Tại sao lại nên sử dụng Ethernet switches công nghiệp?

Lợi ích của Ethernet Switches  công nghiệp so với switches thông thường. Industrial Ethernet Switches được thiết kế để làm việc trong môi trường nhà máy, sản xuất công nghiệp, và những môi trường khắc nghiệt.

Những đặc tính quan trọng của Switch công nghiệp như (nhiệt độ, Shock, rung, va trạmv.v) đều đáp ứng hoặc vượt trên những yêu cầu trong việc kết nối tới các thiết bị như PCL, Ethernet I/O, HMI, v.v. phần lớn các loại Ethernet switch thông thường có nhiệt độ làm việc từ 0-40C và không đáp ứng các tiêu chuẩn về chống rung, Shock. Nhưng phần lớn các IE switch đáp ứng nhiệt độ làm việc từ 0-75C có thể lên tới 85C, và chịu đựng khả năng rung shock cực tốt. Hơn nữa các IE Switch được thiết kế rất chắc chắn và tất cả được làm bằng vỏ kim loại sử dụng phù hợp với Din-Rail hoặc Panel mounting, những thiết kế mà hầu hết các IT switch không có được.  Hầu hết các loại Switch thông thường và bộ chuyển tín hiệu thông thường không thiết kế sẵn các phương án gá lắp hợp lý.

Những ưu điểm khác của Ethernet switch công nghiệp

Đó là được trang bị nguồn cấp dự phòng đảm bảo cho thiết bị hoạt động liên tục trong khi đó tất cả switch thông thường chỉ được trang bị một nguồn cấp duy nhất và sử dụng các adapter thông thường.

industrial Switch đạt tiêu chuẩn Class I Div 2 (một tiêu chuẩn quan trọng trong điều kiện phòng nổ) trong khi Switch thông thường không bao giờ có. Tiêu chuẩn này cho phép các industrial Ethernet switch có thể làm việc được trong các môi trường dễ cháy nổ như oil/Gas hoặc môi trường có hóa chất gâycháy nổ.

Industrial Ethernet switch có thay thế được Switch thông thường?

Ethernet được sử dụng nhiều và thường xuyên trong các văn phòng trước khi switch công nghiệp được biết tới. Thiết bị switch thông thường được biết đến với các yếu tố như khả năng làm việc đơn giản, giá thành rẻ. Khá thường xuyên, khi các công ty đánh giá về công nghệ lại không kiểm tra về khả năng thay thế của industrial Ethernet switch so với các loại Ethernet switch và Router thông thường.

May mắn là Industrial Ethernet Switch cung cấp nhiều lợi ích hơn so với 4 tiêu chí chính để có thể thay thế vị trí của những Ethernet switch thông thường đang được sử dụng. Tất cả các tính năng thay thế của Switch và hub thông thường được liệt kê ra dưới đây:

• Dây kết nối tới môi trường điều khiển không khí

Trong trường hợp này, khách hàng sẽ để thiết bị mạng thương mại trong môi trường điều khiển khí hậu và chạy cáp tới mọi node Ethernet công nghiệp. Điều này không những tốn kém mà còn giảm độ tin cậy. Industrial Ethernet switches cung cấp cơ hội để loại bỏ đáng kể  về các chi phí cho các loại dây đắt tiền khi so sánh với

• Xây dựng môi trường điều khiển khí hậu ở khu vực khắc nghiệt.

Trong trường hợp này, khách hàng, để giảm chi phí dây điện, sẽ xây dựng một môi trường kiểm soát khí hậu cho các thiết bị quanh ngôi nhà trong một môi trường khắc nghiệt (tức là 4 enclosures với Peltier làm mát và vách ngăn gắn kết nối).Giải pháp này rất tốn kém và có thể tăng nguy cơ thất bại. Do đó loại trừ sự cần thiết cho thiết bị kiểm soát không khí đắt tiền.

•  Sử dụng đơn giản với thiết bị thương mại  mà không liên quan đến sự không phù hợp của môi trường

Đây là một sự thay thế, nhưng không phải là một điều quá hữu ích. Trong trường hợp này, khách hàng sử dụng thiết bị thương mại trong môi trường khắc nghiệt.Thiết bị này không phải là để cho những môi trường đó và sẽ có thể thất bại hoặc giảm độ tin cậy của hệ thống. Trong các cuộc thảo luận của chúng tôi với khách hàng sử dụng thay thế này, nó chỉ thực hiện vì họ không nhận thức được rằng các thiết bị công nghiệp đã có sẵn. Họ rất mở để sử dụng Industrial Ethernet Switches.

Mặt khác, nhiều switches thương mại sử dụng công nghệ cut- through nên rất dễ bị nhiễm các gói tin xấu trên mạng. Tuy nhiên, Switches công nghiệp sử dụng công nghệ lưu trữ và công nghệ forward thực hiện CRC (cyclic redundancy checks) và đảm bảo sự toàn vẹn của bất kỳ gói dữ liệu forward nào.

• Sử dụng Hubs thay vì switches?

Trong ki Hub rẻ hơn Switches, nhưng chúng không loại bỏ được những xung đột, vì vậy mà tạo ra các vấn đề liên quan đến Ethernet networks. Thảo luận sau đây sẽ minh họa sự khác biệt giữa Switches và hubs.

Hub cũng được biết đến như một bộ lặp, là một thiết bị đơn giản để kết nối các node Ethernet.

Hub forward gói dữ liệu nhận được từ một trạm tới tất cae các port . Tất cả người dùng được kết nối tới một hub đơn hoặc các Hub được kết nối với nhau để chia sẻ cùng một băng thông. Như các nodes được thêm vào mạng, chúng cạnh tranh cho một số lượng hữu hạn các băng thông (điển hình là 10 or 100 Mbs). Vì vậy, va chạm dữ liệu được đảm bảo khi một hub được sử dụng và mạng định tuyến (khả năng để đảm bảo một gói dữ liệu được gửi/nhận trong một số lượng hữu hạn của thời gian) là không thể. Đây là lý do chính khiến Ethernet có lịch sử không được chấp nhận trong ứng dụng điều khiển. Hầu hết các hệ thống điều khiển có một yêu cầu thời gian nhất định để truyền gói tin (<100ms). Điều này không được đảm bảo với một Hub và đặc biệt là khi  mạng đang bận. Bạn có thể tưởng tượng những vấn đề này có thể gây ra những lỗi trong các ứng dụng điều khiển.

Điều này tương tự như một làn đường duy nhất. Bạn không thể có được trên đường cho đến khi  không có bất kỳ ai tham gia giao thông. Với một Hub, bạn không thể gửi một gói tin cho đến khi mạng lưới giao thông thông thoáng .Tương tự khác là một dòng điện thoại. Nếu bạn chia sẻ một đường dây điện thoại với 8 người, bất cứ lúc nào và bất kỳ người sử dụng nào đều nhận được cuộc gọi, điện thoại của bạn sẽ đổ chuông. Tất cả người dùng sẽ phải trả lời để xác định nếu các cuộc gọi được gọi cho họ. Ngoài ra, không có người dùng khác có thể sử dụng điện thoại trong khi một người nào khác đang sử dụng nó.

Một Industrial Ethernet Switch , là một thiết bị phức tạp hơn với trí thông minh để kết nối các nút Ethernet. Switches loại bỏ vấn đề của định mạng bằng cách cung cấp băng thông đầy đủ với lưu trữ đến từng nút hoặc một nhóm các nút. Switch loại bỏ tất cả các xung đột mà thường làm cho Ethernet không xác định. Một Switch sẽ chỉ gửi dữ liệu chỉ tới cổng mạng thích hợp hoặc segment, không phải toàn bộ mạng là một hub. Switch forward dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC (duy nhất cho mỗi thiết bị phần cứng trên mạng) có trong các gói dữ liệu. Switch phải lưu trữ các địa chỉ MAC của mỗi thiết bị nó giao tiếp, đòi hỏi tốc độ cao dual ported SRAM (hub không có yêu cầu bộ nhớ). Switches xác định vị trí của mỗi nút và thiết lập kết nối tạm thời giữa chính nó với  nút và chấm dứt khi gói tin được chuyển giao.

Sử dụng tương tự trong ứng dụng đường cao tốc , chúng tôi đã biến con đường duy nhất vào một làn đường cao tốc 8-lane. Một làn đường có thể được dành riêng cho các nút nhiệm vụ quan trọng bảo hiểm cho giao thông luôn luôn có thể có được thông qua trong một thời gian xác định trước.
Giống như điện thoại, điện thoại đổ chuông khi cuộc gọi cho bạn và bạn có thể sử dụng điện thoại khi người khác đang sử dụng nó.

Tóm lại

Tóm lại, một Industrial Ethernet Switch  giúp làm tăng băng thông mạng và cung cấp định mạng cho các ứng dụng điều khiển công nghiệp, và cung cấp các giải pháp với chi phí hoàn hảo nhất cho môi trường công nghiệp ..