探秘联接-技术小课堂之什么是工业交换机

大家好，我是总体规划部范海明,这堂课我们一起来了解工业交换机，那什么是工业交换机呢，我们可以从外观、产品设计、应用认证、典型厂商，来认识工业交换机。

从外观来看，和商规交换机差别很大，既有和商规交换机类似的机架式交换机，也有M12接口、PCB板形式的交换机，还有小型化的导轨交换机。

产品设计上，为了满足工业应用中的复杂环境，工业交换机需要具备以下特点：

1、首先是电源，工业交换机一般提供双电源冗余供电，同时支持宽电压输入。

2、其次工业交换机是可以在宽温环境中正常运行，常见的宽温规格为-40℃~75℃；而商用交换机工作温度范围往往在0~50℃之间。

3、关于散热方式，工业交换机主要是靠机壳散热，因为常见的商用交换机是通过风扇散热的，而风扇易发生故障，引起设备高温宕机。

4、安装方式，最后为了适应复杂的安装环境，工业交换机支持DIN导轨、机架、挂墙等丰富的安装方式。

5、 工业交换机的外壳一般采用耐腐蚀的铝合金材料。

6、电解电容目前是通用元器件中最脆弱的元器件。高质量的工业交换机都会采用钽电容和高分子电容；无法避免电解电容的高压部分一般都采用日系、美系、及欧系的电解电容。

我们再来看一下应用认证，在具体的工业环境中，需要满足相关认证才能使用，例如轨道交通，需要支持抗震的EN50155认证，环保行业要满足节能需求认证；在户外使用时，防水防尘等级需要达到IP65以上；在电力环境中，需要满足抗电磁干扰IEC-61850认证，煤矿中需要满足Class 1 Division 2防爆需求，是不是很严格呢。

工业交换机做了这么多可靠性设计，就是为了适应严苛的行业应用。例如油田上，冬天温度低至-30℃，就需要交换机在低温环境中能够稳定运行。

风电应用中，风机距离升压站较远，不便维护，需要交换机支持环网冗余，降低网络故障的发生。在风机内部，设备复杂，电磁干扰较大，需要交换机满足抗电磁干扰的需求，此外风机多安装在西北区域，冬天也面临低温的考验。

在城市综合管廊中的环境监控和视频监控中，工业环网交换机也有大量的使用。

轨道交通行业，对交换机要求更加苛刻。既要满足抗震要求，也要满足实时性，同时地铁环境同样存在复杂的电磁干扰，也要求交换机具备抗干扰能力。

最后，介绍一下协议交换机，这类交换机在自动化系统中更为常见。简单理解，首先是工业交换机，加上专用的工业协议芯片，这样的设备就是工业协议交换机。

那工业协议交换机有哪些特点呢？工业自动系统中，对通信的实时性要求较高，而普通的IP协议是尽力而为的机制，为了保证工业设备通信的可靠性，通过专有协议构建实时的专用通道，同时常规的芯片也支持非实时的以太网数据。

当然，也方便自动化客户通过自动化协议管理交换机。

目前，常见的协议交换机有3类，这些交换机分别支持modbus TCP，EtherNet IP ，Profinet协议。

如图所示，支持Profinet的交换机和支持Profinet的PLC，可以一起组网，被组态软件统一管理。例如支持Profinet的交换机和PLC设备可以直接组成环网来使用。是不是很神奇。

好，今天的内容就到这里，谢谢大家。

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