环形冗余确保数据网络可靠运行

作者:Jürgen Greger 文章来源:MM《现代制造》 点击数:302 发布时间:2019-06-12
为了在工厂中快速传输信息,需要高性能的数据网络,而为了让这些网络能够即时传递数据,则需要功能强大的交换点,即所谓的交换机。本文描述了面向未来的交换机必须满足哪些要求。
环形冗余确保数据网络可靠运行

随着数字化和工业4.0的不断发展,工厂必须通过数据网络传输大量信息,信息交换通常通过工业以太网实现,但这些针对工业应用的数据网络必须设计得比办公部门的更稳固,只有量身定制的交换机、电缆和连接器组合才能确保系统未来的安全运行。

在这里交换机发挥着重要作用,它们是网络的控制中心,它们接收数据包并有针对性地将它们转发给网络参与者,尤其是对于那些需要最高速度和运行可靠性的领域,具有诊断和配置工具以及重新配置时间最短的强大工业交换机必不可少,即使组件有损坏,它们也能确保通信。

托管和非托管型交换机将生产单元连接到安全运行的数据网络中,环形冗余可确保关键通信连接,防止生产中断
托管和非托管型交换机将生产单元连接到安全运行的数据网络中,环形冗余可确保关键通信连接,防止生产中断

重新配置时间是交换机在丢失数据路径后重新建立网络连接所需的时间,标准冗余方法(如STP(生成树协议)或RSTP(快速STP))最多需要5s才能进行重新配置,这对于工业应用而言通常太慢,因此最好的交换机需要的重新配置时间小于20 ms,此时网络中最多有250个活动组件。对于用户而言同样重要的还有合适的配置和诊断工具,例如基于Web的配置界面、统计通信错误的计数器、电子邮件警报和其它端口设置,这些属于托管交换机的完整设施,它们允许通过简单网络管理协议(SNMP)对不同网络参与者进行统一诊断,此外它们还掌握端口镜像,用户能够快速识别网络中断的原因,例如线路损坏或自动协商错误。

定制组合非常重要

有些供应商可以提供这种高性能的交换机,但人们在实践中经常会犯的错误是,采用针对办公环境设计的以太网电缆连接它们,这些电缆无法长期承受可能具有腐蚀性的工业环境条件,在工业生产中,线缆有时会暴露在化学品或清洗剂中,例如生产食品和饮料时,而在机器人技术领域,运动性强很重要,因此为了避免故障,选择交换机、电缆和连接器的最佳组合非常重要。

Lapp是电缆和连接技术领域集成解决方案和品牌产品的领先供应商之一,这家公司拓展了其在工业网络技术领域的产品,从现在开始可以提供重新配置时间极短、非常结实的名为Etherline Access的交换机。该交换机的另一个优点是:客户不再需要从各个零部件制造商那里组合采购合适的组件,他们可以直接获得量身定制的工业以太网系列产品。

数据网络的交换中心:非托管型(图左半部分)和托管型交换机,每个交换机有5个或8个RJ45端口
数据网络的交换中心:非托管型(图左半部分)和托管型交换机,每个交换机有5个或8个RJ45端口

托管型交换机Etherline Access M05T和M08T带有五个或八个RJ45端口,它们掌握所有相关协议,并具有SNMP或Web界面的广泛诊断功能。两个用于电源的冗余连接旨在提供最大的运行可靠性,环形冗余的重新配置时间小于20 ms,低于系统控制中的错误检测响应时间。Lapp的产品还包括非托管型交换机Etherline Access U05T和U08T,它们没有配置选项,可以通过即插即用方式使用,此外与托管型交换机一样,它们没有风扇,因此不需要维护。

工业级的以太网电缆

为了实现完美连接,Lapp提供名为Etherline的工业级以太网电缆,几乎针对每个领域和应用都有相应的产品,例如机器人使用的Etherline Torsion电缆采用了Cat.7标准,传输速率高达10 Gbit/s,适合移动应用,电缆可以扭转至少500万次,每米最多可扭转180°,而连接不会中断。