工業(yè)以太網(wǎng)入門教程[第1講]——工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備基本知識提供_美國科動

1、百度文庫專用百度文庫專用工業(yè)以太網(wǎng)入門教程第1講工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備基本知識提供:美國科動控制系統(tǒng)公司作者:科動瀏覽次數(shù)：1834今天的控制系統(tǒng)和工廠自動化系統(tǒng)，以太網(wǎng)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)和PLC一樣普及。但現(xiàn)場工程師們對以太網(wǎng)的了解，大多來自他們對傳統(tǒng)商業(yè)以太網(wǎng)的認(rèn)識。很多控制系統(tǒng)工程的實施甚至是直接讓IT部門的技術(shù)人員來實施。但是，IT工程師們對于以太網(wǎng)的了解，往往局限于辦公自動化商業(yè)以太網(wǎng)的實施經(jīng)驗，可能導(dǎo)致工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)控制系統(tǒng)中實施的簡單化和商業(yè)化，不能真正理解工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場的意義，也無法真正利用工業(yè)以太網(wǎng)內(nèi)在的特殊功能，常常造成工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場實施的不徹底，給整個控制系統(tǒng)留下不穩(wěn)定因

2、素。那么選擇正確的工業(yè)以太網(wǎng)要考慮哪些因素？簡單的來說，要從以太網(wǎng)通訊協(xié)議、電源、通信速率、工業(yè)環(huán)境認(rèn)證考慮、安裝方式、外殼對散熱的影響、簡單通信功能和通信管理功能、電口或光口的考慮。這些都是最基本需要了解的產(chǎn)品選擇因素。如果對工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理有更高要求，則需要考慮所選擇產(chǎn)品的高級功能如：信號強弱、端口設(shè)置、出錯報警、串口使用、主干(TrunkingTM)冗余、環(huán)網(wǎng)冗余、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、虛擬局域網(wǎng)(VLAN)、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、端口鏡像等等其他工業(yè)以太網(wǎng)管理交換機中可以提供的功能。不同的控制系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的管理功能要求不同，自然對管理型交換機的使用也有不同要求。控制工程師們應(yīng)該

3、根據(jù)其系統(tǒng)的設(shè)計要求，挑選適合自己系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品。由于工業(yè)環(huán)境對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)可靠性能的超高要求，工業(yè)以太網(wǎng)的冗余功能應(yīng)運而生。從快速生成樹冗余(RSTP)、環(huán)網(wǎng)冗余(RapidRingTM)到主干冗余(TrunkingTM)，都有各自不同的優(yōu)勢和特點，控制工程師們可以根據(jù)自己的要求進(jìn)行選擇。為了更好地幫助大家了解和學(xué)習(xí)工業(yè)以太網(wǎng)冗余技術(shù)的特點，讓我們首先回顧以下以太網(wǎng)設(shè)備的發(fā)展過程。集線器 (Hub)相信絕大多數(shù)人都熟悉集線器。很多人使用這種簡易設(shè)備去連接各種基于以太網(wǎng)的設(shè)備，如個人計算機，可編程控制器等。集線器接收到來自某一端口的消息，再將消息廣播到其它所有的端口。對來自任一端口的每一

4、條消息，集線器都會把它傳遞到其它的各個端口。在消息傳遞方面，集線器是低速低效的，可能會出現(xiàn)消息沖突。然而，集線器的使用非常簡單實際上可以即插即用。集線器沒有任何華而不實的功能，也沒有冗余功能。非管理型交換機 (Unmanaged Switch)集線器的發(fā)展產(chǎn)生了一種叫非管理型交換機的設(shè)備。它能實現(xiàn)消息從一個端口到另一個端口的路由功能，相對集線器更加智能化。非管理型交換機能自動探測每臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)速度。另外，它具有一種稱為“MAC地址表”的功能，能識別和記憶網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。換言之，如果端口2收到一條帶有特定識別碼的消息，此后交換機就會將所有具有那種特定識別碼的消息發(fā)送到端口2。這種智能避免了消息

5、沖突，提高了傳輸性能，相對集線器是一次巨大的改進(jìn)。然而，非管理型交換機不能實現(xiàn)任何形式的通信檢測和冗余配置功能。管理型交換機 (Managed Switch)以太網(wǎng)連接設(shè)備發(fā)展的下一代產(chǎn)品是管理型交換機。相對集線器和非管理型交換機，管理型交換機擁有更多更復(fù)雜的功能，價格也高出許多通常是一臺非管理型交換機的34倍。管理型交換機提供了更多的功能，通?？梢酝ㄟ^基于網(wǎng)絡(luò)的接口實現(xiàn)完全配置。它可以自動與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交互，用戶也可以手動配置每個端口的網(wǎng)速和流量控制。一些老設(shè)備可能無法使用自動交互功能，因此手動配置功能是必不可缺的。絕大多數(shù)管理型交換機通常也提供一些高級功能，如用于遠(yuǎn)程監(jiān)視和配置的SNMP(簡單

6、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)，用于診斷的端口映射，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成組的VLAN(虛擬局域網(wǎng))，用于確保優(yōu)先級消息通過的優(yōu)先級排列功能等。利用管理型交換機，可以組建冗余網(wǎng)絡(luò)。使用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，管理型交換機可以組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。每臺管理型交換機能自動判斷最優(yōu)傳輸路徑和備用路徑，當(dāng)優(yōu)先路徑中斷時自動阻斷(block)備用路徑。管理型冗余交換機高級的管理型冗余交換機提供了一些特殊的功能，特別是針對有穩(wěn)定性、安全性方面嚴(yán)格要求的冗余系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計上的優(yōu)化。構(gòu)建冗余網(wǎng)絡(luò)的主要方式主要有以下幾種，STP、RSTP；環(huán)網(wǎng)冗余RapidRingTM以及Trunking。1、STP及RSTPSTP(Spanning Tree Pro

7、tocol，生成樹算法，IEEE 802.1D)，是一個鏈路層協(xié)議，提供路徑冗余和阻止網(wǎng)絡(luò)循環(huán)發(fā)生。它強令備用數(shù)據(jù)路徑為阻塞(blocked)狀態(tài)。如果一條路徑有故障，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能借助激活備用路徑重新配置及鏈路重構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間為30-60s之間。RSTP(快速生成樹算法，IEEE 802.1w)作為STP的升級，將網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間，縮短到1-2s。生成樹算法網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活，但也存在恢復(fù)速度慢的缺點。2、環(huán)網(wǎng)冗余RapidRingTM為了能滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實時性強的特點，RapidRingTM孕育而生。這是在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用環(huán)網(wǎng)提供高速冗余的一種技術(shù)。這個技術(shù)可以使網(wǎng)絡(luò)在中斷后300ms之內(nèi)

8、自行恢復(fù)。并可以通過交換機的出錯繼電連接、狀態(tài)顯示燈和SNMP設(shè)置等方法來提醒用戶出現(xiàn)的斷網(wǎng)現(xiàn)象。這些都可以幫助診斷環(huán)網(wǎng)什么地方出現(xiàn)斷開。RapidRingTM也支持兩個連接在一起的環(huán)網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)拓樸更為靈活多樣。兩個環(huán)通過雙通道連接，這些連接可以是冗余的，避免單個線纜出錯帶來的問題。 圖解：用管理型交換機實現(xiàn)RapidRingTM環(huán)網(wǎng)連接，網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間小于300ms3、主干冗余Trunking將不同交換機的多個端口設(shè)置為Trunking主干端口，并建立連接，則這些交換機之間可以形成一個高速的骨干鏈接。不但成倍的提高了骨干鏈接的網(wǎng)絡(luò)帶寬，增強了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，而且還還提供了另外一個功能，即冗余功

9、能。如果網(wǎng)絡(luò)中的骨干鏈接產(chǎn)生斷線等問題，那么網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)會通過剩下的鏈接進(jìn)行傳遞，保證網(wǎng)絡(luò)的通訊正常。Trunking主干網(wǎng)絡(luò)采用總線型和星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，理論通訊距離可以無限延長。該技術(shù)由于采用了硬件偵測及數(shù)據(jù)平衡的方法，所以使網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間達(dá)到了新的高度，一般恢復(fù)時間在10ms以下。 圖解：用管理型交換機實現(xiàn)Trunking主干連接，網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時間小于10ms 【加入我的收藏】 工業(yè)以太網(wǎng)入門教程 相關(guān)教程：·第2講 虛擬局域網(wǎng)介紹 ·第3講 光纖及光纖傳輸系統(tǒng)介紹·第4講 如何選擇工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品·第5講 選擇正確的產(chǎn)品需要考慮的問題·第6

10、講 什么是CTRLink?為什么選擇CTRLink來代替辦公級別設(shè)備?·第7講 CTRLink產(chǎn)品的高級功能在線聯(lián)系作者單位： 工業(yè)以太網(wǎng)入門教程第3講光纖及光纖傳輸系統(tǒng)介紹提供:美國科動控制系統(tǒng)公司作者:科動瀏覽次數(shù)：1111一、光及其特性： 1. 光是一種電磁波?？梢姽獠糠植ㄩL范圍是：390-760nm(毫微米).大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應(yīng)用的是：850nm，1300nm，1550nm三種。2.光的折射，反射和全反射。因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時，在兩種物質(zhì)的交界面處會產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度

11、會隨入射光的角度變化而變化。當(dāng)入射光的角度達(dá)到或超過某一角度時， 折射光會消失， 入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對相同波長光的折射角度是不同的(即不同的物質(zhì)有不同的光折射率)，相同的物質(zhì)對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。二.光纖結(jié)構(gòu)及種類：1.光纖結(jié)構(gòu)：光纖裸纖一般分為三層： 中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5m)，中 間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125m)，最外是加強用的樹脂涂層。2.數(shù)值孔徑：入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。光纖的數(shù)值孔徑大些對于光

12、纖的對接是有利的。不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同(AT&TCORNING)。3.光纖的種類：A. 按光在光纖中的傳輸模式可分為： 單摸光纖和多模光纖。多模光纖：中心玻璃芯教粗(50或62.5m)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴(yán)重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。單模光纖：中心玻璃芯教細(xì)(芯徑一般為9或10m)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模 光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求， 即譜

13、寬要窄，穩(wěn)定性要好。B.按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。常規(guī)型：光纖生產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1300 m。色散位移型：光纖生產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上，如：1300m和1550m。C.按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖。突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。漸變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變

14、型光纖。4.常用光纖規(guī)格：單模： 8/125m， 9/125m ， 10/125m多模： 50/125m 歐洲標(biāo)準(zhǔn)62.5/125m 美國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)，醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò)： 100/140m， 200/230m塑料： 98/1000m 用于汽車控制。三.光纖制造與衰減：1.光纖制造：現(xiàn)在光纖制造方法主要有：管內(nèi)CVD(化學(xué)汽相沉積)法，棒內(nèi)CVD法，PCVD(等離子體化學(xué)汽相沉積)法和VAD(軸向汽相沉積)法.2.光纖的衰減：造成光纖衰減的主要因素有： 本征，彎曲，擠壓，雜質(zhì)，不均勻和對接等。本征： 是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。彎曲： 光纖彎曲時部分光纖內(nèi)的光會因散射而損失掉，造成的

15、損耗。擠壓： 光纖受到擠壓時產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。雜質(zhì)： 光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。不均勻： 光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。對接： 光纖對接時產(chǎn)生的損耗，如：不同軸(單模光纖同軸度要求小于0.8m)，端面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。四.光纖的優(yōu)點：1. 光纖的通頻帶很寬.理論可達(dá)30億兆赫茲。2. 無中繼段長.幾十到100多公里，銅線只有幾百米。3 不受電磁場和電磁輻射的影響。4. 重量輕，體積小。例如：通2萬1千話路的900對雙絞線，其直徑為3英寸，重量8 噸/KM。而通訊量為其十倍的光纜直徑為0.5英寸，重量450P/KM。5.

16、光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易暴場所。6. 使用環(huán)境溫度范圍寬。7. 化學(xué)腐蝕，使用壽命長。工業(yè)以太網(wǎng)入門教程第4講如何選擇工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品提供:美國科動控制系統(tǒng)公司作者:科動瀏覽次數(shù)：1066CTRLink產(chǎn)品家族由集線器、交換機、接口轉(zhuǎn)接器、路由器及網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品。集線器標(biāo)識中繼集線器而交換機表示交換集線器。接口轉(zhuǎn)接器提供雙絞線至光纖電纜的轉(zhuǎn)接。 現(xiàn)代工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的接線采用雙絞線或光纖的星型或環(huán)形拓?fù)?。如果網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備超過兩個，需要集線器，它有兩種基本的形式集線器和交換機。中繼型集線器是最簡單的集線器，它工作在物理層提供了網(wǎng)絡(luò)擴展的最簡單方式并兼容碰撞檢測的規(guī)則在半雙工共享型以太網(wǎng)

17、中加強了內(nèi)涵。在不超過碰撞域的地理距離或電纜距離的限制下，最多可級聯(lián)四個集線器。中繼型集線器工作在10Mbps?？赏ㄟ^EI系列和EIM迷你型系列實現(xiàn)。 交換集線器實際上定義為網(wǎng)橋，即數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。網(wǎng)橋允許兩個或多個以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的鏈路，碰撞域在每個網(wǎng)絡(luò)中有了分割。使用交換機的優(yōu)點是擴展規(guī)則更加簡單，理論上允許交換機沒有限制地級聯(lián)。交換機亦可配置在全雙工方式下，消除半雙工、共享型以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。交換型集線器包括EIS系列、EISM迷你型、EISC可配置型、和EISX緊湊型可管理和不可管理型。連接光纖網(wǎng)絡(luò)至雙絞線網(wǎng)絡(luò)可通過集線器或交換機實現(xiàn)。接口轉(zhuǎn)接器的功能類似。與集線器類似，接口轉(zhuǎn)接器定義為物理層設(shè)備

18、。接口轉(zhuǎn)接器設(shè)備包括EIMC迷你型接口轉(zhuǎn)接器。協(xié)議 以太網(wǎng)定義了ISO OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。在這兩個層上定義了多個協(xié)議，其中以TCP/IP最流行。即使在TCP之上，針對自動化行業(yè)有多個應(yīng)用層協(xié)議，如Ethernet/IP，PROFInet,HSE,MODBUS/TCP,BACnet和一些私有協(xié)議。由于CTRLink產(chǎn)品基于以太網(wǎng)技術(shù)，這些產(chǎn)品可在所有協(xié)議上工作，包括TCP/IP。在選用CTRLink時，協(xié)議并不是考慮問題。供電 安全和方便起見，CTRLink產(chǎn)品工作在可調(diào)整的或不可調(diào)整的低壓直流或交流電壓。直流電壓的范圍是10V36V。交流電壓的范圍是824 V，4

19、763Hz。電源消耗按不同型號而變，但通常為5瓦或低于5瓦。CTRLink產(chǎn)品提供了多電源的連接，接受寬范圍電源管理策略。電源可來自其它設(shè)備使用的變壓器電源，次級接地或不接地或來自公用的直流電源亦可。無需使用單獨的變壓器，但如果需要亦可。采用直流供電的控制面板，可提供多余的電源用于冗余電源的連接以接入備用的電池系統(tǒng)。直流連接具有電壓接反保護。電源接頭采用可插拔方式方便現(xiàn)場接線。兼容規(guī)范 所有CTRLink產(chǎn)品兼容歐盟的CE marking要求。在EMC方面，CTRLink產(chǎn)品兼容信息技術(shù)設(shè)備在工業(yè)分類下的抗干擾、抗輻射要求。所有CTRLink產(chǎn)品兼容UL508Class 2(低壓、有限能源)供

20、電的工業(yè)控制設(shè)備。這是一個流行的工業(yè)自動化標(biāo)準(zhǔn)，通常在控制面板上有要求。其它CTRLink型號經(jīng)過了UL1604批準(zhǔn)用于Class, Division 2 和Class 危險地區(qū)的電器設(shè)備。CTRLink列出的設(shè)備符合Class I, Division 2, Group A,B,C和D，允許的溫度范圍為060。這個標(biāo)準(zhǔn)在過程工業(yè)中可以找到。另外，CTRLink產(chǎn)品作為一個元件經(jīng)UL864(用于防火信令系統(tǒng)的控制單元)認(rèn)證。該標(biāo)準(zhǔn)在樓宇自動化工業(yè)使用，OEM須提供此認(rèn)證。認(rèn)證后的CTRLink產(chǎn)品即被認(rèn)為系統(tǒng)中的原件。速率工業(yè)以太網(wǎng)的最低速率為10Mbps。有些設(shè)備僅能工作在此速率下。但是，大部

21、分設(shè)備都工作在100Mbps或更高。如果所有設(shè)備工作在10Mbps，可以使用中繼型集線器。如果可以工作在100Mbps，必須使用交換機。所有CTRLink交換機可工作在任何速度上。在雙絞線端口上，速度設(shè)定可通過自動協(xié)商實現(xiàn)或手動。光纖端口速率可手動設(shè)定。溫度范圍所有CTRLink產(chǎn)品支持標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)溫度范圍060。該溫度范圍與安裝在密封的、不通風(fēng)或不進(jìn)水的所屬的設(shè)備如PLC和輸入輸出模塊一致。對于安裝在加溫或不加溫裝置內(nèi)設(shè)備的室外應(yīng)用，EISX系列可支持?jǐn)U展的-4075的溫度范圍。安裝工業(yè)控制設(shè)備通常通過緊固件安裝在控制箱內(nèi)容的面板上或直接安裝在DIN軌上。一些產(chǎn)品支持這兩種方式，另一些僅

22、支持DIN軌安裝。最常用的DIN軌尺寸是TS-32和TS35。外殼基本上有三種類型的外殼。標(biāo)準(zhǔn)型為156mm高的鋁制外殼。這是最通用的款式提供最多的端口(16)。應(yīng)用中如需更小尺寸，79mm高度的迷你型塑料外殼是解決方案。剩下的款式即是96mm高度的迷你型鋁殼。所有CTRLink產(chǎn)品用于用戶控制箱內(nèi)或設(shè)備箱內(nèi)的安裝，可通過它的防護等級看出。功能性所有CTRLink產(chǎn)品開箱即可工作，不需要調(diào)整或只要小小的調(diào)整就可投入使用。我們稱為“即插即用”模式。在“即插即用”模式下，CTRLink產(chǎn)品自動按環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。對于集線器和接口轉(zhuǎn)接器產(chǎn)品，這是標(biāo)準(zhǔn)模式使得安裝簡單。但，在一些交換機產(chǎn)品上，提供了多個集

23、線器和交換機沒有的特性，可通過控制端口進(jìn)行配置。所有交換機產(chǎn)品可工作在即插即用模式，利用自動協(xié)商協(xié)議設(shè)定諸如速率、雙工和流量。這些特性一旦鏈路與所聯(lián)設(shè)備連上即進(jìn)行協(xié)商。配置型產(chǎn)品如EISC系列的上述特性可對單個端口逐個進(jìn)行配置。這個產(chǎn)品也支持高級的聯(lián)網(wǎng)特性如中繼、VLAN和QoS所有產(chǎn)品都可通過控制端口進(jìn)行配置。交換機最上乘的功能可通過EISX系列管理功能實現(xiàn)。配置可通過控制端口或EISX內(nèi)部的web server實現(xiàn)。管理功能意味著設(shè)備支持簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)提供額外的監(jiān)測和報告功能。EISX帶管理型也提供了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)功能，包括端口鏡像、多播過濾和快速生成樹協(xié)議。自動協(xié)商協(xié)議自動協(xié)商

24、協(xié)議可在CTRLink交換機的即插即用型特性中找到。協(xié)議允許基于兩個連接端口間最高的共同性對端口和所連設(shè)備參數(shù)進(jìn)行自動配置。速率、半雙工/全雙工及流量控制都通過此方式設(shè)定。全雙工方式可使用PAUSE方案，半雙工方式可使用backpressure方案。在某些CTRLink產(chǎn)品上被禁止，端口配置通過手動進(jìn)行。光纖產(chǎn)品不支持自動協(xié)商所有它們的參數(shù)必須手動設(shè)定。雙絞線端口在所有雙絞線端口上提供了帶屏蔽的RJ45接頭，可采用帶或不帶屏蔽雙絞線電纜。雙絞線端口的數(shù)目依型號不同而變最多為16個。這些端口都接成了集線器和交換機產(chǎn)品上常見的MDI-X(內(nèi)部交叉)。有些CTRLink產(chǎn)品帶有交叉連接(MDI)允許

25、采用直通電纜級聯(lián)集線器和交換機。沒有此特性的型號級聯(lián)需要采用交叉電纜。帶管理功能EISX可對提供自動交叉連接的自動-MDIX特性進(jìn)行允許。光纖所有CTRLink產(chǎn)品最少有一個雙絞線端口。在某些型號上可提供一對或兩對光纖端口。1一對光纖用于網(wǎng)絡(luò)末端應(yīng)用，兩對光纖支持菊花鏈型光纖骨干網(wǎng)方案。光纖接頭有ST或SC。在10Mbps下，支持多模850nm選項，采用ST接頭。在100Mbps下，支持單?；蚨嗄?300nm。多模接頭可以是ST或SC接頭，但SC接頭用于單模型號。廣播風(fēng)暴控制 廣播是從一個站點向網(wǎng)絡(luò)中所有其它站點發(fā)送，通常在配置過程中使用。盡管此方式對網(wǎng)絡(luò)無害，由一個有問題的站點發(fā)出過度的廣播

26、信息會消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬，因而禁止其它，更多有用的信息發(fā)送出來。該廣播風(fēng)暴可通過帶有此性能的產(chǎn)品進(jìn)行最小化。LED顯示 所有CTRLink產(chǎn)品都有LED顯示，以幫助操作者理解在集線器、交換機和接口轉(zhuǎn)接器上的單個端口狀態(tài)。依據(jù)型號和產(chǎn)品的復(fù)雜程度，LED顯示功能有多種。通常顯示的是，電源、鏈路、活動、速率、碰撞或雙工。先進(jìn)特性提供更高的性能 所有CTRLink產(chǎn)品工作在即插即用方式，但附加的功能可在可配置(EISC)和管理(EISX)交換機型號上找到。這些型號支持的特性必須在投入使用前正確地配置，進(jìn)而為獲取更高性能提供方法。信號強度顯示 EISC支持一種獨特的監(jiān)測雙絞線信號強度的方式。在一個配置屏幕上

27、的小型條狀圖形顯示可以描述每個端口的接收強度。該信息在檢查接線出錯時有用。固定端口設(shè)定設(shè)定端口參數(shù)如速率、雙工和流量控制通常采用自動協(xié)商協(xié)議實現(xiàn)。但有時，用戶也想對這些參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)以保證快速可靠的啟動。通過固定端口設(shè)定特性，自動協(xié)商協(xié)議可禁止，在每個端口上的單個參數(shù)可手動設(shè)置。出錯繼電器 在某些型號，一個表示常開繼電器觸點的形式可用來表示在網(wǎng)絡(luò)中存在出錯狀態(tài)。通常的錯誤是在一個交換機端口上丟失鏈路。出錯繼電器可編程觸發(fā)某個端口狀態(tài)。開閉情況(是出錯時閉合還是打開)亦可編程?？刂贫丝?為了對多個先進(jìn)的特性進(jìn)行配置，在可配置和管理型產(chǎn)品上提供了控制端口。它由DB-9接頭(male)組成，接成DTE

28、端口，速率設(shè)定在9600波特率(8位數(shù)據(jù)、無極性、一個停止位)。在EISC，控制端口連至PC串口并運行基于Windows的配置程序。在EISX，控制端口需要一個終端仿真程序如HyperTerminal。Modbus協(xié)議(RTU，從站) Modbus協(xié)議是一個有名的可從一個主站訪問多個工業(yè)設(shè)備的簡單協(xié)議。EISC產(chǎn)品支持這個協(xié)議。對于熟悉這個協(xié)議的人來說，使用功能碼3(Read Holding Registers),6(Preset Single Register)和16(Preset Multiple Register)配置和訪問EISC的狀態(tài)非常容易。通過寄存器的傳送，監(jiān)管的主站PLC可監(jiān)測

29、單個交換機端口的狀態(tài)。中繼中繼或鏈路聚合，是提高交換機與交換機連接的吞吐量的方法或稱之為骨干網(wǎng)連接。通過分配單個端口為骨干端口，在交換機間可產(chǎn)生平行路徑以提高吞吐量。這種方法的不利一面是減少了連接設(shè)備的可用端口的數(shù)量。服務(wù)質(zhì)量(QoS) 服務(wù)質(zhì)量是對某些傳送授權(quán)優(yōu)先權(quán)的方法。有多種方案存在。有些方法基于端口與端口的基礎(chǔ)授權(quán)，其它方法檢查發(fā)送的以太網(wǎng)幀的字段。在EISC和EISX型號上，QoS支持有所不同。虛擬局域網(wǎng)(VLAN) VLAN允許網(wǎng)絡(luò)通訊通過一個交換機進(jìn)行邏輯分隔，產(chǎn)生更高的性能和高度的網(wǎng)絡(luò)安全。交換機上的端口必須分配給單個的VLAN，因此， VLAN通訊僅局限在這些端口上。EISC

30、和EISX都通過端口分配提供了VLAN支持。簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP) EISX提供管理功能選項。管理型交換機定義在對SNMP的支持。管理型交換機作為SNMP代理工作，維持一套標(biāo)準(zhǔn)化的對象如提供了交換機上多個端口狀態(tài)信息的MIB II(管理信息庫)。通過管理軟件，可設(shè)置陷入以在交換機正常工作時對感興趣的事件進(jìn)行觸發(fā)。自動MDIX 該特性提供了自動交叉功能，避免了單個上連端口的使用或交叉電纜的使用。帶有自動MDIX允許的端口可決定在鏈路通訊時決定正確的連接。端口鏡像 交換機將通訊僅限制在與某次傳送有關(guān)的端口上。這消除了將無關(guān)的信息發(fā)送到其它端口上。多播過濾 多播指一個站發(fā)送至多播組內(nèi)的其它端口

31、。由于交換機通常對目的站點的位置不了解，它會對所有端口發(fā)送，交換機的優(yōu)勢沒有了。通過分配端口至多播組，通訊量降低在感興趣的端口，避免了無用的信息發(fā)送至組外設(shè)備。靜態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)表交換機維持站點地址和端口分配表。這些表通過觀察以太網(wǎng)幀內(nèi)的源地址以自學(xué)習(xí)方式連續(xù)不斷地更新。這個自動方式可通過手動直接分配地址到地址存儲器內(nèi)進(jìn)行覆蓋避免了地址表間歇地更新?？焖偕蓸?RSTP) 快速生成樹協(xié)議(IEEE802.1w)是一個生成數(shù)據(jù)傳送冗余路徑地標(biāo)準(zhǔn)方法，因此生成了一個高水平的可靠性。與私有的光纖環(huán)路協(xié)議不同，RSTP不要求光纖的唯一使用，允許附屬的冗余路徑?；謴?fù)時間通常為1秒或更少。RSTP與原來的IEEE8

32、02.1d快速生成樹協(xié)議(STP)保持向后兼容，STP的恢復(fù)時間比RSTP慢。OPC服務(wù)器 用于控制行業(yè)內(nèi)的交換過程數(shù)據(jù)的OPC是個流行方法。擁有一個OPC服務(wù)器，受管理的交換機數(shù)據(jù)可提供至兼容的人機界面用于與其它過程數(shù)據(jù)一起顯示，允許了整潔一致的屏幕外觀。Web 服務(wù)器 交換機內(nèi)置了web服務(wù)器后，對交換機的配置可通過一個標(biāo)準(zhǔn)的web瀏覽器在以太網(wǎng)上實現(xiàn)。這也是一個好的方法以確保網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確工作，特別是在遠(yuǎn)程地點。內(nèi)部溫度傳感器SNMP的優(yōu)點是設(shè)備供貨商可定義一個私有的管理信息庫(MIB)以訪問供貨商產(chǎn)品的一個特殊特征。EISX產(chǎn)品中的內(nèi)部溫度傳感器就是一個例子。一個管理程序可訪問EISX的內(nèi)

33、部溫度并在溫度過高的情況下設(shè)定一個陷入?，F(xiàn)場升級軟件科動控制公司將不斷地優(yōu)化它的交換機產(chǎn)品，增加相應(yīng)的功能。免費的軟件升級可通過進(jìn)行并可下載至現(xiàn)場安裝的設(shè)備。工作站上運行的配置軟件升級亦可下載。 工業(yè)以太網(wǎng)入門教程第5講選擇正確的產(chǎn)品需要考慮的問題提供:美國科動控制系統(tǒng)公司作者:科動瀏覽次數(shù)：763CTRLink工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品家族包括幾個系列的產(chǎn)品，分別歸類為集線器、交換機、接口轉(zhuǎn)換器、路由器和視頻產(chǎn)品?，F(xiàn)代的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)都是以星型方式用雙絞線或光纖連接 的。如果網(wǎng)絡(luò)需要連接兩個以上的設(shè)備，則需要使用集線器或交換機。集線器是物理層的設(shè)備，提供簡單的網(wǎng)絡(luò)擴展，只要遵循沖突檢測和在半雙工的共享以

34、太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的增強繼承的規(guī)則即可。只要不超過沖突域的距離局限或線纜的局限，我們一次可以使用四個集線器。集線器在10Mbps速率下工作?？苿佑蠩I系列和EIM迷你型系列的集線器。交換機實際被歸類為“網(wǎng)橋”，是鏈路層的產(chǎn)品。網(wǎng)橋使兩個分開的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接起來，但卻將各自網(wǎng)絡(luò)的沖突域分隔開來。使用交換機的好處是擴展的規(guī)則非常簡單，可以級 聯(lián)，理論上沒有數(shù)量上的限制。交換機也可以設(shè)置為全雙工通訊，排除了半雙工共享以太網(wǎng)中所具有的沖突域?？苿拥?交換機有以下幾個系列：EIS 互聯(lián)型、EISK蝎王型、EIBA BAS 型、EISM 迷你型、EISC 可配置型、EIS、EICP 緊固型管理和非管理交換機。EI

35、SB藍(lán)鍛精密型也有管理和非管理的分類。將一個光纖網(wǎng)絡(luò)連接到雙絞線網(wǎng)絡(luò)可以用集線器或交換機，也可以用接口轉(zhuǎn)換器來連接。接口轉(zhuǎn)換器是歸類于物理層的設(shè)備?？苿拥慕涌谵D(zhuǎn)換器有：EIMC迷你型接口轉(zhuǎn)換器，寬 溫型號可選。通訊協(xié)議在ISO公開系統(tǒng)互聯(lián)參考(OSI)模型里，以太網(wǎng)是定義在物理層和鏈路層的協(xié)議。在數(shù)據(jù)鏈路層上有許多協(xié)議，以TCP/IP最為突出，甚至在TCP/IP之上，還有幾個專門針對應(yīng)用層的協(xié)議Ethernet/IP，PROFInet，HSE，MODBUS/TCP，iDA，BACnet，以及一些私有的協(xié)議。由于科動的產(chǎn)品是基于以太網(wǎng)的技術(shù)，我們的產(chǎn)品和這些協(xié)議包括TCP/IP都可以兼容。我們的

36、CTRLink集線器、交換機或接口轉(zhuǎn)換器在這些協(xié)議下都可以正常的工作。電源從安全和方便的角度考慮，科動的CTRLink產(chǎn)品可以在低壓直流或交流的電源下工作。直流電壓從10V到36V。交流電壓從8V到24V，47到63Hz。電能消耗根據(jù)產(chǎn)品型號由4到20瓦不等?？苿拥腃TRLink產(chǎn)品有多種電源連接可選，為您的電源管理提供各種方案。CTRLink產(chǎn)品可以使用接地或非接地的控制變壓器提供的電源，既可以和其他設(shè)備共享，也可以使用共用的直流電源。通常，沒有必要使用單獨的變壓器，如果真有需要，科動也可以提供。直流供電的機柜里，常有多余的連接，可以通過備用的電池系統(tǒng)提供冗余供電。直流連接通過反電壓的方式得

37、到保護。電源接頭可以拿掉，以方便現(xiàn)場安裝。通信速率 工業(yè)以太網(wǎng)的最低通信速率是10Mbps，有些設(shè)備只能在這個速率下工作。其他的設(shè)備則可以在更高速率下工作，即100Mbps，或者兩種速率都可。如果所有設(shè)備都可在10Mbps速率下工作，則可以考慮使用集線器。如果要達(dá)到100Mbps速率，則必須使用交換機。所有科動CTRLink的交換機都可以在兩種速率下運行。如果是電口，速率是自動協(xié)商達(dá)成的，如果是光口，則需要手動設(shè)置。嚴(yán)格的工業(yè)環(huán)境認(rèn)證所有CTRLink產(chǎn)品都符合歐盟對CE標(biāo)識的要求。對于電磁干擾(EMC)的兼容性，CTRLink產(chǎn)品符合工業(yè)級別歸類下的資訊技術(shù)設(shè)備(ITE)的認(rèn)證。所有CTRL

38、ink產(chǎn)品符合UL508工業(yè)控制設(shè)備的要求。同時它們也符合c-UL 認(rèn)證，CSA C22.2 編號14-M91認(rèn)證。部分CTRLink產(chǎn)品獲得 UL1604 和 c-UL C22.2 編號 213-M1987，即在Class 1，Division 2惡劣環(huán)境電氣設(shè)備的認(rèn)證。CTRLink?的部分認(rèn)證產(chǎn)品符合Class 1,Division 2中A，B，C和D組標(biāo) 準(zhǔn)溫度等級達(dá)到4A，室溫可以達(dá)到60。這是過程控制行業(yè)中常見的標(biāo)準(zhǔn)。還有一些CTRLink產(chǎn)品已經(jīng)取得UL864防火保護信號系統(tǒng)的控制產(chǎn)品的認(rèn)證。這是樓宇自動化行業(yè)的一個標(biāo)準(zhǔn)，要求樓宇自動化的原設(shè)備生產(chǎn)廠商(OEM)都必須使用有此認(rèn)證的產(chǎn)品。安裝工業(yè)控制設(shè)備通常用螺絲緊固或釘軌的方法安裝在控制機箱里。大部分科動產(chǎn)品兩種安裝方法都可以，少量產(chǎn)品只支持釘軌安裝。最常用的釘軌尺寸是TS-32和TS-35。外殼科動產(chǎn)品有幾種不同款式的外殼。標(biāo)準(zhǔn)的款式是156毫米高的鋁制外殼。這是最常見的一種款式，最多有24個接口。如需要小型的交換機，我們的79毫米高的迷你型塑料制外殼產(chǎn)品是最好的選擇。同時我們還有專為樓宇自動化和工業(yè)自動化設(shè)計的小型交換機，非常適合OEM使用或貼牌生產(chǎn)。還有一種款式是緊固型的外殼，95毫米高。所有的CTRLink產(chǎn)品都是為了適合客戶對控制板或機