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  • 如何選擇工業以太網產品?———美國科動產品家族滿足您對工業以太網組網的所有需求
    美國科動控制系統公司

    科動CTRLink產品家族由七個系列工業以太網產品組成。每個系列又可歸類至集線器、交換機和接口轉接器。集線器標識中繼集線器而交換機表示交換集線器。接口轉接器提供雙絞線至光纖電纜的轉接。
    現代工業以太網網絡的接線采用雙絞線或光纖的星型或環形拓撲。如果網絡連接的設備超過兩個,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絡擴展的最簡單方式并兼容碰撞檢測的規則在半雙工共享型以太網中加強了內涵。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。
    交換集線器實際上定義為網橋,即數據鏈路層設備。網橋允許兩個或多個以太網網絡的鏈路,碰撞域在每個網絡中有了分割。使用交換機的優點是擴展規則更加簡單,理論上允許交換機沒有限制地級聯。交換機亦可配置在全雙工方式下,消除半雙工、共享型以太網網絡。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。連接光纖網絡至雙絞線網絡可通過集線器或交換機實現。接口轉接器的功能類似。與集線器類似,接口轉接器定義為物理層設備。接口轉接器設備包括EIMC迷你型接口轉接器。

    協議
    以太網定義了ISO OSI開放系統互聯標準模型的物理層和數據鏈路層。在這兩個層上定義了多個協議,其中以TCP/IP最流行。即使在TCP之上,針對自動化行業有多個應用層協議,如Ethernet/IP,PROFInet,HSE,MODBUS/TCP,BACnet和一些私有協議。由于CTRLink產品基于以太網技術,這些產品可在所有協議上工作,包括TCP/IP。在選用CTRLink時,協議并不是考慮問題。

    供電
    安全和方便起見,CTRLink產品工作在可調整的或不可調整的低壓直流或交流電壓。直流電壓的范圍是10V~36V。交流電壓的范圍是8~24 V,47~63Hz。電源消耗按不同型號而變,但通常為5瓦或低于5瓦。CTRLink產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。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場接線。

    兼容規范
    所有CTRLink產品兼容歐盟的CE marking要求。在EMC方面,CTRLink產品兼容信息技術設備在工業分類下的抗干擾、抗輻射要求。
    所有CTRLink產品兼容UL508-Class 2(低壓、有限能源)供電的工業控制設備。這是一個流行的工業自動化標準,通常在控制面板上有要求。
    其它CTRLink型號經過了UL1604批準-用于ClassⅠ,Ⅱ Division 2 和Class Ⅲ 危險地區的電器設備。CTRLink列出的設備符合Class I, Division 2, Group A,B,C和D,允許的溫度范圍為0~60。這個標準在過程工業中可以找到。
    另外,CTRLink產品作為一個元件經UL864(用于防火信令系統的控制單元)認證。該標準在樓宇自動化工業使用,OEM須提供此認證。認證后的CTRLink產品即被認為系統中的原件。

    速率
    工業以太網的最低速率為10Mbps。有些設備僅能工作在此速率下。但是,大部分設備都工作在100Mbps或更高。如果所有設備工作在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,速度設定可通過自動協商實現或手動。光纖端口速率可手動設定。

    溫度范圍
    所有CTRLink產品支持標準的工業以太網溫度范圍0~60。該溫度范圍與安裝在密封的、不通風或不進水的所屬的設備如PLC和輸入輸出模塊一致。對于安裝在加溫或不加溫裝置內設備的室外應用,EISX系列可支持擴展的-40~75的溫度范圍。

    安裝
    工業控制設備通常通過緊固件安裝在控制箱內容的面板上或直接安裝在DIN軌上。一些產品支持這兩種方式,另一些僅支持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。標準型為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產品用于用戶控制箱內或設備箱內的安裝,可通過它的防護等級看出。

    功能性
    所有CTRLink產品開箱即可工作,不需要調整或只要小小的調整就可投入使用。我們稱為“即插即用”模式。在“即插即用”模式下,CTRLink產品自動按環境進行調整。對于集線器和接口轉接器產品,這是標準模式使得安裝簡單。但,在一些交換機產品上,提供了多個集線器和交換機沒有的特性,可通過控制端口進行配置。
    所有交換機產品可工作在即插即用模式,利用自動協商協議設定諸如速率、雙工和流量。這些特性一旦鏈路與所聯設備連上即進行協商。配置型產品如EISC系列的上述特性可對單個端口逐個進行配置。這個產品也支持高級的聯網特性如中繼、VLAN和QoS-所有產品都可通過控制端口進行配置。
    交換機最上乘的功能可通過EISX系列管理功能實現。配置可通過控制端口或EISX內部的web server實現。管理功能意味著設備支持簡單網絡管理協議(SNMP)提供額外的監測和報告功能。EISX帶管理型也提供了先進的網絡功能,包括端口鏡像、多播過濾和快速生成樹協議。

    自動協商協議
    自動協商協議可在CTRLink交換機的即插即用型特性中找到。協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備參數進行自動配置。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產品上被禁止,端口配置通過手動進行。光纖產品不支持自動協商所有它們的參數必須手動設定。

    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品上常見的MDI-X(內部交叉)。有些CTRLink產品帶有交叉連接(MDI)允許采用直通電纜級聯集線器和交換機。沒有此特性的型號級聯需要采用交叉電纜。帶管理功能EISX可對提供自動交叉連接的自動-MDIX特性進行允許。

    光纖
    所有CTRLink產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。1一對光纖用于網絡末端應用,兩對光纖支持菊花鏈型光纖骨干網方案。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。

    廣播風暴控制
    廣播是從一個站點向網絡中所有其它站點發送,通常在配置過程中使用。盡管此方式對網絡無害,由一個有問題的站點發出過度的廣播信息會消耗網絡帶寬,因而禁止其它,更多有用的信息發送出來。該廣播風暴可通過帶有此性能的產品進行最小化。

    LED顯示
    所有CTRLink產品都有LED顯示,以幫助操作者理解在集線器、交換機和接口轉接器上的單個端口狀態。依據型號和產品的復雜程度,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。


    先進特性提供更高的性能
    所有CTRLink產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支持一種獨特的監測雙絞線信號強度的方式。在一個配置屏幕上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。

    固定端口設定
    設定端口參數如速率、雙工和流量控制通常采用自動協商協議實現。但有時,用戶也想對這些參數進行預設以保證快速可靠的啟動。通過固定端口設定特性,自動協商協議可禁止,在每個端口上的單個參數可手動設置。

    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絡中存在出錯狀態。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某個端口狀態。開閉情況(是出錯時閉合還是打開)亦可編程。

    控制端口
    為了對多個先進的特性進行配置,在可配置和管理型產品上提供了控制端口。它由DB-9接頭(male)組成,接成DTE端口,速率設定在9600波特率(8位數據、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協議(RTU,從站)
    Modbus協議是一個有名的可從一個主站訪問多個工業設備的簡單協議。EISC產品支持這個協議。對于熟悉這個協議的人來說,使用功能碼3(Read Holding Registers),6(Preset Single Register)和16(Preset Multiple Register)配置和訪問EISC的狀態非常容易。通過寄存器的傳送,監管的主站PLC可監測單個交換機端口的狀態。

    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連接。通過分配單個端口為骨干端口,在交換機間可產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備的可用端口的數量。

    服務質量(QoS)
    服務質量是對某些傳送授權優先權的方法。有多種方案存在。有些方法基于端口與端口的基礎授權,其它方法檢查發送的以太網幀的字段。在EISC和EISX型號上,QoS支持有所不同。

    虛擬局域網(VLAN)
    VLAN允許網絡通訊通過一個交換機進行邏輯分隔,產生更高的性能和高度的網絡安全。

     
     
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