探秘联接-技术小课堂之什么是工业交换机

2021-03-23 12:05:15 0


大家好,我是总体规划部范海明,这堂课我们一起来了解工业交换机,那什么是工业交换机呢,我们可以从外观、产品设计、应用认证、典型厂商,来认识工业交换机。

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从外观来看,和商规交换机差别很大,既有和商规交换机类似的机架式交换机,也有M12接口、PCB板形式的交换机,还有小型化的导轨交换机。

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产品设计上,为了满足工业应用中的复杂环境,工业交换机需要具备以下特点:

1、首先是电源,工业交换机一般提供双电源冗余供电,同时支持宽电压输入。

2、其次工业交换机是可以在宽温环境中正常运行,常见的宽温规格为-40℃~75℃;而商用交换机工作温度范围往往在0~50℃之间。

3、关于散热方式,工业交换机主要是靠机壳散热,因为常见的商用交换机是通过风扇散热的,而风扇易发生故障,引起设备高温宕机。

4、安装方式,最后为了适应复杂的安装环境,工业交换机支持DIN导轨、机架、挂墙等丰富的安装方式。

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5、 工业交换机的外壳一般采用耐腐蚀的铝合金材料。

6、电解电容目前是通用元器件中最脆弱的元器件。高质量的工业交换机都会采用钽电容和高分子电容;无法避免电解电容的高压部分一般都采用日系、美系、及欧系的电解电容。

我们再来看一下应用认证,在具体的工业环境中,需要满足相关认证才能使用,例如轨道交通,需要支持抗震的EN50155认证,环保行业要满足节能需求认证;在户外使用时,防水防尘等级需要达到IP65以上;在电力环境中,需要满足抗电磁干扰IEC-61850认证,煤矿中需要满足Class 1 Division 2防爆需求,是不是很严格呢。

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工业交换机做了这么多可靠性设计,就是为了适应严苛的行业应用。例如油田上,冬天温度低至-30℃,就需要交换机在低温环境中能够稳定运行。

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风电应用中,风机距离升压站较远,不便维护,需要交换机支持环网冗余,降低网络故障的发生。在风机内部,设备复杂,电磁干扰较大,需要交换机满足抗电磁干扰的需求,此外风机多安装在西北区域,冬天也面临低温的考验。

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在城市综合管廊中的环境监控和视频监控中,工业环网交换机也有大量的使用。

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轨道交通行业,对交换机要求更加苛刻。既要满足抗震要求,也要满足实时性,同时地铁环境同样存在复杂的电磁干扰,也要求交换机具备抗干扰能力。

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最后,介绍一下协议交换机,这类交换机在自动化系统中更为常见。简单理解,首先是工业交换机,加上专用的工业协议芯片,这样的设备就是工业协议交换机。

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那工业协议交换机有哪些特点呢?工业自动系统中,对通信的实时性要求较高,而普通的IP协议是尽力而为的机制,为了保证工业设备通信的可靠性,通过专有协议构建实时的专用通道,同时常规的芯片也支持非实时的以太网数据。

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当然,也方便自动化客户通过自动化协议管理交换机。

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目前,常见的协议交换机有3类,这些交换机分别支持modbus TCP,EtherNet IP ,Profinet协议。

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如图所示,支持Profinet的交换机和支持Profinet的PLC,可以一起组网,被组态软件统一管理。例如支持Profinet的交换机和PLC设备可以直接组成环网来使用。是不是很神奇。

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好,今天的内容就到这里,谢谢大家。

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