从拓扑结构解析工业以太网的冗余自愈(二)-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2008-04-17 12:41:42

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从拓扑结构解析工业以太网的冗余自愈(一)

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发表于：2008-04-17 12:43:23

1楼

本内容由 卓越信通TSC工业以太网交换机 提供

二、环形拓扑工业以太网的瑕疵
2.1工业以太网中环形拓扑的瑕疵
以太环网并不意味着完全的冗余，它只是拓扑结构中的一种。由于目前工业以太网的布线系统实际处于布线的初级阶段。应用于工业领域的布线系统及设备还大量的采用“缆+头”的连接模式，因此会在目前到将来很长一段时间存在连接故障。同时，工业控制设备及工业以太网设备本身也会存在故障问题，因此工业网络会有很多故障点。环型拓扑提供了某种程度的冗余，但还是有很多单一故障点让一个或多个器件不能通信。实际往往有几个小型交换机连接在环网上。通过单线连接交换机的几个端口，那些入网设备形成了一个标准树形拓扑。如果交换机与设备间的线缆发生故障，设备通讯就因一个点的错误而中断。如果一个交换机中断了其上所有设备的连接，这个交换机也就失效了。这在过程控制中是不可接受的。
如下面几种情况图：

所以目前流行的环型拓扑设计是由瑕疵的，它对于工厂或建筑自动化是可行的，但还不能满足有着更高要求的过程控制等领域;如石化、烟草等。

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发表于：2008-04-17 12:45:35

2楼

2.2 解决瑕疵的办法
如果环型拓扑不是冗余的，那么什么才是完全冗余的？笔者以为它应是包括设备、网络、端口的全部冗余。

正如上图所示，A类PLC设备配置为单网卡，B类PLC设备配置为双网卡，对于两种不同的终端设备A类和B类如何实现各自的冗余呢？双网卡的B类PLC设备按照工业冗余方案可以采用两个网卡分别接到两个环网上，从而实现链路冗余；而单网卡设备呢？笔者提出以下解决方案，单网卡的A类PLC设备通过一台冗余保护器接到两个环网上，所谓冗余保护器是专门为工业冗余网络设计的一款工业级以太网产品，它可以形象的比喻为一个岔路口，分出的两条路都可以到达目的地，我们把他们称为主路和辅路，汽车在这里可以根据情况选择前方两条路径，平常状况下走主路但当主路出状况时改走辅路，从而保证了道路的连通行。
总之，以太网技术已经发展到了工业自动化领域，又为了适应这一环境开始进化出了工业以太网技术这一分支。实时性和冗余自愈会是这一分支进化演变的重要方向。在这方面目前的工业以太网技术比传统的工业以太网技术已有长足的进步，但是要在实时性和冗余自愈在做到尽善尽美，还有一段路要走。而这段路的长短，取决于工业以太网厂家和自动控制厂家两方面的努力的程度。