——西門子（中國）****自動化與驅動集團
隨著自動化技術的不斷發展，工業乙太網在自動化系統中扮演著越來越重要的角色。arc的統計報告中指出，工業乙太網裝置在2023年將超過600萬台。工業乙太網交換機作為構建系統網路的硬體裝置，決定了工廠自動化網路對連線裝置所提供的服務效能水平。
隨著自動化技術的不斷發展，工業乙太網在自動化系統中扮演著越來越重要的角色。arc的統計報告中指出，工業乙太網裝置在2023年將超過600萬台。工業乙太網交換機作為構建系統網路的硬體裝置，決定了工廠自動化網路對連線裝置所提供的服務效能水平。
在目前市場上，工業乙太網交換機的品牌繁多，型別複雜。如何選擇最適合使用者現場需求環境的工業乙太網產品成為構建高效、可靠的自動化網路的關鍵。在這裡，我們基於可靠性、實時性、安全性、相容性幾點給出一些建議。
一、可靠性
在工業現場環境中，可靠性毫無疑問是最重要的一點。工業自動化網路可以通過提高網路裝置的硬體條件以及網路結構兩點來提供更加可靠的通訊鏈結。從硬體角度來講，我們需要考慮的因素有：
裝置硬體對工作環境的耐受力：諸如工作溫度範圍、emc電磁相容性、安裝以及供電方式等。
工業乙太網裝置區別於商用乙太網裝置，一般都採用更加適合現場機櫃安裝的緊湊設計與導軌安裝方式。為了避免因旋轉件故障造成的裝置損壞，還應當選擇無風扇設計的硬體裝置。在產品的引數描述中，應當具有關於工作溫度範圍、電磁相容性的詳細描述。
並附有相關准入標準的證明。
相關行業組織所能提供的認證及標準。
在不同行業的現場應用環境中，應當注意選擇的裝置應具有相應行業組織給出的認證。例如在船舶行業的應用中，就應當選擇具有各國船級社或海事協會給出認證的產品；在煤礦行業應用中，選用的交換機就應當擁有危險場合應用的認證，並需通過我國礦用產品安全標準。即使一般工業環境下應用的產品，也應當符合ul508工業裝置安全認證標準，而不是與商用網路一致的ul60950資訊裝置安全認證標準。
選擇可靠穩定的硬體後，我們同時應注意從以下兩點考慮進行篩選：
交換機所能提供的各種冗餘方式：包含環網、其他工業冗餘協議以及與商用網路相容的rstp協議等。
在現場層，工業乙太網交換機更多用於埠擴充套件的連線，使用者並不需要使用冗餘功能，一般選用硬體可靠的非網管型交換機即可。
在控制層，為了提供更加可靠的網路，我們通常需要選擇能夠提供諸如hsr冗餘環網的裝置。在網路和網路間交換機需要支援standby方式進行冗餘連線。或者在與erp網路連線時，工業乙太網交換機也需要相容rstp等冗餘協議。
使用網管型或增強網管型交換機可以有效的提供此類冗餘協議，並提供直觀快速的管理手段。
快速的故障診斷與恢復：包含不同網路管理方式，以及快速配置恢復手段等。
一般意義的網管型交換機都支援snmp簡單網路管理協議，但在工業現場的應用中，為了更加快速有效的進行診斷。工業乙太網交換機還應當具有與應用環境相適應的工業協議診斷手段。比如用於構建profinet的工業乙太網交換機，在支援一般意義網路管理的手段基礎之上，還可以作為profinetio被step7軟體進行組態和診斷。
使使用者可以更加快速地在管理plc等裝置的平台上，對交換機的埠狀態、冗餘狀態等情況進行觀察。
為了盡量縮短故障停機時間，不但應當擁有對交換機各種連線狀態、裝置效能完整的監視手段。使用者還應當可以使用各種恢復手段，對交換機的配置進行儲存或過載。這一功能可以通過如c-plug儲存卡或網路管理中的遠端配置儲存來實現。
二、實時性
早先在自動化領域中，乙太網得不到認可便是因為其實時特性較差。隨著交換式乙太網的出現，全雙工通訊使乙太網的實時效能大大提高。在提供了可靠連線的基礎上，工業乙太網裝置良好的實時性同樣重要。
在不同的應用環境中，系統可以忍受的響應時間與抖動大不相同。自動化網路中的資料幀在從一台裝置**至另一台裝置的每次過程中都會產生一定延時。因此，選擇工業乙太網交換機首先需要考慮的是交換機對於資料幀**過程中的埠時延。
在標準的工廠自動化控制系統中，系統可以容忍的響應時間不超過10毫秒，為了控制資料幀從系統頂端到底部的累積時延，選擇交換機時，應當注意交換機埠時延這一數值的不應當超過10微秒。
如果是應用於運動控制領域，系統對實時特性的要求大大提高，響應時延要求小於1毫秒，抖動誤差不得超過1微秒。這時可選擇的交換機範圍縮小，最好選用具有profinetirt功能的等時同步實時交換機。在無法使用irt功能的情況下，至少應當選用具有ieee1588精確同步功能的裝置，通過同步時鐘來實現軟實時。
三、相容性及安全性
工業乙太網與現場匯流排相比，其最大好處就在於開放透明。工業乙太網交換機相容常規的乙太網通訊，並可以適應各種特殊的工業乙太網標準。
首先。工業乙太網交換機以及其他工業乙太網的元件都應當是可以使用標準的tcp/ip協議進行通訊的。無論任何情況下，工業乙太網裝置與商用乙太網裝置間不應存在任何不相容問題。
其次，對應不同的工業現場匯流排解決方案，工業乙太網裝置應當具有相應的能力與其相容。例如在使用profinet標準的工業乙太網中，交換機應當可以作為profinetio被診斷，並支援nrt、rt、irt等不同種實時通訊要求，**各類的資料報。為了支援這一功能，交換機內部需要使用專門的profinet晶元，選型時需要加以區別。
再比如ethernet/ip協議中，要求隱式報文傳送的工程中使用igmpsnooping功能，在這一標準中使用的工業乙太網交換機則必須具有此功能。
現階段各廠家工業交換機元件環網的協議並不相同，為了進行擴充套件與相容性考慮，使用者還應當選用具有mrp介質冗餘環協議的裝置，為未來的網路擴建工作打好基礎。這一協議對環網協議進行了標準化，允許不同品牌的裝置連線在一起組成環網。
由於乙太網的開放性，在組建自動化網路的過程中，我們不得不考慮到網路安全這一因素。在選用裝置的時候，使用者應當選擇具有vlan功能的交換機，便於網路的功能劃分。通過vlan劃分，我們可以基於功能對網路內的裝置進行分組隔離，避免人為的惡意破壞或者誤操作。
同時使用者可以使用交換機中的802.1x功能對需要接入網路的裝置進行授權許可，以此來區別合法使用者與非法使用者。
或者，在網路的關鍵部位，使用者可以選擇使用專業的工業乙太網安全模組來實現各種安全策略。這一模組包含了認證以及資訊過濾等各種功能，甚至還通過安全模組和softnet客戶機配合可以實現vpn等各種複雜的安全功能。
四、其他
根據實際應用的需求，選擇工業乙太網交換機時還需要注意其他一些常用的功能。例如區別不同業務資料優先順序的qos優先順序佇列，或者為了便於網路故障診斷的埠映象功能等。但需要一定注意的是，並不是具有越多功能的交換機就一定適用於每種應用環境。
例如像路由功能等，往往會破壞資料傳輸的優先順序標籤和實時性。在控制層甚至現場層使用大量的三層交換機會大大提高成本，同時也破壞了工業乙太網的應用特性。使用者應當按照需求選擇適當的功能購買合適的裝置，避免不必要的浪費。
我們使用西門子工業乙太網交換機舉例說明。在現場層面中，工業交換機只需要提供埠連線，完全沒有必要使用複雜功能的網路裝置。在西門子工業乙太網交換機中，選擇scalancex005/x100即可。
在控制層，一般需要選用支援環網功能的網管型交換機組建冗餘環網，提供有效的診斷方式。這時，需要應用到scalancex200交換機。對於各個控制單元的連線，可以使用增強網管型交換機提供冗餘連線並進行vlan劃分，這一功能應當通過scalancx300交換機來實現。
當需要與資訊層網路連線時，才應當使用scalancex400三層交換機這樣功能複雜的裝置。
同時在選擇交換機的過程中，使用者也應當根據傳輸距離、傳輸頻寬等一些基本要求，選擇適當的雙絞線或光纖介面。在連線**終端、無線基站等一些裝置時，為了佈線方便可以選用具有poe乙太網供電功能的交換機。這些要求比較直觀，只需要在選型時注意一下相應指標即可，在此就不詳細討論了。
另外，如果遇到移動裝置或一些不便於鋪設電纜的特殊場合，使用者還應當考慮使用無線工業乙太網裝置。區別於有線網路，這其中需要考慮到其他的一些複雜因素，需要單獨討論。
工業級乙太網交換機 管理型
zxt101xx系列工業乙太網交換機為滿足靈活多變的工業應用需求而設計，為客戶提供高階工業乙太網通訊解決方案。產品具有較高的可用性 可靠性和安全性來確保資料安全傳輸。zxt101xx通過web管理提供強大的管理功能。zxt101xx交換機提供冗餘電源支援，支援較寬範圍的直流電源輸入，在工業環境中使用...
登入乙太網交換機命令
目錄第1章登入乙太網交換機命令.1 1 1.1 登入乙太網交換機命令.1 1 1.1.1 authentication mode.1 1 1.1.2 auto execute command.1 2 1.1.3 command privilege level1 3 1.1.4 databits.1 ...
今年國內工業乙太網交換機行業展望
國內工業乙太網的制約因素很大程度上還是因為沒有乙個統一的通用標準，產品參差不齊，差異大，使用者選擇困難。同時，工業乙太網技術與現場匯流排首席技術官期並存。現場匯流排技術還將長期存在，這限制了工業乙太網交換機向更廣闊的應用領域發展。中國未來工業乙太網交換機將伴隨著工業自動化程序的不斷推進和工業乙太網技...