1. Raue Industrieumgebung

Ethernet wurde ursprünglich nicht für industrielle Netzwerkanwendungen entwickelt. Wird es in Industrieanlagen eingesetzt, wo es rauen Arbeitsbedingungen, starken Interline-Interferenzen usw. ausgesetzt ist, nimmt seine Zuverlässigkeit zwangsläufig ab. In einer Produktionsumgebung müssen industrielle Netzwerke eine gute Zuverlässigkeit, Wiederherstellbarkeit und Wartungsfähigkeit aufweisen. Damit soll sichergestellt werden, dass der Ausfall einer Komponente in einem Netzwerksystem nicht zum Absturz und zur Lahmlegung der Anwendung, des Betriebssystems oder sogar des Netzwerksystems führt.

Industrielle Ethernet-Switche sind so konzipiert, dass sie die komplexen Bedingungen des Industriestandorts berücksichtigen, sodass sie besser an die industrielle Umgebung angepasst werden können und die Rolle von Switches in Industriequalität spielen.

Die Umgebung des Industriegeländes ist schlechter als die normale Umgebung, zumindest in Bezug auf Vibration, Feuchtigkeit und Temperatur. Normale Switches sind nicht dafür ausgelegt, den verschiedenen Situationen standzuhalten, die in der Industrieumgebung auftreten. Normale Switches können in dieser rauen Umgebung nicht lange funktionieren und sind häufig fehleranfällig, was die Wartungskosten erhöht. Es wird im Allgemeinen nicht empfohlen, kommerzielle Switches in einer Industrieumgebung zu verwenden. Um den Switch in dieser rauen Umgebung verwenden zu können, wird ein Switch hergestellt, der sich an diese Umgebung anpassen kann. Die Zuverlässigkeit des Industrie-Switches umfasst Stromausfall, Portunterbrechung, Relaisausgangsalarm, redundanten dualen Gleichstromeingang, aktiven Stromkreisschutz, automatischen Leistungsschalterschutz für Über- und Unterspannung (die Zuverlässigkeit variiert je nach Modell leicht).

Der funktionale Unterschied bezieht sich hauptsächlich auf: Industrietaugliche Switches sind in ihrer Funktion näher an der industriellen Netzwerkkommunikation, wie z. B. der Verbindung mit verschiedenen Feldbussen, Geräteredundanz und Geräteechtzeit usw. Der Leistungsunterschied spiegelt sich hauptsächlich in der Anpassung an die externen Umgebungsparameter wider. Neben vielen rauen Umgebungen wie Kohlebergwerken und Schiffen stellt die industrielle Umgebung auch besondere Anforderungen in Bezug auf EMI (elektromagnetische Verträglichkeit), Temperatur, Feuchtigkeit und Staubbeständigkeit. Unter ihnen ist der Einfluss der Temperatur auf industrielle Netzwerkgeräte am umfangreichsten.

2. Die Ethernet-Netzwerklast ist hoch

Da das MAC-Schichtprotokoll von Ethernet CSMA/CD ist, werden Konflikte im Netzwerk bei diesem Protokoll deutlicher, insbesondere wenn die Netzwerklast zu groß ist. Bei einem industriellen Netzwerk müssen die Daten bei einer großen Anzahl von Konflikten viele Male erneut übertragen werden, was die Unsicherheit der Kommunikation zwischen den Netzwerken erheblich erhöht. In einem industriellen Steuerungsnetzwerk führt diese Unsicherheit von einem Ort zum anderen unweigerlich zu einer Verringerung der Systemsteuerungsleistung.

3. Strikte Echtzeit-Performance industrieller Daten

In industriellen Steuerungssystemen kann Echtzeit als die Messbarkeit der Reaktionszeit des Systems auf ein Ereignis definiert werden. Nach dem Eintreten eines Ereignisses muss das System innerhalb eines genau vorhersehbaren Zeitrahmens reagieren. Die Industrie stellt jedoch sehr strenge Anforderungen an die Echtzeit-Datenübertragung, und die Datenaktualisierung erfolgt häufig innerhalb von zehn Millisekunden. Und aufgrund des in Ethernet vorhandenen CSMA/CD-Mechanismus müssen die Daten bei einem Konflikt erneut übertragen werden, was bis zu 16 Versuche dauern kann. Offensichtlich geht dieser Konfliktlösungsmechanismus auf Kosten der Zeit. Und sobald eine Unterbrechung auftritt, selbst wenn sie nur wenige Sekunden dauert, kann dies zu einem vollständigen Produktionsstillstand oder sogar zu Geräte- und Personenunfällen führen.

Nun, der obige Inhalt wird von JHA TECH geteilt, um zu erklären, warum industrielle Ringnetzwerk-Switches in Industrieanlagen verwendet werden müssen. Eine detaillierte Einführung in dieses Problem, ich hoffe, es wird für alle hilfreich sein!