卓越信通工业以太网络说明

工业网络从诞生发展到今天，以太网的应用几乎已经和PLC一样普及。但人们对以太网的了解，却仍然大多来自他们对传统商业以太网的认识，对于以太网的掌握，往往局限于办公自动化商业以太网的实施经验。这导致了工业以太网在工业控制系统中的实施被简单化和商业化，工业以太网在工业现场的意义没有得到广泛的认可，工业以太网内在的特殊功能也没有得到有效利用。工业以太网现场实施的不彻底，使整个控制系统的性能得不到最大优化。
       那么选择正确的工业以太网要考虑哪些因素？简单的来说，其实不外乎从以太网通讯协议、电源、通信速率、工业环境、安装方式、外壳对散热的影响、简单通信功能和通信管理功能、电口或光口等角度考虑。这些都是最基本需要了解的产品选择因素。如果对工业以太网的网络管理有更高要求，则需要考虑所选择产品的高级功能如：信号强弱、端口设置、出错报警、串口使用、主干（Trunking）冗余、环网冗余、服务质量（QoS）、虚拟局域网（VLAN）、简单网络管理协议（SNMP）、端口镜像等等其他工业以太网管理交换机中可以提供的功能。不同的控制系统对网络的管理功能要求不同，自然对管理型交换机的使用也有不同要求。控制工程师们应该根据其系统的设计要求，挑选适合自己系统的工业以太网产品。
       首先来看工业以太网存在的平台。刚接触工业以太网的工程师可能对工业以太网和传统的民用以太网在协议、通讯上的兼容性非常关心。这一点很容易理解，因为现阶段的网络应用还是以电信、网通等民用运营商提供的服务为主干。在这一前提下，工业以太网是否能无缝地接入民用网络当然就显得十分重要。事实上，工业以太网从根本上理解就是以太网在工业领域里的应用，它的通讯采用的都是IEEE802.3系列的相关以太网国际标准协议。从这个角度上讲，工业以太网和民用以太网实际上系出同门，不论是数据的编码方式，还是通讯采用的协议和手段都完全一致。从传统的二层交换，三层交换，到快速交换和路由，工业交换机都能和其他厂商，包括民用设备制造商提供的设备完全兼容。
       工业以太网现在之所以被越来越多的得到人们的重视，原因大概可以从以下两个方面展开。首先是设备的可靠性能。工业以太网设备的核心元器件都经过特殊处理，这保证了它们可以在高温、严寒、干燥、潮湿、粉尘、强电磁干扰等恶劣的工业现场环境里能够提供比民用设备稳定数倍的性能指标。现场级的工业设备大多采用机壳散热，避免了风扇在设备中的运转所带来的静电吸附和风扇本身的故障点。为了提供可靠的性能，工业以太网设备的电源，甚至主控等核心模块都采用冗余配置。这样，即使在极端情况下，设备出现短期故障，备份配件的可靠冗余也能保证网络的传输不会中断。
       除去可靠性之外，工业以太网的另外一个魅力就是其强大的功能性。由于工业环境对工业控制网络可靠性能的超高要求，工业以太网的冗余功能应运而生。从环网冗余（supreme-ring）到主干冗余（Trunking），都有各自不同的优势和特点，控制工程师们可以根据自己的要求进行选择。工业以太网特有的工业环网协议（supreme-ring）可以保证网络在发生故障时能于300ms内实现完全收敛，这比起民用以太网大多采用的STP协议要快几百倍，比起RSTP协议也要快几倍。正确应用这种网络的快速收敛能力可以在设备本身的强大性能基础上，更进一步地增加网络的健壮性。
       为了对工业设备进行实时的管理与监控，工业以太网设备大多都支持远程管理，而且各厂商业都有各自的网络管理软件以提供对网络设备进行友好的图形化界面操作。管理员还可以通过远程telnet或web界面的方式直接对设备进行调试。完善的兼容性，可靠的稳定性，对恶劣环境的适应性，强大的冗余能力和方便的可管理性是人们越来越多地在网络设计过程中采用工业以太网的原因，而这也势必成为工业以太网在越来越多的网络环境里大显身手的重要契机。