引言
如同低溫結(jié)冰能夠阻塞河水的流動(dòng)，極端溫度也可能切斷遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)流的輸送。由于現(xiàn)代化設(shè)施與控制系統(tǒng)都依賴(lài)信息流運(yùn)營(yíng)，哪怕出現(xiàn)極短時(shí)間的通信中斷，也會(huì)給組織的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)巨大的風(fēng)險(xiǎn)。商業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)已被證明是非常脆弱的，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)O(shè)計(jì)時(shí)并未考慮極端溫度、濕度、振動(dòng)、灰塵以及其他惡劣條件的影響，而這些極端條件在遠(yuǎn)程環(huán)境中卻又極為常見(jiàn)。與路由傳輸有所不同，商業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)常常會(huì)發(fā)生故障，例如在面對(duì)極端條件時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)。此類(lèi)交換機(jī)主要面向環(huán)境可控的數(shù)據(jù)中心和布線室而設(shè)計(jì)，不宜在戶外使用。
極端條件不應(yīng)該成為網(wǎng)絡(luò)崩潰的理由。如今，全球各地有成千上萬(wàn)臺(tái)性能穩(wěn)定的工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)運(yùn)行在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中。工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)雖不能避免極端條件，卻能避免因極端條件而導(dǎo)致的昂貴后果。為了確保交換機(jī)和依賴(lài)交換機(jī)運(yùn)行的系統(tǒng)能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要了解極端條件對(duì)不同類(lèi)型交換機(jī)性能的影響和限制，掌握為緩解條件變化所需的功能。本白皮書(shū)將探索如何優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，才能獲取最大的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。
極端環(huán)境條件如何影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行
當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)達(dá)到極限工作溫度時(shí)，便會(huì)放慢速度，因此可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包等現(xiàn)象。當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)溫度過(guò)冷或過(guò)熱時(shí)，其組件都無(wú)法正常工作，即無(wú)法傳輸或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這會(huì)降低運(yùn)營(yíng)的透明度，妨礙自動(dòng)控制系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)。受遠(yuǎn)程環(huán)境中以太網(wǎng)交換機(jī)管理的數(shù)據(jù)，其價(jià)值不僅在于數(shù)據(jù)本身，更在于它在支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動(dòng)化過(guò)程中所扮演的重要角色。數(shù)據(jù)流若中斷，可能導(dǎo)致聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、生產(chǎn)控制軟件，甚至是安保和安全系統(tǒng)意外關(guān)閉。此時(shí)，由于操作員沒(méi)有其他系統(tǒng)可供操作，可能因此缺乏在事態(tài)惡化之前對(duì)事故進(jìn)行診斷和糾正的能力。
網(wǎng)絡(luò)故障給安全性、生產(chǎn)能力和盈利能力帶來(lái)了莫大的威脅。系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致我們對(duì)運(yùn)營(yíng)過(guò)程缺乏清晰了解，一腳踏入了危險(xiǎn)境地，還可能導(dǎo)致安全系統(tǒng)關(guān)閉。不僅如此，因系統(tǒng)崩潰而產(chǎn)生的緊急搶修費(fèi)用比計(jì)劃內(nèi)預(yù)防維護(hù)費(fèi)用要高出許多(特別是在遠(yuǎn)程地點(diǎn))，用戶可能因此而承擔(dān)高額的成本。與故障相伴的還有高生產(chǎn)成本。據(jù)一家客戶估計(jì)，計(jì)劃外停機(jī)每延長(zhǎng)一分鐘，公司就將額外支付10,000美元。若是鉆井平臺(tái)、風(fēng)力發(fā)電廠、管道運(yùn)輸?shù)裙ぷ鳝h(huán)境發(fā)生此類(lèi)狀況，其成本將更高——畢竟技術(shù)嫻熟的維護(hù)技術(shù)人員與備件，都遠(yuǎn)在數(shù)英里開(kāi)外。
故障并非不可避免
故障讓人頭痛，然而在很大程度上能夠被預(yù)防。如果能夠選用與操作環(huán)境無(wú)縫銜接的以太網(wǎng)交換機(jī)，就可將網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的機(jī)率變得微乎其微。要對(duì)交換機(jī)與操作環(huán)節(jié)進(jìn)行成功配需，首先需要對(duì)兩種交換機(jī) – 商業(yè)和工業(yè)級(jí)交換機(jī) – 的性能和局限性進(jìn)行細(xì)致了解。
商業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)
商業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)通常用于氣候可控的環(huán)境中，例如辦公室和其他室內(nèi)區(qū)域。這樣一來(lái)，幾乎不可能因極端溫度、沖擊、振動(dòng)和電氣噪聲而對(duì)其性能產(chǎn)生影響。通常，商業(yè)交換機(jī)的額定工作溫度范圍為 0° 到 45°C(32° 到 113°F)，這在為遠(yuǎn)程地點(diǎn)挑選交換機(jī)時(shí)是一個(gè)重要的考慮事項(xiàng)。另外，交換機(jī)上一般還需安裝風(fēng)扇。
工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)
工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)能夠在 -40° 到 85°C(-40° 到 185°F)溫度范圍內(nèi)可靠工作，也就是說(shuō)，它們可以在人們難以到達(dá)的極端環(huán)境中運(yùn)行。對(duì)于能源、油氣、運(yùn)輸和制造等行業(yè)，工業(yè)級(jí)交換機(jī)是其工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)必不可少的組成部分。此處插入的圖表并排比較了商業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)交換機(jī)的規(guī)格。舉例來(lái)說(shuō)，工業(yè)級(jí)交換機(jī)能夠在野外工作 20 到 30 年，而商業(yè)級(jí)交換機(jī)的平均故障間隔時(shí)間 (MTBF) 一般比工業(yè)級(jí)交換機(jī)要短 3 年。
藉高級(jí)報(bào)警功能防故障于未然
許多工業(yè)級(jí)交換機(jī)提供診斷功能，可在低溫或其他極端條件對(duì)其造成危害前預(yù)警，避免機(jī)器停機(jī)。對(duì)于交換機(jī)而言，一個(gè)可選功能是定期發(fā)送診斷數(shù)據(jù)包，這些診斷數(shù)據(jù)可以集成到管理系統(tǒng)中，或是通過(guò)人機(jī)界面 (HMI) 查看。負(fù)責(zé)監(jiān)控交換機(jī)的人員或系統(tǒng)，可以逐個(gè)端口查看數(shù)據(jù)流，輕松發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流速減緩的端口——這就是問(wèn)題所在。更為先進(jìn)的交換機(jī)具備嵌入式瀏覽器功能，提供更強(qiáng)大的診斷功能并支持遠(yuǎn)程故障排除。用戶可實(shí)時(shí)查看、處理數(shù)據(jù)，同時(shí)將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)和其他用于分析、維護(hù)規(guī)劃的應(yīng)用進(jìn)行共享。這些都是許多工業(yè)級(jí)交換機(jī)所自帶的功能。盡管商業(yè)級(jí)交換機(jī)如今也能提供類(lèi)似的功能，但需要進(jìn)行復(fù)雜的配置和編程。
工業(yè)交換機(jī)輕松應(yīng)對(duì)
任何機(jī)構(gòu)都不能將自己的運(yùn)營(yíng)托付給天氣良好和環(huán)境條件盡善盡美的美好愿望，他們更應(yīng)該依靠的是合適的工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)以及其他組件，匯集更高的性能以及更長(zhǎng)的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。關(guān)鍵在于使用針對(duì)環(huán)境而設(shè)計(jì)、可進(jìn)行遠(yuǎn)程或主動(dòng)式管理以避免故障、運(yùn)行不再受工作條件制約的設(shè)備。工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)只為完美完成作業(yè) – 即使在那些不適合人類(lèi)工作或是商業(yè)級(jí)交換機(jī)難以應(yīng)對(duì)的地區(qū)。
紅獅自動(dòng)化控制集團(tuán)出品的工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)，將高性能與堅(jiān)固耐用的可靠性融為一體，造就了適合當(dāng)今眾多工業(yè)應(yīng)用的“兩全其美”的解決方案。我們的 N-Tron 和 Sixnet 系列交換機(jī)經(jīng)過(guò)硬化處理，是嚴(yán)酷戶外環(huán)境的理想之選，適于包括能源、變電站、油氣、運(yùn)輸和其他要求在極端運(yùn)行條件下提供實(shí)時(shí)性能的行業(yè)。這些交換機(jī)在保證內(nèi)部冗余性的同時(shí)，又可結(jié)合先進(jìn)的安防和網(wǎng)絡(luò)管理功能。在提供監(jiān)控和跟蹤工具的同時(shí)，它們更能確保基礎(chǔ)設(shè)施順暢地連續(xù)工作。請(qǐng)?jiān)L問(wèn) better.redlion.net/industrial-networking，以了解更多我公司非網(wǎng)管型、受控型、網(wǎng)管型和以太網(wǎng)供電(PoE)交換機(jī)的信息。
紅獅控制優(yōu)勢(shì)
作為全球工業(yè)自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的通訊、監(jiān)測(cè)和控制專(zhuān)家，紅獅控制公司四十余年來(lái)一直致力于為客戶提供創(chuàng)新性解決方案。我們以屢獲殊榮的技術(shù)幫助全球范圍內(nèi)的公司獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率。旗下品牌有紅獅、N-Tron和Sixnet。公司總部位于賓夕法尼亞州約克市。此外，還在美洲、亞太地區(qū)和歐洲設(shè)有辦事處。更多資訊敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.redlion.net/chinese。紅獅隸屬于思百吉集團(tuán)。
