轻松松创建从施工现场到控制盘台再从服务器机房连接。那样,除开能节省几美金以外,基本上没有理由不能使用工业型交换机。
但什么情况下挑选最基本的1394连接非管理型交换机,或是何时转为管理型交换机,并不是又是那么不言而喻。承担挑选自动化技术网络元件的运营技术(OT)工作人员,并不是一直十分熟悉信息科技(IT)定义及与管理型交换机的相对应优点。
什么时候挑选管理型交换机?
对于一个最典型的初始设备生产商(OEM)的工业设备:由带I/O的可编程逻辑控制板(PLC)、工业触摸屏(HMI)和其它各种各样智能化设备完成自动化技术,中小型非管理型工业生产交换机一般是一个不错的选择,它的价格能够小于100美金。这种设备便于应用,给予充足的网络速率,适合于铜或光纤线物质。针对简单、费用预算比较少的新项目,他们有可能是最好的选择。
可是,一旦互联的设备总数提升,或是之前单独的自动化技术设备与工厂内与局域网络(LAN)里的数十或数百个其他系统软件智能设备相互连接,有可能出现严重的网络难题。家中或公司办公室环境下的网络,总流量负载和其他网络难题,可能也就会导致邮件发送延迟时间或视频播放速度减少,直至难题及时解决。但是,在工业控制系统网络上,总流量负载也会导致设备运作异常。
有以下5种比较常见的状况,假如达到一项或多选,那就需要管理型交换机:
● 提高平台流量过虑;
● 网络冗余;
● 全方位的安全防范措施;
● 更深层次的故障处理和确诊信息内容;
● 为顾客和自动化平台提供良好的总体网络“观念”。
更加好的通信
为了能最大程度地降低网络延迟时间、提升网络的可预测性水准,必须把通讯数据包从源设备传送到总体目标设备。当数据包传送到没有用的的地方时,总体目标设备那就需要耗费网络资源去处理数据包,进而延迟时间对重要通讯的处理方法。
当代非管理型交换机能够实现一定程度的数据包过虑,或多或少能够缓解这种情况。但非管理型交换机,没法合理鉴别并过虑许多类别的数据包,因而这种设备最终都会将没有用的数据包分享到全部相互连接的设备上。
在营销和工业环境里,管理型交换机具备多种机器能完成总流量过虑:
● 多播过虑:在自动控制系统中多播数据包比较常见,由并不是管理型交换机不用选择地分享。管理型交换机实行互联网组管理协议(IGMP),根据监听掌握什么时候必须这种数据包且有选择地分享。
● 对等网(VLAN):管理型交换机给予VLAN,因而用户可在同一个物理学设备上进行逻辑性隔开网络总流量。这可以有效的对设备开展分类,因而每一个组也不会接到来源于其他组平台流量。
● 总流量优先:应用服务水平(QoS)作用,使设备可以知道所推送数据包的优先,那样管理型交换机就能按照其优先来先后解决每一个数据包。
以上作用假定网络正常运转,但是必须充分考虑各个领域以摆脱一切硬件配置或物质(走线)常见故障。
冗余建议
一个最基本的非托管以太网接口网络,只可在网络里的一切2个设备的接口中间,建立一个点到点联接或途径。在这里网络上,假如设备间的好几条途径产生环路,则数据包会到环路中无休止地循环系统,从而造成网络飓风,终究会使网络平台流量承受不住。但是,单一途径的代价是所有硬件配置、开关电源或电缆故障测试都会导致通讯终断。
相较于非管理型交换机,多余作用是管理型交换机的一个明显优点。二种普遍的办法是:
● 迅速生成树协议(RSTP):这类根据IT的协议书,容许设计者在网络上建立好几条途径,进而建立环路,由于管理型交换机可以用RSTP来决定与控制应选用哪一条途径,及在检测出故障应当转换到哪一条预留途径。这样做能够避免网络飓风,但RSTP可能会因回应很慢而难以高效的立足于自动化应用。
● 环路协议书:环路协议书适合于联接环状安排的交换机,从网络常见故障中恢复得速度是RSTP快得多,临近能够在许多关键性的自动化应用中应用。环路协议书无法实现规范化,可以用一些品牌与型号交换机完成。
尽管升级成管理型交换机及其组装附加电缆线路必须提高成本费,但有着几台交换机的工业自动化项目,大力实施环路协议书能够获得更多的网络弹力。
非凡安全性
在所有的网络中都要避免出现意外或故意主题活动,这对运作物理学设备并包含了使用价值数据库的自动化技术网络来讲尤为重要。非管理型交换机分享数据包,但管理型交换机能通过下列方法给予额外维护:
● 端口号操纵:用户可禁止使用没有使用的端口号以限定未授权的浏览。
● 管理与电脑浏览器安全系数:这种设定包含登陆密码与使用SSL的国家标准HTTPS,可保证未授权工作的人员或应用软件没法终断交换机和网络设定。