工業(yè)交換集線器和局域網(wǎng)電纜用于工廠網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

交換集線器是將工業(yè)PC、PLC和其他控制器連接到網(wǎng)絡(luò)的重要設(shè)備。

交換集線器差異很大，所需的性能在很大程度上取決于所需的應(yīng)用程序和操作環(huán)境。在工廠或公共交通系統(tǒng)等大型設(shè)施中，設(shè)備必須提供高性能和經(jīng)過驗(yàn)證的可靠性。

本專欄介紹了工業(yè)交換樞紐的基本原理，并介紹了選擇合適模型時(shí)需要考慮的要點(diǎn)。

目錄

》什么是交換集線器?

》什么是工業(yè)交換樞紐?

》如何選擇工業(yè)交換中心

》功能:選擇工業(yè)交換中心的關(guān)鍵因素

》結(jié)論

什么是交換集線器?

工業(yè)交換集線器和局域網(wǎng)電纜用于工廠網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

在深入研究工業(yè)模型之前，讓我們先回顧一下切換中心的基本功能和作用。

將控制器連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備

交換集線器通過LAN電纜將工業(yè)PC、PLC和其他控制器連接到網(wǎng)絡(luò)。它具有多個(gè)端口，可管理連接設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和接收。

從住宅、小型辦公室到大型辦公樓和工廠，到處都有交換中心。

與路由器的區(qū)別

交換集線器和路由器都是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但它們的用途卻截然不同。

交換集線器只需擴(kuò)展LAN端口;它不能直接連接到互聯(lián)網(wǎng)。對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)連接，它必須與另一個(gè)設(shè)備配對(duì)，通常是路由器。

另一方面，路由器分配IP地址并管理與外部網(wǎng)絡(luò)的通信——充當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁。

與中繼器集線器的區(qū)別

數(shù)據(jù)傳輸方法的差異

示例:將數(shù)據(jù)從PC 1傳輸?shù)絇C 4

交換集線器//數(shù)據(jù)只傳輸?shù)筋A(yù)定設(shè)備。

中繼器集線器//數(shù)據(jù)被傳輸?shù)剿羞B接的設(shè)備。

交換集線器只向目標(biāo)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。

通過存儲(chǔ)連接設(shè)備的MAC地址并僅在需要的地方發(fā)送數(shù)據(jù)，交換中心確保了網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用。

另一方面，中繼器集線器只執(zhí)行基本的物理功能，如放大信號(hào)或重塑波形，使其操作和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。雖然中繼器集線器曾經(jīng)很常見，但它們?cè)诤艽蟪潭壬弦驯唤粨Q集線器所取代，現(xiàn)在很少使用。

然而，由于中繼器集線器將相同的信號(hào)傳輸?shù)剿卸丝冢鼈內(nèi)匀豢梢杂糜谡{(diào)試或故障排除中的數(shù)據(jù)包捕獲等任務(wù)。

交換集線器和中繼器集線器之間的關(guān)鍵區(qū)別在于如何傳輸數(shù)據(jù)。

中繼器集線器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿羞B接的設(shè)備，造成不必要的流量并降低網(wǎng)絡(luò)效率。

交換式集線器只向目標(biāo)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，使其比中繼器集線器更有效，更不容易出錯(cuò)。

什么是工業(yè)交換樞紐?

為大型設(shè)施 (如工廠或交通基礎(chǔ)設(shè)施) 設(shè)計(jì)的交換樞紐通常被稱為工業(yè)交換樞紐。相反，那些用于家庭或小型辦公室的設(shè)備通常被稱為消費(fèi)者交換中心。

這兩種類型都具有相同的基本功能:通過LAN電纜將PC、PLC和其他控制器連接到網(wǎng)絡(luò)。

然而，工業(yè)開關(guān)集線器的設(shè)計(jì)是為了確保在比一般辦公室更嚴(yán)酷的條件下穩(wěn)定運(yùn)行，在這種情況下，高溫、振動(dòng)或絕對(duì)不允許停機(jī)是常態(tài)。

要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，它們必須滿足以下具體要求。

●耐環(huán)境性:能夠承受溫度變化、振動(dòng)、灰塵和水等惡劣環(huán)境。

●可靠性:能夠提供連續(xù)、穩(wěn)定的運(yùn)行，無意外停機(jī)。

●冗余:支持雙電源和網(wǎng)絡(luò)冗余，即使發(fā)生故障也能繼續(xù)運(yùn)行。

●可管理性:支持托管交換機(jī) (具有監(jiān)控和控制功能)，實(shí)現(xiàn)高效監(jiān)控和更快的故障響應(yīng)。

下表突出了消費(fèi)者和工業(yè)交換中心之間的主要區(qū)別。

如何選擇工業(yè)交換中心

工業(yè)交換集線器的設(shè)計(jì)規(guī)格比民用機(jī)型的操作條件要苛刻得多。

在為實(shí)際應(yīng)用選擇工業(yè)交換中心時(shí)，要密切注意以下六個(gè)因素。

1.端口數(shù)

2.安裝方法

3.環(huán)境阻力

4.雙電源

5.廣域電源輸入

6.自動(dòng)MDI/MDIX

端口數(shù)量

工業(yè)交換集線器上的端口數(shù)量因型號(hào)而異，因此選擇一個(gè)提供必要容量的集線器。

要連接的設(shè)備數(shù)量的因素，并允許額外的端口未來擴(kuò)展。端口大致可分為兩類:銅纜 (LAN電纜) 端口和光纖端口。

如果不需要光纖連接，且現(xiàn)場(chǎng)沒有電噪音或雷擊，銅端口就足夠了。對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸或噪聲大、易發(fā)生閃電的環(huán)境，建議使用光纖端口。.

安裝方法

工業(yè)開關(guān)輪轂的典型安裝方法包括DIN導(dǎo)軌安裝和螺釘墻安裝。磁性安裝是另一種選擇，取決于環(huán)境和應(yīng)用。

DIN導(dǎo)軌安裝是廣泛用于控制面板的標(biāo)準(zhǔn)，可與其他設(shè)備一起高效安裝，并可輕松更換或擴(kuò)展。壁板安裝可最大限度地減少振動(dòng)的影響，適用于安裝外部控制面板或在有限的空間內(nèi)。磁性安裝不需要任何工具，使安裝快速，并允許在維護(hù)期間輕松重新定位。

最佳安裝方法取決于控制面板布局、布線設(shè)計(jì)和安裝環(huán)境，因此請(qǐng)務(wù)必事先仔細(xì)檢查這些因素。

雙電源

為了確保穩(wěn)定運(yùn)行，重要的是檢查工業(yè)開關(guān)輪轂是否能夠承受溫度變化、振動(dòng)、濕度、噪聲、水和灰塵等惡劣條件。

通過各種評(píng)估來驗(yàn)證環(huán)境電阻，包括振動(dòng)和沖擊測(cè)試、EMC和靜電放電測(cè)試以及模擬電壓波動(dòng)或瞬間停電的功率異常測(cè)試。通過這些測(cè)試的產(chǎn)品可以被認(rèn)為是高度可靠的，即使在惡劣的環(huán)境中，如工廠或戶外設(shè)施，也能穩(wěn)定運(yùn)行。

在選擇輪轂時(shí)，建議檢查產(chǎn)品頁面上的規(guī)格，包括工作溫度范圍、防塵和防水、耐濕以及防震標(biāo)準(zhǔn)。

電源2重化

強(qiáng)烈建議選擇支持雙電源的工業(yè)開關(guān)集線器。

只需一個(gè)電源，停電就會(huì)使集線器關(guān)閉，并嚴(yán)重影響連接的設(shè)備。在雙電源系統(tǒng)中，副電源作為主電源的備用電源，即使一個(gè)電源發(fā)生故障也能確保運(yùn)行。

這種方法被稱為冗余，雙電源是冗余的一種形式。

廣域電源輸入

廣域直流輸入支持對(duì)于確保工業(yè)開關(guān)集線器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行也非常重要。

具有寬電壓輸入范圍(例如，8至35 VDC或12至48 VDC)的型號(hào)可以靈活地適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)12 V、24 V和48 V系統(tǒng)。

寬范圍的直流輸入也允許穩(wěn)定的運(yùn)行，即使在長(zhǎng)時(shí)間的布線運(yùn)行或使用UPS或電池供電時(shí)電壓下降。

在選擇集線器時(shí)，必須檢查說明書中描述的直流輸入范圍是否完全覆蓋您的電力系統(tǒng)。此外，檢查是否具有防止反向布線和過電壓的保護(hù)功能也是至關(guān)重要的。

自動(dòng)MDI/MDIX

自動(dòng)MDI/MDI-X自動(dòng)MDI/MDI-X自動(dòng)在MDI和MDI-X之間切換集線器的端口。

作為前提，連接LAN電纜的交換集線器上的插座稱為端口。端口根據(jù)其引腳分配被分類為MDI或MDI-X。

一個(gè)RJ-45端口——標(biāo)準(zhǔn)LAN電纜連接器——具有8引腳結(jié)構(gòu)，根據(jù)發(fā)送和接收信號(hào)的分配被歸類為MDI或MDI-X。

自動(dòng)MDI/MDI-X電纜連接的差異

沒有自動(dòng)MDI/MDI-X//Crossover電纜和直通式電纜必須相應(yīng)地使用。

自動(dòng)MDI/MDI-X支持//交叉電纜和直通式電纜可以互換使用。

交叉電纜和直通電纜可以互換使用

MDI-to-MDI或MDI-X-to-MDI-X連接需要一根交叉電纜，而MDI-to-MDI-X連接需要一根直通電纜。

在不支持自動(dòng)MDI的集線器上，必須仔細(xì)選擇端口的正確電纜類型。使用錯(cuò)誤的電纜會(huì)妨礙通信。

然而，支持自動(dòng)MDI/MDI-X的集線器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)整端口設(shè)置，因此無需擔(dān)心電纜類型。

功能:選擇工業(yè)交換中心的關(guān)鍵因素

在為工業(yè)應(yīng)用 (如工廠或大型辦公室) 選擇交換中心時(shí)，重要的是選擇一個(gè)提供全面功能的模型。

預(yù)算總是一個(gè)因素，但最重要的應(yīng)該是可靠性——確保穩(wěn)定運(yùn)行和避免意外停機(jī)。

以下是具有本文介紹功能的康泰克代表性產(chǎn)品。

CPS-HBL-8005F

CPS-HBL-8005F是一款緊湊型工業(yè)交換中心，配備5個(gè)10BASE-T/100BASE-TX端口。

集線器支持自動(dòng)MDI/MDI-X和自動(dòng)協(xié)商，自動(dòng)檢測(cè)布線和通信模式，以防止連接錯(cuò)誤。

該輪轂是DIN軌道安裝，允許靈活安裝在有限的空間，如控制面板。寬范圍電源輸入 (8至35 VDC)、雙電源和反向布線保護(hù)電路確保即使在惡劣環(huán)境下也能穩(wěn)定運(yùn)行。

在-20至60°C的環(huán)境工作溫度范圍內(nèi)，輪轂在廣泛的場(chǎng)地條件下可靠地運(yùn)行。

SH-8008F-2

SH-8008F-2提供了與SH-8008F相同的核心規(guī)格。該工業(yè)開關(guān)集線器配備八個(gè)10BASE-T/100BASE-TX端口，可在-20至60°C的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

內(nèi)置的反向布線保護(hù)電路可防止由于不正確的布線引起的問題。中央定位的DIN導(dǎo)軌安裝增加了控制面板內(nèi)的安裝靈活性。

寬范圍電源輸入 (8至35 VDC) 和雙電源可確保即使在使用不同電壓系統(tǒng)的設(shè)備的環(huán)境中也能穩(wěn)定運(yùn)行。

SH-9005F

SH-9005F是一個(gè)工業(yè)交換中心，配備五個(gè)1000BASE-T端口。金屬外殼和無風(fēng)扇設(shè)計(jì)支持在-20至60°C的環(huán)境工作溫度范圍內(nèi)工作。

通過提供的DIN導(dǎo)軌和墻壁安裝支架，輪轂可以很容易地安裝在35毫米DIN導(dǎo)軌或墻壁上。

大范圍電源輸入 (8至35 VDC) 和雙電源確保在不同的電源條件下穩(wěn)定運(yùn)行。無風(fēng)扇設(shè)計(jì)使其適合安靜的環(huán)境，如辦公室或控制室，低噪音是必不可少的。

SH-9008H-FIT

SH-9008H-FIT是一個(gè)工業(yè)交換中心，配備八個(gè)1000BASE-T端口。

集線器支持巨型幀，因此非常適合傳輸大量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。金屬外殼和無風(fēng)扇設(shè)計(jì)支持在0至50°C環(huán)境工作溫度范圍內(nèi)工作。

通過自動(dòng)控制未使用端口的功率，自動(dòng)功率調(diào)節(jié)功能可將功耗降低約60%。該輪轂支持12至24 VDC電源輸入和DIN導(dǎo)軌安裝，確保在工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)論

交換集線器，不管是消費(fèi)型還是工業(yè)型，在將設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)上的作用是一樣的。不同的是，工業(yè)交換集線器是為更惡劣的環(huán)境而設(shè)計(jì)的，因此在選擇時(shí)將穩(wěn)定性和防止停機(jī)時(shí)間作為首要任務(wù)。

這意味著要仔細(xì)評(píng)估連接設(shè)備的類型、安裝方法和環(huán)境條件，以選擇具有正確功能的產(chǎn)品。

選擇合適的工業(yè)交換中心可確保工廠、大型辦公室和其他各種場(chǎng)所的網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

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