赫斯曼高可靠性工业网络解决方案

1、赫斯曼高可靠性工业网络解决方案一、工业现场总线解决方案一一现场总线的冗余、容错结构各种现场总线，诸如 Profibus、FIP、WorldFIP、Modbus Plus 或 Genius Bus 等，它们的通信等级一般都最接近于控制过程，因此有最严格的实时性和可靠性要求。现场 总线也有各种各样的冗余概念。在大多数应用中，冗余环结构是最经济的。与物理层、控制 器和I/O的完全双冗余相比，超级冗余环（HIPER-Ring）以相当低的成本大大提高了工厂设 备的可靠性。例如，如果联接的线缆发生一处故障，环形结构将转换为通信功能相同的总线 结构，从而排除这一故障的影响。通常用户在应用级不会发现这个网络重

2、组过程。因此，我 们的网络设备提供了一个故障信号触点以通知服务和维护人员发生报警。线路故障时的网络重组时间只在数条信息的数量级一一这是通过每个光纤模块对 于环的连续动态监测实现的，而无需具有特殊设置的控制单元。二、工业以太网解决方案一一以太网冗余容错结构以太网在过去很长时间内被认为不适合工业应用。目前以太网正处在它的第二次革 命过程中，它以风暴般的速度迅速占领了自动化市场。如今的以太网与25年前的CSMA/CD （载波侦听多路访问/冲突检测）已经没有太多的联系，可以完不犹豫地采用“实时性”这 样的术语对它加以描述。即使传统的总线结构，过去因为各网络设备分享带宽并因此不可避 免地产生瓶颈和冲突，

3、现在也可以用于现代工业网络。传统的以太网需要最多1.2毫秒才能传输1518个字节的数据包；而快速以太网的 传输时间仅为120微秒。如果采用千兆以太网，则可将传输时间减少到12微秒。以太网的 发展还远没有结束。从2002年6月13日起，IEEE已经开始规划10G的以太网标准 IEEE802.3ae。三、 今天以太网成功的基石快速以太网和交换技术现代以太网标准，比如交换、全双工传输、实时数据优先级、带宽从10Mbps到 100Mbps甚至1000Mbps的发展，使以太网标准成为透明的工业自动化网络的首要选择。快速以太网被广泛接受的一个主要原因是它与以太网的极大相似性。实质上，快速 以太网是基于以太

4、网的双绞线标准（10Base-T）之上发展起来的，但是传输速度为后者的 10倍，达到了 100Mbps。而且在大多数情况上，仍然可以延用现有的布线。交换技术的引入使将网络划分为多个冲突域成为可能。这样点对点的传输意味着不 再有冲突。交换机可以学习网络终端设备的地址并将数据只传输到需要它的地方，从而大大 降低了网络上的流量。因此可以根据需要对网络进行扩展，两台交换机之间的传输距离，采 用多模光纤可以达到4km，而采用单模光纤可以达到100km。此外，全双工工作方式实际上 将带宽扩大为原来的两倍（发送和接收同时进行）。交换机也使10Mbps和100Mbps技术相 结合成为可能。快速以太网交换技术的

5、另一个成功因素在于它可以逐渐采用新的技术，换句 话说，不必一次改变整个网络，可以一点一点将传统的以太网移植到100Mbps快速以太网。工业自动化的现代概念越来越多地要求新的网络技术必须满足现有的对鲁棒性，尤 其是可靠性方面的特殊需求。网络可靠性也因而成为新网络方案被接受的主要因素。对于企 业管理者来说，网络故障造成的生产停顿代价高昂，因此需要一个可靠而且容错的网络系统。采用以太网交换技术，将网络故障限制在个别的子网段范围以内，赫斯曼采用抗干 扰的光纤介质和集成的冗余机制提高了网络的可靠性，从而为生产系统的正常运行提供了保 障。过去由于没有其它方法，冗余网络大多采用双总线方式予以实现。现在以太网

6、和交 换技术使建立简单的冗余环成为可能。仅需要在总线网络的两端之间增加一条连接就可以实 现高效高性价比的冗余了。四、赫斯曼的冗余等级赫斯曼的HUB和交换机可以构成环形结构用于要求高实时性高数据传输可靠性的 场合。网络的冗余机制能够检测网络故障并瞬时激活备用系统，使传输介质发生故障时网络 亦能正常工作。拥有专利的共享以太网环赫斯曼的HUB系统可以用于建立环形结构的共享以太网，在发生多处故障的情况下 网络也可以保持完全的可操作性。赫斯曼的HUB具有一项特殊功能，当链路发生故障时，能 在20毫秒时间内切换到冗余连接。五、交换式快速以太网冗余环赫斯曼工业级卡轨系列交换机（RS2-XX/XX和MICE系列）允许形成封闭的“总线” 结构，从而形成图3、4、5所示的冗余环。工业级卡轨系列交换机（RS2-XX/XX和MICE系 列）的一个重要功能是内置了冗余管理器，支持超级冗余环。如果发生连接故障时，环形结 构可以在小