一般可满足工业级交换机的设计要求:工业宽温、4级电磁兼容、冗余交直流电源输入。此外PCB板一般做“三防”处理。为何要选择适合于工业现场的工业以太网交换机,而不选择廉价的商用交换机呢?从以下几个方面来说明工业现场选择工业以太网交换机的必要性。
一、确定性
由于以太网的MAC层协议是CSMA/CD,因此在网络中存在冲突,尤其是网络负载过大时,这种冲突更为明显。在工业网络中,由于存在大量的数据冲突,需要多次重发数据,导致网络间通信的不确定性增大。
工控网中的这种局部到局部的不确定因素,必然导致系统控制性能的下降。实时性在工业控制系统中,实时性是指系统对某一事件的反应时间的可测量性。即,系统必须在一次事件发生后能够准确预见的时间范围内作出反应。
二、实时性
工业生产中对数据传输的实时性要求非常高,经常需要在几十毫秒内完成数据的更新。而且由于以太网中存在CSMA/CD机制,当出现冲突时,必须重新发送数据,多可以尝试16次。显然,解决冲突的这一机制是以时间为代价的。而一旦出现掉线,那怕是只有几秒种,就有可能导致整个生产停止,甚至设备故障,人身安全事故。
三、可靠性
由于以太网是在初设计时,它并没有从工业网应用中开始。在工业现场使用时,由于工作条件恶劣、线间干扰严重等原因,必然会导致系统可靠性下降。工业网络必须具有良好的可靠性、可恢复性和可维护性,用于生产环境。也就是要保证网络系统中任何一个部件出现故障,都不会导致应用程序、操作系统、甚至网络系统的崩溃和瘫痪。为了更好地适应工业环境,工业以太网交换机在设计时考虑了工业现场的复杂情况,使其更好地发挥交换机的作用。以太交换机与普通交换机的区别主要在于其功能和性能不同。
工场环境比一般环境恶劣,至少在震动、湿度、温度等方面都比一般环境恶劣,一般工场的交换机设计上不能承受工业环境中的各种情况,一般工场的交换机不能长时间工作在这种恶劣环境下,往往容易发生故障,更使维修费用增加,一般工场不建议在工业环境中使用商业交换机,为了能使交换机在这种恶劣环境中使用,所以生产出能够适应这种环境的交换机,工业级交换机的可靠性有电源故障,端口中断,可由继电器输出报警,冗余双直流电源输入,主动电路保护,过压、欠压自动断路保护,(按型号稍有不同)
功能上的差异主要是:工业以太网交换机的功能与工业网络的通信更接近,例如,与各种现场总线的实时性,以及设备的实时性等;除煤矿、船舶等特殊恶劣的工业环境外,对电磁兼容(EMI)、温度、湿度以及防尘等都有特殊要求的工业环境也很多。在这些领域中,温度对工业网络设备的影响广泛。