引言

   如同低溫結冰能夠阻塞河水的流動(dòng)，極端溫度也可能切斷遠程數據流的輸送。由于現代化設施與控制系統都依賴(lài)信息流運營(yíng)，哪怕出現極短時(shí)間的通信中斷，也會(huì )給組織的運營(yíng)帶來(lái)巨大的風(fēng)險。商業(yè)級以太網(wǎng)交換機已被證明是非常脆弱的，這是因為它們設計時(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)級以太網(wǎng)交換機常常會(huì )發(fā)生故障，例如在面對極端條件時(shí)自動(dòng)關(guān)機。此類(lèi)交換機主要面向環(huán)境可控的數據中心和布線(xiàn)室而設計，不宜在戶(hù)外使用。

   極端條件不應該成為網(wǎng)絡(luò )崩潰的理由。如今，全球各地有成千上萬(wàn)臺性能穩定的工業(yè)級以太網(wǎng)交換機運行在遠程網(wǎng)絡(luò )中。工業(yè)級以太網(wǎng)交換機雖不能避免極端條件，卻能避免因極端條件而導致的昂貴后果。為了確保交換機和依賴(lài)交換機運行的系統能連續運轉，需要了解極端條件對不同類(lèi)型交換機性能的影響和限制，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運行時(shí)間。

   極端環(huán)境條件如何影響網(wǎng)絡(luò )運行

   當以太網(wǎng)交換機達到極限工作溫度時(shí)，便會(huì )放慢速度，因此可能出現數據丟包等現象。當以太網(wǎng)交換機溫度過(guò)冷或過(guò)熱時(shí)，其組件都無(wú)法正常工作，即無(wú)法傳輸或存儲數據。這會(huì )降低運營(yíng)的透明度，妨礙自動(dòng)控制系統執行任務(wù)。受遠程環(huán)境中以太網(wǎng)交換機管理的數據，其價(jià)值不僅在于數據本身，更在于它在支持網(wǎng)絡(luò )系統自動(dòng)化過(guò)程中所扮演的重要角色。數據流若中斷，可能導致聯(lián)網(wǎng)設備、生產(chǎn)控制軟件，甚至是安保和安全系統意外關(guān)閉。此時(shí)，由于操作員沒(méi)有其他系統可供操作，可能因此缺乏在事態(tài)惡化之前對事故進(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。系統崩潰，導致我們對運營(yíng)過(guò)程缺乏清晰了解，一腳踏入了危險境地，還可能導致安全系統關(guān)閉。不僅如此，因系統崩潰而產(chǎn)生的緊急搶修費用比計劃內預防維護費用要高出許多（特別是在遠程地點(diǎn)），用戶(hù)可能因此而承擔高額的成本。與故障相伴的還有高生產(chǎn)成本。據一家客戶(hù)估計，計劃外停機每延長(cháng)一分鐘，公司就將額外支付10,000美元。若是鉆井平臺、風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)、管道運輸等工作環(huán)境發(fā)生此類(lèi)狀況，其成本將更高——畢竟技術(shù)嫻熟的維護技術(shù)人員與備件，都遠在數英里開(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，就可將網(wǎng)絡(luò )故障發(fā)生的機率變得微乎其微。要對交換機與操作環(huán)節進(jìn)行成功配需，首先需要對兩種交換機 – 商業(yè)和工業(yè)級交換機 – 的性能和局限性進(jìn)行細致了解。

  商業(yè)級以太網(wǎng)交換機

  商業(yè)級以太網(wǎng)交換機通常用于氣候可控的環(huán)境中，例如辦公室和其他室內區域。這樣一來(lái)，幾乎不可能因極端溫度、沖擊、振動(dòng)和電氣噪聲而對其性能產(chǎn)生影響。通常，商業(yè)交換機的額定工作溫度范圍為 0° 到 45°C（32° 到 113°F），這在為遠程地點(diǎn)挑選交換機時(shí)是一個(gè)重要的考慮事項。另外，交換機上一般還需安裝風(fēng)扇。

  工業(yè)級以太網(wǎng)交換機
 
                    

   工業(yè)級以太網(wǎng)交換機能夠在 -40° 到 85°C（-40° 到 185°F）溫度范圍內可靠工作，也就是說(shuō)，它們可以在人們難以到達的極端環(huán)境中運行。對于能源、油氣、運輸和制造等行業(yè)，工業(yè)級交換機是其工業(yè)自動(dòng)化控制系統必不可少的組成部分。此處插入的圖表并排比較了商業(yè)級和工業(yè)級交換機的規格。舉例來(lái)說(shuō)，工業(yè)級交換機能夠在野外工作 20 到 30 年，而商業(yè)級交換機的平均故障間隔時(shí)間 (MTBF) 一般比工業(yè)級交換機要短 3 年。

  藉高級報警功能防故障于未然
 
                           

  許多工業(yè)級交換機提供診斷功能，可在低溫或其他極端條件對其造成危害前預警，避免機器停機。對于交換機而言，一個(gè)可選功能是定期發(fā)送診斷數據包，這些診斷數據可以集成到管理系統中，或是通過(guò)人機界面 (HMI) 查看。負責監控交換機的人員或系統，可以逐個(gè)端口查看數據流，輕松發(fā)現數據流速減緩的端口——這就是問(wèn)題所在。更為先進(jìn)的交換機具備嵌入式瀏覽器功能，提供更強大的診斷功能并支持遠程故障排除。用戶(hù)可實(shí)時(shí)查看、處理數據，同時(shí)將數據與數據庫和其他用于分析、維護規劃的應用進(jìn)行共享。這些都是許多工業(yè)級交換機所自帶的功能。盡管商業(yè)級交換機如今也能提供類(lèi)似的功能，但需要進(jìn)行復雜的配置和編程。

  工業(yè)交換機輕松應對
 
                     

  任何機構都不能將自己的運營(yíng)托付給天氣良好和環(huán)境條件盡善盡美的美好愿望，他們更應該依靠的是合適的工業(yè)級以太網(wǎng)交換機以及其他組件，匯集更高的性能以及更長(cháng)的連續運行時(shí)間。關(guān)鍵在于使用針對環(huán)境而設計、可進(jìn)行遠程或主動(dòng)式管理以避免故障、運行不再受工作條件制約的設備。工業(yè)級以太網(wǎng)交換機只為完美完成作業(yè) – 即使在那些不適合人類(lèi)工作或是商業(yè)級交換機難以應對的地區。

  紅獅自動(dòng)化控制集團出品的工業(yè)級以太網(wǎng)交換機，將高性能與堅固耐用的可靠性融為一體，造就了適合當今眾多工業(yè)應用的“兩全其美”的解決方案。我們的 N-Tron 和 Sixnet 系列交換機經(jīng)過(guò)硬化處理，是嚴酷戶(hù)外環(huán)境的理想之選，適于包括能源、變電站、油氣、運輸和其他要求在極端運行條件下提供實(shí)時(shí)性能的行業(yè)。這些交換機在保證內部冗余性的同時(shí)，又可結合先進(jìn)的安防和網(wǎng)絡(luò )管理功能。在提供監控和跟蹤工具的同時(shí)，它們更能確?；A設施順暢地連續工作。請訪(fǎng)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)交換機的信息。

  紅獅控制優(yōu)勢

  作為全球工業(yè)自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的通訊、監測和控制專(zhuān)家，紅獅控制公司四十余年來(lái)一直致力于為客戶(hù)提供創(chuàng )新性解決方案。我們以屢獲殊榮的技術(shù)幫助全球范圍內的公司獲取實(shí)時(shí)數據，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、亞太地區和歐洲設有辦事處。更多資訊敬請訪(fǎng)問(wèn)www.redlion.net/chinese。紅獅隸屬于思百吉集團。