在當(dāng)今世界，以太網(wǎng)速度驚人而且相對可靠，不管是有線和還是Wi-Fi形式，都已為各個(gè)年齡段和不同技術(shù)能力的人所熟悉，人們很容易就認(rèn)為：工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)可以連接到任何可用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。畢竟，人們經(jīng)常將他們的便攜式設(shè)備、娛樂電子產(chǎn)品甚至家庭自動(dòng)化組件連接到本地網(wǎng)絡(luò)，然后再連接到云，而且大多數(shù)的效果都很好。

應(yīng)用“大部分”這詞的主要原因，都是工業(yè)生產(chǎn)解決方法務(wù)必特定工業(yè)品的主要原因。盡管對一般顧客而言，一切網(wǎng)絡(luò)設(shè)定常見故障一般比難題更令人厭惡，但工業(yè)系統(tǒng)就不同了，它在持續(xù)根據(jù)以太網(wǎng)接口等待時(shí)間隱秘?cái)?shù)據(jù)，在一些前提下甚至鍵入/導(dǎo)出(I/O)數(shù)據(jù)信號(hào)。在一定程度上，這種數(shù)據(jù)信號(hào)一般是可選擇作用，僅僅給予監(jiān)控信息內(nèi)容，但響應(yīng)式網(wǎng)站I/O和互鎖數(shù)據(jù)信號(hào)是防止設(shè)備毀壞、商品消耗和內(nèi)容丟失所必需的，同時(shí)還可以維護(hù)工作安全。

工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)由強(qiáng)勁和多余的電源供電，并和高品質(zhì)物質(zhì)和零配件相接，各類價(jià)格都是有，隨時(shí)都可以選購。但使用者務(wù)必積極作出基本上挑選，就是選擇非管理型交換機(jī)——對于有些運(yùn)用而言這就足夠了，還是選管理型交換機(jī)——能夠提供明顯的運(yùn)營優(yōu)勢，但購置和配備成本費(fèi)更高一些。文中緊緊圍繞讓設(shè)計(jì)者決定是否可以用非管理型以太網(wǎng)接口交換機(jī)，及其什么時(shí)候必須管理型交換機(jī)。

工業(yè)型交換機(jī)

雖然也有大數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)接口交換機(jī)可以用，致力于達(dá)到嚴(yán)格技術(shù)性能，但組裝現(xiàn)場環(huán)境下的一切交換機(jī)都要承擔(dān)更高極端環(huán)境、震動(dòng)和電氣設(shè)備噪音抗擾度。初期實(shí)驗(yàn)屬性的工業(yè)型以太網(wǎng)接口交換機(jī)，是小批量生產(chǎn)的專業(yè)產(chǎn)品，而且比類似商業(yè)商品貴的多。

伴隨著以太網(wǎng)接口在工控自動(dòng)化全部等級中的共同運(yùn)用，從當(dāng)場數(shù)據(jù)信號(hào)到控制板和監(jiān)管層都完成了工業(yè)化生產(chǎn)，工業(yè)生產(chǎn)交換機(jī)的價(jià)格也是更具有競爭能力。改善電子設(shè)備減少了功能損耗和發(fā)燙，這樣就能無須配備非常容易出現(xiàn)異常的風(fēng)機(jī)。設(shè)計(jì)者在挑選網(wǎng)絡(luò)硬件配置時(shí)，具備更多的可玩性，這樣他就能根據(jù)需求，輕輕松松創(chuàng)建從施工現(xiàn)場到控制盤臺(tái)再從服務(wù)器機(jī)房連接。那樣，除開能節(jié)省幾美金以外，基本上沒有理由不能使用工業(yè)型交換機(jī)。

但什么情況下挑選最基本的1394連接非管理型交換機(jī)，或是何時(shí)轉(zhuǎn)為管理型交換機(jī)，并不是又是那么不言而喻。承擔(dān)挑選自動(dòng)化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)元件的運(yùn)營技術(shù)(OT)工作人員，并不是一直十分熟悉信息科技(IT)定義及與管理型交換機(jī)的相對應(yīng)優(yōu)點(diǎn)。

什么時(shí)候挑選管理型交換機(jī)？

對于一個(gè)最典型的初始設(shè)備生產(chǎn)商（OEM）的工業(yè)設(shè)備：由帶I/O的可編程邏輯控制板（PLC）、工業(yè)觸摸屏（HMI）和其它各種各樣智能化設(shè)備完成自動(dòng)化技術(shù)，中小型非管理型工業(yè)生產(chǎn)交換機(jī)一般是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，它的價(jià)格能夠小于100美金。這種設(shè)備便于應(yīng)用，給予充足的網(wǎng)絡(luò)速率，適合于銅或光纖線物質(zhì)。針對簡單、費(fèi)用預(yù)算比較少的新項(xiàng)目，他們有可能是最好的選擇。

可是，一旦互聯(lián)的設(shè)備總數(shù)提升，或是之前單獨(dú)的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備與工廠內(nèi)與局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)里的數(shù)十或數(shù)百個(gè)其他系統(tǒng)軟件智能設(shè)備相互連接，有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)難題。家中或公司辦公室環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)，總流量負(fù)載和其他網(wǎng)絡(luò)難題，可能也就會(huì)導(dǎo)致郵件發(fā)送延遲時(shí)間或視頻播放速度減少，直至難題及時(shí)解決。但是，在工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上，總流量負(fù)載也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)作異常。

有以下5種比較常見的狀況，假如達(dá)到一項(xiàng)或多選，那就需要管理型交換機(jī)：

● 提高平臺(tái)流量過慮；

● 網(wǎng)絡(luò)冗余；

● 全方位的安全防范措施；

● 更深層次的故障處理和確診信息內(nèi)容；

● 為顧客和自動(dòng)化平臺(tái)提供良好的總體網(wǎng)絡(luò)“觀念”。

更加好的通信

為了能最大程度地降低網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間、提升網(wǎng)絡(luò)的可預(yù)測性水準(zhǔn)，必須把通訊數(shù)據(jù)包從源設(shè)備傳送到總體目標(biāo)設(shè)備。當(dāng)數(shù)據(jù)包傳送到?jīng)]有用的的地方時(shí)，總體目標(biāo)設(shè)備那就需要耗費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源去處理數(shù)據(jù)包，進(jìn)而延遲時(shí)間對重要通訊的處理方法。

當(dāng)代非管理型交換機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的數(shù)據(jù)包過慮，或多或少能夠緩解這種情況。但非管理型交換機(jī)，沒法合理鑒別并過慮許多類別的數(shù)據(jù)包，因而這種設(shè)備最終都會(huì)將沒有用的數(shù)據(jù)包分享到全部相互連接的設(shè)備上。

在營銷和工業(yè)環(huán)境里，管理型交換機(jī)具備多種機(jī)器能完成總流量過慮：

● 多播過慮：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中多播數(shù)據(jù)包比較常見，由并不是管理型交換機(jī)不用選擇地分享。管理型交換機(jī)實(shí)行互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)，根據(jù)監(jiān)聽掌握什么時(shí)候必須這種數(shù)據(jù)包且有選擇地分享。

● 對等網(wǎng)(VLAN)：管理型交換機(jī)給予VLAN，因而用戶可在同一個(gè)物理學(xué)設(shè)備上進(jìn)行邏輯性隔開網(wǎng)絡(luò)總流量。這可以有效的對設(shè)備開展分類，因而每一個(gè)組也不會(huì)接到來源于其他組平臺(tái)流量。

● 總流量優(yōu)先：應(yīng)用服務(wù)水平(QoS)作用，使設(shè)備可以知道所推送數(shù)據(jù)包的優(yōu)先，那樣管理型交換機(jī)就能按照其優(yōu)先來先后解決每一個(gè)數(shù)據(jù)包。

以上作用假定網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是必須充分考慮各個(gè)領(lǐng)域以擺脫一切硬件配置或物質(zhì)（走線）常見故障。

冗余建議

一個(gè)最基本的非托管以太網(wǎng)接口網(wǎng)絡(luò)，只可在網(wǎng)絡(luò)里的一切2個(gè)設(shè)備的接口中間，建立一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)聯(lián)接或途徑。在這里網(wǎng)絡(luò)上，假如設(shè)備間的好幾條途徑產(chǎn)生環(huán)路，則數(shù)據(jù)包會(huì)到環(huán)路中無休止地循環(huán)系統(tǒng)，從而造成網(wǎng)絡(luò)颶風(fēng)，終究會(huì)使網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)流量承受不住。但是，單一途徑的代價(jià)是所有硬件配置、開關(guān)電源或電纜故障測試都會(huì)導(dǎo)致通訊終斷。

相較于非管理型交換機(jī)，多余作用是管理型交換機(jī)的一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)。二種普遍的辦法是：

● 迅速生成樹協(xié)議(RSTP)：這類根據(jù)IT的協(xié)議書，容許設(shè)計(jì)者在網(wǎng)絡(luò)上建立好幾條途徑，進(jìn)而建立環(huán)路，由于管理型交換機(jī)可以用RSTP來決定與控制應(yīng)選用哪一條途徑，及在檢測出故障應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)換到哪一條預(yù)留途徑。這樣做能夠避免網(wǎng)絡(luò)颶風(fēng)，但RSTP可能會(huì)因回應(yīng)很慢而難以高效的立足于自動(dòng)化應(yīng)用。

● 環(huán)路協(xié)議書：環(huán)路協(xié)議書適合于聯(lián)接環(huán)狀安排的交換機(jī)，從網(wǎng)絡(luò)常見故障中恢復(fù)得速度是RSTP快得多，臨近能夠在許多關(guān)鍵性的自動(dòng)化應(yīng)用中應(yīng)用。環(huán)路協(xié)議書無法實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，可以用一些品牌與型號(hào)交換機(jī)完成。

盡管升級成管理型交換機(jī)及其組裝附加電纜線路必須提高成本費(fèi)，但有著幾臺(tái)交換機(jī)的工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目，大力實(shí)施環(huán)路協(xié)議書能夠獲得更多的網(wǎng)絡(luò)彈力。

非凡安全性

在所有的網(wǎng)絡(luò)中都要避免出現(xiàn)意外或故意主題活動(dòng)，這對運(yùn)作物理學(xué)設(shè)備并包含了使用價(jià)值數(shù)據(jù)庫的自動(dòng)化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)來講尤為重要。非管理型交換機(jī)分享數(shù)據(jù)包，但管理型交換機(jī)能通過下列方法給予額外維護(hù)：

● 端口號(hào)操縱：用戶可禁止使用沒有使用的端口號(hào)以限定未授權(quán)的瀏覽。

● 管理與電腦瀏覽器安全系數(shù)：這種設(shè)定包含登陸密碼與使用SSL的國家標(biāo)準(zhǔn)HTTPS，可保證未授權(quán)工作的人員或應(yīng)用軟件沒法終斷交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)定。