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   引言

   如同低溫結(jié)冰能夠阻塞河水的流動，極端溫度也可能切斷遠程數(shù)據(jù)流的輸送。由于現(xiàn)代化設(shè)施與控制系統(tǒng)都依賴信息流運營，哪怕出現(xiàn)極短時間的通信中斷，也會給組織的運營帶來巨大的風險。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(shè)計時并未考慮極端溫度、濕度、振動、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。與路由傳輸有所不同，商業(yè)級以太網(wǎng)交換機常常會發(fā)生故障，例如在面對極端條件時自動關(guān)機。此類交換機主要面向環(huán)境可控的數(shù)據(jù)中心和布線室而設(shè)計，不宜在戶外使用。

   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臺性能穩(wěn)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交換機運行的系統(tǒng)能連續(xù)運轉(zhuǎn)，需要了解極端條件對不同類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。本白皮書將探索如何優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，才能獲取最大的連續(xù)運行時間。

   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，便會放慢速度，因此可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包等現(xiàn)象。當以太網(wǎng)交換機溫度過冷或過熱時，其組件都無法正常工作，即無法傳輸或存儲數(shù)據(jù)。這會降低運營的透明度，妨礙自動控制系統(tǒng)執(zhí)行任務。受遠程環(huán)境中以太網(wǎng)交換機管理的數(shù)據(jù)，其價值不僅在于數(shù)據(jù)本身，更在于它在支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動化過程中所扮演的重要角色。數(shù)據(jù)流若中斷，可能導致聯(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，由于操作員沒有其他系統(tǒng)可供操作，可能因此缺乏在事態(tài)惡化之前對事故進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了莫大的威脅。系統(tǒng)崩潰，導致我們對運營過程缺乏清晰了解，一腳踏入了危險境地，還可能導致安全系統(tǒng)關(guān)閉。不僅如此，因系統(tǒng)崩潰而產(chǎn)生的緊急搶修費用比計劃內(nèi)預防維護費用要高出許多（特別是在遠程地點），用戶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(jù)一家客戶估計，計劃外停機每延長一分鐘，公司就將額外支付10,000美元。若是鉆井平臺、風力發(fā)電廠、管道運輸?shù)裙ぷ鳝h(huán)境發(fā)生此類狀況，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(shù)英里開外。

  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(jié)進行成功配需，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(nèi)區(qū)域。這樣一來，幾乎不可能因極端溫度、沖擊、振動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），這在為遠程地點挑選交換機時是一個重要的考慮事項。另外，交換機上一般還需安裝風扇。

  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(nèi)可靠工作，也就是說，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)級和工業(yè)級交換機的規(guī)格。舉例來說，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，或是通過人機界面 (HMI) 查看。負責監(jiān)控交換機的人員或系統(tǒng)，可以逐個端口查看數(shù)據(jù)流，輕松發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流速減緩的端口——這就是問題所在。更為先進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。用戶可實時查看、處理數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫和其他用于分析、維護規(guī)劃的應用進行共享。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似的功能，但需要進行復雜的配置和編程。

  工業(yè)交換機輕松應對
 
                     

  任何機構(gòu)都不能將自己的運營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的連續(xù)運行時間。關(guān)鍵在于使用針對環(huán)境而設(shè)計、可進行遠程或主動式管理以避免故障、運行不再受工作條件制約的設(shè)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工作或是商業(yè)級交換機難以應對的地區(qū)。

  紅獅自動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)過硬化處理，是嚴酷戶外環(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時性能的行業(yè)。這些交換機在保證內(nèi)部冗余性的同時，又可結(jié)合先進的安防和網(wǎng)絡(luò)管理功能。在提供監(jiān)控和跟蹤工具的同時，它們更能確保基礎(chǔ)設(shè)施順暢地連續(xù)工作。請訪問 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)自動化與網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的通訊、監(jiān)測和控制專家，紅獅控制公司四十余年來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)的公司獲取實時數(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。更多資訊敬請訪問www.redlion.net/chinese。紅獅隸屬于思百吉集團。