西門子工業(yè)以太網(wǎng)-簡介

從1985年開始，西門子就逐步地把以太網(wǎng)的概念引入到工業(yè)控制領域，到今天，西門子SCALANCE系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品，已經(jīng)在冶金、煙草、汽車、煤礦、造船、地鐵、電力、風電、交通、石化、水處理等多個行業(yè)的多個項目中得到了成功的應用，產(chǎn)品線也日臻完善。
 

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工業(yè)以太網(wǎng)簡介
 
----工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的強大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡。利用工業(yè)以太網(wǎng)，SIMATIC NET 提供了一個無縫集成到新的多媒體世界的途徑。 
----企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)(Intranet)，外部互聯(lián)網(wǎng)(Extranet)，以及互聯(lián)網(wǎng)(Internet) 提供的廣泛應用不但已經(jīng)進入今天的辦公室領域，而且還可以應用于生產(chǎn)和過程自動化。繼10M波特率以太網(wǎng)成功運行之后，具有交換功能，全雙工和自適應的100M波特率快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的標準)也已成功運行多年。采用何種性能的以太網(wǎng)取決于用戶的需要。通用的兼容性允許用戶無縫升級到新技術(shù)。 
為用戶帶來的利益
*高達80%，以太網(wǎng)毫無疑問是當今LAN(局域網(wǎng))領域中的網(wǎng)絡。以太網(wǎng)*的性能，為您的應用帶來巨大的利益： 
? 通過簡單的連接方式快速裝配。 
? 通過不斷的開發(fā)提供了持續(xù)的兼容性，因而保證了投資的安全。 
? 通過交換技術(shù)提供實際上沒有限制的通訊性能。 
? 各種各樣聯(lián)網(wǎng)應用，例如辦公室環(huán)境和生產(chǎn)應用環(huán)境的聯(lián)網(wǎng)。 
? 通過接入WAN(廣域網(wǎng))可實現(xiàn)公司之間的通訊，例如，ISDN 或Internet 的接入。 
SIMATIC NET基于經(jīng)過現(xiàn)場應用驗證的技術(shù),SIMATIC NET已供應多于400,000個節(jié)點，遍布世界各地，用于嚴酷的工業(yè)環(huán)境，包括有高強度電磁干擾的區(qū)域。 
工業(yè)以太網(wǎng)絡的構(gòu)成
一個典型的工業(yè)以太網(wǎng)絡環(huán)境，有以下三類網(wǎng)絡器件： 

• 網(wǎng)絡部件
  • 連接部件：
    • FC 快速連接插座
    • ELS(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機)
    • ESM(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機)
    • SM(工業(yè)以太網(wǎng)光纖交換機)
    • MC TP11(工業(yè)以太網(wǎng)光纖電氣轉(zhuǎn)換模塊)
  • 通信介質(zhì)：普通雙絞線，工業(yè)屏蔽雙絞線和光纖
• SIMATIC PLC控制器上的工業(yè)以太網(wǎng)通訊外理器。用于將SIMATIC PLC連接到工業(yè)以太網(wǎng)。
• PG/PC 上的工業(yè)以太網(wǎng)通訊外理器。用于將PG/PC連接到工業(yè)以太網(wǎng)。

工業(yè)以太網(wǎng)重要性能
為了應用于嚴酷的工業(yè)環(huán)境，確保工業(yè)應用的安全可靠，SIMATIC NET 為以太網(wǎng)技術(shù)補充了不少重要的性能： 
? 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)上與IEEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP 通訊協(xié)議 
? 10/100M 自適應傳輸速率 
? 冗余24VDC 供電 
? 簡單的機柜導軌安裝 
? 方便的構(gòu)成星型、線型和環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu) 
? 高速冗余的安全網(wǎng)絡，zui大網(wǎng)絡重構(gòu)時間為0.3 秒 
? 用于嚴酷環(huán)境的網(wǎng)絡元件，通過EMC 測試 
? 通過帶有RJ45 技術(shù)、工業(yè)級的Sub-D 連接技術(shù)和安裝屏蔽電纜的Fast Connect連接技術(shù)，確?，F(xiàn)場電纜安裝工作的快速進行 
? 簡單高效的信號裝置不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡元件 
? 符合SNMP(簡單的網(wǎng)絡管理協(xié)議) 
? 可使用基于web 的網(wǎng)絡管理 
? 使用VB/VC 或組態(tài)軟件即可監(jiān)控管理網(wǎng)絡

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西門子工業(yè)以太網(wǎng)交換機-類型匯總

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入門型 SCALANCE X-005

工業(yè)以太網(wǎng)入門級交換機SCALANCE X005是與一款非網(wǎng)管型的交換機，配有5個傳輸速率可達10/100 Mbit/s的RJ45端口。此產(chǎn)品價格低廉，在機器或設備島中可構(gòu)建具有交換功能的小型星形結(jié)構(gòu)或線形結(jié)構(gòu)。SCALANCE X005的金屬機身(IP30)堅固，小巧，適用于安裝在控制柜中，標準安裝軌道上，S7-300上，或者直接安裝在墻壁上。
? 5個傳輸速率達10/100 Mbit/s的 RJ45電氣插口 
? 通過LED進行設備診斷(電源、鏈路狀態(tài)、數(shù)據(jù)通訊)
? 配有固定護套的RJ45端口，專門為符合PROFINET標準要求的工業(yè)以太網(wǎng)連接插頭設計，IE FC RJ45插口，有去除應力和扭力的功能 
? 借助于集成的自動跳線功能，可使用非交叉電纜 
? 借助自動偵測功能，自動識別數(shù)據(jù)傳輸速率和自動協(xié)商功能 


SCALANCE X005的星形拓撲 
 
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非網(wǎng)絡管理型 SCALANCE X-100

 
    SCALANCE X-100的電氣和光學線形結(jié)構(gòu) 

SCALANCE X100系列非網(wǎng)管型交換機，帶有24處插口，用于總線型和星形型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)組態(tài)(10/100 Mbit/s)，以太網(wǎng)及相關(guān)機器應用的現(xiàn)場診斷。 
堅固精巧的金屬外殼很適合于工業(yè)使用，安裝在控制柜內(nèi)時可節(jié)省空間。 
SCALANCE X-100交換機可被用做電氣和電氣/光學兩種可用形式，當它們加入進網(wǎng)絡時，可實現(xiàn)電氣電路和光學電路的相互轉(zhuǎn)換。
? SCALANCE X-108 配置8個電氣端口 
? SCALANCE X116 配置16個電氣端口 
? SCALANCE X12 4配置24個電氣端口 
? SCALANCE X104-2 配置4個電氣端口和2個光學端口 (BFOC) 
? SCALANCE X106-1配置6個電氣端口和一個光學端口(BFOC) 
? SCALANCE X112-2配置12個電氣端口和2個光學端口 (BFOC) 
? 通過 LED（電源、鏈路狀態(tài)、數(shù)據(jù)通訊）和信號觸點（信號掩碼可使用按鈕現(xiàn)場設置）進行設備診斷。 
? 電源冗余 
? 配有固定護套的 RJ45 端口，專門為符合 PROFINET 標準要求的工業(yè)以太網(wǎng)連接插頭設計，IE FC RJ45插口，有去除應力和扭力的功能 
? 借助于集成的自動跳線功能，可使用非交叉電纜。 
? 數(shù)據(jù)傳輸率的自動檢測和協(xié)商可借助自動偵測來實現(xiàn)。 

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網(wǎng)絡管理型 SCALANCE X-200

    電信環(huán)網(wǎng)和光學軌跡中的高速冗余

SCALANCE X200系列網(wǎng)管型交換機用于總線型和星形結(jié)構(gòu)(10/100 Mbit/s)的以太網(wǎng)。
SCALANCE X200殼身設計緊湊，安裝進控制柜時節(jié)省空間，功能強大可輕松擴展網(wǎng)絡。
SCALANCE X200當作為冗余管理器與SCALANCE X-400/X-200IRT或OSM/ESM組合時，由于實現(xiàn)了環(huán)形冗余，因此，它提供了高效網(wǎng)絡可用性。
利用C-PLUG交換介質(zhì)，即便沒有編程設備，設備也可以快速更換；C-PLUG還可以確保在不需過于專業(yè)知識的情況下將更改配置和數(shù)據(jù)的應用程序傳輸?shù)搅硪慌_SCALANCE X200交換機上。
該裝置易于將SCALANCEX200交換機系列產(chǎn)品集成為符合PROFINET標準的進程及系統(tǒng)診斷功能。
SCALANCE X-200交換機有電氣和電氣/光學兩種形式，當這種變量加到網(wǎng)絡中后，便可實現(xiàn)電氣電路和光學電路間的轉(zhuǎn)換：
? SCALANCE X208配置8個電氣端口 
? SCALANCE X208PRO配置8個電氣端口 
? 防護等級是IP65，可組建星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)也可安裝在控制柜外面，運轉(zhuǎn)條件是24V直流電，或是有特殊要求時由PS791 -1 PRO供230V交流電 
? SCALANCE X204-2/X204-2LD配置4個電氣端口和2個光學端口(BFOC) 
? SCALANCE X206-1 /X206-1 LD配置6個電氣端口和一個光學端口(BFOC) 
? SCALANCE X212-2/X212-2LD配置12個電氣端口和2個光學端口(BFOC) 
? SCALANCE X216配置16個電氣端口 
? SCALANCE X224配置24個電氣端口 


SCALANCE X224的星形拓撲結(jié)構(gòu)

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等時同步實時 SCALANCE X-200IRT

使用SCALANCE X208PRO可組態(tài)星形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，控制柜外安裝，230 V AC電源

SCALANCE X-200IRT網(wǎng)管型交換機
這款SCALANCE X-200IRT交換機可用于配置實時和同步實時網(wǎng)絡，一個網(wǎng)絡就可以承受大量的實時數(shù)據(jù)通訊和標準數(shù)據(jù)通訊(TCP/IP)，從而避免了雙重基礎架構(gòu)的需要。
具有50臺交換機的情況下，高速冗余功能實現(xiàn)了幾塊的恢復響應時間(低于0.3秒)。
可組建環(huán)形冗余結(jié)構(gòu)和2個子網(wǎng)，例如，通過SCALANCE X-200IRT交換機可連接冗余的環(huán)形網(wǎng)。
? SCALANCE X-200IRT交換機有電氣和電氣/光學兩種形式 
? SCALANCE X204IRT配置4個電氣端口 
? SCALANCE X201-3PIRT配置一個電氣端口和3個光學端口(POF/PCF) 
? SCALANCE X200-4P IRT配置4個光學端口(POF/PCF) 
? SCALANCE X202-2IRT/X202-2P IRT配置2個電氣端口和2個光學端口(BFOC或POF/PCF) 
SCALANCE X-200IRT兩個子網(wǎng)的冗余耦合

? 通過LED(電源、鏈路狀態(tài)、數(shù)據(jù)通訊)和信號觸點(信號掩碼可使用按鈕現(xiàn)場設置)進行設備診斷 
? 電源冗余 
? 配有固定護套的RJ45端口，專門為符合PROFINET標準要求的工業(yè)以太網(wǎng)連接插頭設計，IE FC RJ45插口，有去除應力和扭力的功能 
? 結(jié)構(gòu)緊湊 
? 借助于集成的自動跳線功能，可使用非交叉電纜 
? 數(shù)據(jù)傳輸率的自動檢測和協(xié)商可借助自動偵測來實現(xiàn) 
? 通過信號觸點，SNMP，Web瀏覽器和PROFINET 10監(jiān)控功能進行遠程診斷 
? STEP 7中的集成配置和診斷功能 
? 交換機對于現(xiàn)有網(wǎng)絡管理的集成功能通過SNMP進程來實現(xiàn) 
? 自動 發(fā)送功能 
? 使用C-PLUG交換介質(zhì)可使設備快速被更換 

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網(wǎng)管增強型 SCALANCE X-300

使用SCALANCE X-300的光纖千兆位環(huán)網(wǎng)

SCALANCE X-300交換機系列的千兆以太網(wǎng)交換機適用于組建總線和星形結(jié)構(gòu)(10/100 Mbit/s)的高效能以太網(wǎng)?？伸`活構(gòu)建光纖和/或電信網(wǎng)絡，SCALANCE X300交換機可產(chǎn)生高效的網(wǎng)絡可用性，所以，舉例說，當它與冗余管理器功能相組合時會生成環(huán)形冗余并有冗余電源。
在C-PLUG的交換介質(zhì)幫助下，即便沒有編程機，設備也可以快速更換。C-PLUG還可以保證無需過于專業(yè)的操作知識下在另一臺交換機上實現(xiàn)更改配置和數(shù)據(jù)應用程序。SCALANCEX-300交換機之間可以建立千兆以太網(wǎng)連接。雙絞線用戶可以直接連接設備。
SCALANCE X-400交換機可與之理想的配合，例如，處理諸如 PCS7控制系統(tǒng)。可存在以下的網(wǎng)絡拓撲和拓撲的組合： 
? 高速以太網(wǎng)和具有高速媒介冗余的千兆級以太環(huán)網(wǎng)；為了防止傳輸鏈路或者交換機發(fā)生錯誤，多達50個SCALANCE X-300交換機流線型排列連接到一個環(huán)狀網(wǎng)內(nèi)，對于雙模的可組成一個總共長達150 km的線路，或者對單?？山M成一個總共長達1,300 km的線路。當環(huán)狀網(wǎng)內(nèi)一個傳輸路徑或者SCALANCE X-300交換機發(fā)生錯誤，傳輸路徑可在0.3秒內(nèi)重構(gòu)。 
? 采用SCALANCE X-300交換機的星形結(jié)構(gòu): 每個SCALANCE X-300交換機有一個星形觸點可通過電信號或者光信號與多達26個節(jié)點或子網(wǎng)相連。 
? 用來連接雙絞線的數(shù)據(jù)端子，或者網(wǎng)段(10/100/1000 Mbit/s級)。 
SCALANCE X-300有下面幾種型號可供使用: 
? SCALANCE X310: 是帶有三個千兆級端口和七個高速以太網(wǎng)端口的交換機。 
? SCALANCE X308-2: 是帶有一個千兆級電氣端口、七個高速以太網(wǎng)端口和兩個千兆級多模玻璃纖維光學端口(含有 SC插座)的交換機。 
? SCALANCE X308-2LD: 是帶有一個千兆級電氣端口、七個高速以太網(wǎng)端口和兩個千兆級單模玻璃纖維光學端口(含有SC插座)的交換機。 

當聯(lián)合操作兩個由帶有管理功能的SCALANCE X310和SCALANCE X308-2構(gòu)成的子網(wǎng)(備用)時，它們的冗余耦合 

集成化現(xiàn)有網(wǎng)絡的配置
現(xiàn)有的網(wǎng)絡配置，例如由工業(yè)以太網(wǎng)交換機ELS(簡約型交換機)，OSM(光學交換模塊)和ESM(電氣交換模塊)構(gòu)成的網(wǎng)絡，很容易用SCALANCE X組件擴展。
已有的百兆級數(shù)據(jù)端子或者使用百兆級高速以太網(wǎng)的子網(wǎng)很容易被整合到新的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中。
? 通過LED(電源、鏈路狀態(tài)、數(shù)據(jù)通訊)和信號觸點(信號掩碼可使用按鈕現(xiàn)場設置)進行設備診斷。 
? 電源冗余。 
? 配有固定護套的RJ45端口，專門為符合PROFINET標準要求的工業(yè)以太網(wǎng)連接插頭設計，IE FC RJ45插口，有去除應力和扭力的功能。 
? 節(jié)省空間的模塊化設計。 
? 借助于集成的自動交叉功能，可使用非交叉電纜。 
? 借助自動感應和協(xié)商功能自動檢測和協(xié)商數(shù)據(jù)傳輸率。 
? 通過浮動信號連接，SNMP，網(wǎng)絡瀏覽器和PROFINETIO診斷功能可進行遠距離診斷。 
? 集成在SIMATIC STEP 7中的組態(tài)和診斷功能。 
? 通過SNMP接入點，交換機可集成在現(xiàn)有網(wǎng)絡管理架構(gòu)中。 
? 自動發(fā)送功能。 
? 用于簡單更換設備的C-PLUG交換介質(zhì)。 
? 支持組播和廣播限制。 
? 通過對VLAN的支持，可集成在企業(yè)安全策略(Enterprise Security Policies)中。 
? 協(xié)議IGMP Snooping和IGMP Query支持組播過濾和限制。 
? 與帶有OSM，ESM和ELS的SCALANCE X產(chǎn)品相兼容，保護投資。 

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高性能模塊化 SCALANCE X-400

在過程控制系統(tǒng)(例如PCS 7)中，使用SCALANCE X-400交換機

產(chǎn)品系列SCALANCE X-400的模塊化交換機是適合為高性能網(wǎng)絡建立線型，星形和環(huán)狀結(jié)構(gòu)(10/100/1000 Mbit/s)的工業(yè)以太網(wǎng)絡交換機。
靈活構(gòu)建電氣或光學工業(yè)以太網(wǎng)；網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、端口類型以及數(shù)量都可很容易地適配不同的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。具有高度的網(wǎng)絡可用性，這是由于，例如，具有基于光纖環(huán)網(wǎng)冗余性的冗余網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，集成有冗余管理器，具有冗余電壓饋入 或者可在運行過程中交換和擴展介質(zhì)模塊。
通過插入式C-PLUG 交換介質(zhì)，可在沒有編程機時更換設備；配置數(shù)據(jù)或者應用數(shù)據(jù)安全地保存在C-PLUG 插入式交換介質(zhì)中，而且即使沒有專業(yè)知識這些設置還可簡單地通過將存儲卡插入另一個更換設備而傳入。
SCALANCE X-400交換機有一個模塊化結(jié)構(gòu)，利用這個結(jié)構(gòu)中，介質(zhì)模塊和/或者擴展模塊可根據(jù)需要連接到交換機上。這些擴展可提供8 個附加的電信和光纖接口
在SCALANCE X-400 交換機之間可建立千兆級連接；雙絞線用戶可直接連到基本的設備上。通過介質(zhì)設備可實現(xiàn)連接光纖。例如，SCALANCE X-400交換機很理想的適合于像PCS 7的過程控制系統(tǒng)。
接下來的網(wǎng)絡拓撲和拓撲組合是可能的。 
? 高速以太網(wǎng)和具有高速媒介冗余的千兆級以太環(huán)網(wǎng)；為了防止傳輸鏈路或者交換機發(fā)生錯誤，多達50個 SCALANCE X-400交換機流線型排列連接到一個環(huán)狀網(wǎng)內(nèi)，對于雙模的可組成一個總共長達150km的線路，或者對單?？山M成一個總共長達1,300 km的線路。當環(huán)狀網(wǎng)內(nèi)一個傳輸路徑或者SCALANCE X-400 交換機發(fā)生故障，傳輸路徑可在0.3秒內(nèi)重構(gòu)。 
? 同時，SCALANCE X-400支持環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)的冗余連接，由此可以使用快速生成樹冗余連接到公司網(wǎng)絡。 
? 采用 SCALANCE X-400 交換機的星形結(jié)構(gòu)： 每個SCALANCE X-400 交換機有一個星形觸點可通過電信號或者光信號與多達26個節(jié)點或子網(wǎng)相連。 
? 用來連接雙絞線的數(shù)據(jù)端子，或者網(wǎng)段（10/100/1000 Mbit/s級） 
SCALANCE X-400交換機有下面幾種型號可供使用: 
? SCALANCE X408-2:是帶有 4個千兆級端口和 4個高速以太網(wǎng)端口的交換機。 
? SCALANCE X414-3交換機，帶有2個千兆級電氣或者光學端口，12個電信高速以太網(wǎng)端口和4個可選的高速以太網(wǎng)光纖端口（BFOC）。它的功能可由帶有 8個高速以太網(wǎng)電氣或光纖接口的擴展器模塊擴展。 

集成化現(xiàn)有網(wǎng)絡的配置 
現(xiàn)有的網(wǎng)絡配置，例如由工業(yè)以太網(wǎng)交換機ELS（簡約型交換機），OSM（光學交換模塊）和ESM（電氣交換模塊）構(gòu)成的網(wǎng)絡，用SCALANCE X組件很容易擴展 
已有的百兆級數(shù)據(jù)端子或者使用百兆級高速以太網(wǎng)的子網(wǎng)很容易被集成到新的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中。







采用SCALANCE X和ESM冗余連接的光學和電氣環(huán)網(wǎng)

? 通過 LED（電源、鏈路狀態(tài)、數(shù)據(jù)通訊）和信號觸點（信號掩碼可使用按鈕現(xiàn)場設置）進行設備診斷。 
? 電源冗余 
? 配有固定護套的 RJ45 端口，專門為符合 PROFINET 標準要求的工業(yè)以太網(wǎng)連接插頭設計，IE FC RJ45插口，有去除應力和扭力的功能 
? 借助于集成的自動跳線功能，可使用非交叉電纜 
? 數(shù)據(jù)傳輸率的自動檢測和協(xié)商可借助自動偵測來實現(xiàn)。 
? 通過浮點信號觸點，SNMP，Web瀏覽器和PROFINET 10 監(jiān)控功能進行遠程診斷集成在SIMATIC STEP 7 中的組態(tài)和診斷功能 
? 交換機對于現(xiàn)有網(wǎng)絡管理的集成功能通過SNMP進程來實現(xiàn)。 
? 自動 發(fā)送功能 
? 用于簡單更換設備的 C-PLUG 交換介質(zhì) 
? 支持祖播和廣播限制 
? 通過對 VLAN 的支持，可集成在企業(yè)安全策略（Enterprise Security Policies）中協(xié)議IGMP Snooping和IGMP Query 支持組播過濾和限制 
? 與帶有OSM，ESM 和 ELS 的SCALANCE X產(chǎn)品相兼容，保護投資Layer 3功能 (IP 路由) 

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