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                   隨著以太網技術的不斷發展以及普及，使得現在的可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller簡稱PLC)大都開始具備以太網接口用于通信用途，但是PLC基本上都是用于工業現場的控制系統，工業現場電磁環境復雜，外部環境惡劣（高溫，低溫，高塵等因素），并且工業控制系統對于數據通信的實時性和可靠性具有很高的要求，通信延時必須要控制在毫秒級別（民用以太網則能夠容忍數秒的延時），一旦出現通信中斷的情況，能夠在毫秒級別的時間內啟用冗余備份鏈路恢復通信（民用以太網一般在數秒或者數分鐘之內恢復通信都不會出現問題）。綜上所述，可編程邏輯控制器不能基于民用以太網進行數據通信，必須要采用工業以太網作為其通信網絡。

PLC數據通信分為兩種：與計算機之間的數據交換以及PLC之間的通信。其中以太網因為支持廣泛，已經成為事實上的網絡通信標準，并具有良好的開放性和擴展性，其已經成為PLC通信接口的標準配置。現在的工業以太網技術已經從原先的10/100M通信速率邁向千兆以太網標準，極高的通信速率也為PLC數據通信的實時性提供了技術保障。光纖技術在工業以太網中的應用使得其在工業現場抗電磁干擾能力得到了極大的提高以及使得以太網設備之間的傳輸距離可以達到數十公里，從而使得可以在車間現場直接構建工業以太網直接與PLC通信。通過以太網通信，任何與以太網連接并得到授權的計算機都可以與PLC進行數據交換。通過工業以太網與PLC相結合，我們可以構置全分散，全開放的工業控制系統。
綜上所述，在工業現場構建以太網通信網絡與在民用場所構建局域網具有很大的不同：1.工業現場環境惡劣，高溫，高塵，高電磁干擾等因素嚴重影響網絡通信的穩定性。2.對于實時性的要求非常高，要求高可靠性和極短的自恢復時間。3.網絡設備電源的穩定冗余供應以及安全可靠的安裝方式。交換機作為通信網絡的最重要組成部分，必須要滿足以上幾點才可以構建穩定可靠的工業以太網通信網絡。

此外，工業現場的數據通信要求與商業場合的通信要求具有很大的不同：工業控制現場的數據是連續性的小數據包，但是節點眾多，匯聚在一起的話所產生的數據量就比較大，工業控制生產現在基本上都是分布式控制，PLC獲取的數據以及上傳的數據一般都是在其所在的生產車間或者生產組內部使用，只有少量的數據需要從外部獲取或者上傳至外部計算機，還有就是工業控制過程中產生的數據需要同時告知眾多的其他節點，以方便其他的控制器作出相應的動作。

針對工業現場的相關需求，深圳市國科偉業通信技術有限公司生產的工業以太網交換機能夠很好的滿足工業現場的相關需求。在此案例中我們采用的是NIES-608-2F和NIES-608-4F兩種型號。兩者均為導軌式安裝適應工業現場安裝，帶有網絡管理功能，采用工業四級設計，寬溫設計方案能夠適應-40℃～75℃的嚴苛溫度環境，采用高強度波紋式金屬外殼，散熱性好。其中NIES-608-4F帶有四路光口以及四路以太網接口，而NIES-608-2F則是帶有兩路光口以及六路以太網接口，通過對其進行靈活配置，組合成菊花鏈環網拓撲結構，有效的保證整個工業以太網通信的穩定性和可靠性。其具體配置如下：

利用NIES-608-4F導軌式光纖交換機組建主干冗余環網，將該型號交換機的其中兩個光纖接口手牽手菊花鏈方式組成單環網（假設三臺A,B,C，使用四個光纖接口中的兩個1，2，A1連接B2,B1連接C2,C1連接A2），主干冗余環網直接縱貫整個工廠生產現場的所有車間作為主干通信線路，交換機離散分布在各個車間內部，做到每個車間放置一臺NIES-608-4F型交換機。然后在每個車間內部根據現場的實際情況，配置多臺NIES-608-2F網管型工業以太網交換機。該型號的交換機每臺具備兩個光纖接口，同樣按照菊花鏈的方式與NIES-608-4F的剩余兩個光纖接口共同組成單環網連接通信，這樣就形成了多臺NIES-608-4F組成主干冗余環網貫穿整個工廠，而多臺NIES-608-2F組成相應的單環網與主干冗余環網相切連接通信，交換機的以太網接口與PLC的以太網接口相連接實現全雙工通信。具體連接可以參照連接示意圖。

通過采用NIES-608-4F型光纖交換機和NIES-608-2F型工業以太網交換機的多層靈活配置，在每個生產車間配置一個光纖冗余環網組成局域網，車間內部的PLC通過該局域網進行內部通信，大多數通信數據都在局域網內流通，由于某個車間內部的PLC數量相對來說較少，整個環網的數據流量不會太大，采用百兆的帶寬足夠系統使用。而與局域網外部的PLC或者計算機進行數據交換則利用主干冗余環網進行通信，由于車間內部的PLC以及計算機與外部交換的數據相對較少，整個主干冗余環網的數據流量相對來說也是不大，采用百兆的帶寬也是足夠整個系統使用。由于將整個工業控制網絡劃分為多個局域網，劃分了廣播域，有效的抑制廣播風暴。且某個冗余環網一旦某個節點出現問題，由于環網中的交換機數目比較少，冗余環網的自愈時間相對來說也比較短。