交换集线器是将工业PC、PLC和其他控制器连接到网络的重要设备。
交换集线器差异很大，所需的性能在很大程度上取决于所需的应用程序和操作环境。在工厂或公共交通系统等大型设施中，设备必须提供高性能和经过验证的可靠性。
本专栏介绍了工业交换枢纽的基本原理，并介绍了选择合适模型时需要考虑的要点。
目录
什么是交换集线器?
在深入研究工业模型之前，让我们先回顾一下切换中心的基本功能和作用。
将控制器连接到网络的设备
交换集线器通过LAN电缆将工业PC、PLC和其他控制器连接到网络。它具有多个端口，可管理连接设备之间的数据传输和接收。
从住宅、小型办公室到大型办公楼和工厂，到处都有交换中心。
与路由器的区别
交换集线器和路由器都是网络设备，但它们的用途却截然不同。
交换集线器只需扩展LAN端口;它不能直接连接到互联网。对于互联网连接，它必须与另一个设备配对，通常是路由器。
另一方面，路由器分配IP地址并管理与外部网络的通信——充当互联网和内部网络之间的桥梁。
与中继器集线器的区别
数据传输方法的差异
示例:将数据从PC 1传输到PC 4
交换集线器//数据只传输到预定设备。
中继器集线器//数据被传输到所有连接的设备。
交换集线器只向目标设备发送数据。
通过存储连接设备的MAC地址并仅在需要的地方发送数据，交换中心确保了网络资源的有效利用。
另一方面，中继器集线器只执行基本的物理功能，如放大信号或重塑波形，使其操作和结构简单。虽然中继器集线器曾经很常见，但它们在很大程度上已被交换集线器所取代，现在很少使用。
然而，由于中继器集线器将相同的信号传输到所有端口，它们仍然可以用于调试或故障排除中的数据包捕获等任务。
交换集线器和中继器集线器之间的关键区别在于如何传输数据。
中继器集线器将数据传输到所有连接的设备，造成不必要的流量并降低网络效率。
交换式集线器只向目标设备传输数据，使其比中继器集线器更有效，更不容易出错。
什么是工业交换枢纽?
为大型设施 (如工厂或交通基础设施) 设计的交换枢纽通常被称为工业交换枢纽。相反，那些用于家庭或小型办公室的设备通常被称为消费者交换中心。
这两种类型都具有相同的基本功能:通过LAN电缆将PC、PLC和其他控制器连接到网络。
然而，工业开关集线器的设计是为了确保在比一般办公室更严酷的条件下稳定运行，在这种情况下，高温、振动或绝对不允许停机是常态。
要实现这一点，它们必须满足以下具体要求。
- 耐环境性:能够承受温度变化、振动、灰尘和水等恶劣环境。
- 可靠性:能够提供连续、稳定的运行，无意外停机。
- 冗余:支持双电源和网络冗余，即使发生故障也能继续运行。
- 可管理性:支持托管交换机 (具有监控和控制功能)，实现高效监控和更快的故障响应。
下表突出了消费者和工业交换中心之间的主要区别。
如何选择工业交换中心
工业交换集线器的设计规格比民用机型的操作条件要苛刻得多。
在为实际应用选择工业交换中心时，要密切注意以下六个因素。
端口数
安装方法
环境阻力
双电源
广域电源输入
自动MDI/MDIX
端口数量
工业交换集线器上的端口数量因型号而异，因此选择一个提供必要容量的集线器。
要连接的设备数量的因素，并允许额外的端口未来扩展。端口大致可分为两类:铜缆 (LAN电缆) 端口和光纤端口。
如果不需要光纤连接，且现场没有电噪音或雷击，铜端口就足够了。对于远距离传输或噪声大、易发生闪电的环境，建议使用光纤端口。.
安装方法
工业开关轮毂的典型安装方法包括DIN导轨安装和螺钉墙安装。磁性安装是另一种选择，取决于环境和应用。
DIN导轨安装是广泛用于控制面板的标准，可与其他设备一起高效安装，并可轻松更换或扩展。壁板安装可最大限度地减少振动的影响，适用于安装外部控制面板或在有限的空间内。磁性安装不需要任何工具，使安装快速，并允许在维护期间轻松重新定位。
最佳安装方法取决于控制面板布局、布线设计和安装环境，因此请务必事先仔细检查这些因素。
双电源
为了确保稳定运行，重要的是检查工业开关轮毂是否能够承受温度变化、振动、湿度、噪声、水和灰尘等恶劣条件。
通过各种评估来验证环境电阻，包括振动和冲击测试、EMC和静电放电测试以及模拟电压波动或瞬间停电的功率异常测试。通过这些测试的产品可以被认为是高度可靠的，即使在恶劣的环境中，如工厂或户外设施，也能稳定运行。
在选择轮毂时，建议检查产品页面上的规格，包括工作温度范围、防尘和防水、耐湿以及防震标准。
電源2重化
强烈建议选择支持双电源的工业开关集线器。
只需一个电源，停电就会使集线器关闭，并严重影响连接的设备。在双电源系统中，副电源作为主电源的备用电源，即使一个电源发生故障也能确保运行。
这种方法被称为冗余，双电源是冗余的一种形式。
广域电源输入
广域直流输入支持对于确保工业开关集线器的稳定可靠运行也非常重要。
具有宽电压输入范围(例如，8至35 VDC或12至48 VDC)的型号可以灵活地适应标准12 V、24 V和48 V系统。
宽范围的直流输入也允许稳定的运行，即使在长时间的布线运行或使用UPS或电池供电时电压下降。
在选择集线器时，必须检查说明书中描述的直流输入范围是否完全覆盖您的电力系统。此外，检查是否具有防止反向布线和过电压的保护功能也是至关重要的。
自动MDI/MDIX
自动MDI/MDI-X自动MDI/MDI-X自动在MDI和MDI-X之间切换集线器的端口。
作为前提，连接LAN电缆的交换集线器上的插座称为端口。端口根据其引脚分配被分类为MDI或MDI-X。
一个RJ-45端口——标准LAN电缆连接器——具有8引脚结构，根据发送和接收信号的分配被归类为MDI或MDI-X。
自动MDI/MDI-X电缆连接的差异
没有自动MDI/MDI-X//Crossover电缆和直通式电缆必须相应地使用。
自动MDI/MDI-X支持//交叉电缆和直通式电缆可以互换使用。
交叉电缆和直通电缆可以互换使用
MDI-to-MDI或MDI-X-to-MDI-X连接需要一根交叉电缆，而MDI-to-MDI-X连接需要一根直通电缆。
在不支持自动MDI的集线器上，必须仔细选择端口的正确电缆类型。使用错误的电缆会妨碍通信。
然而，支持自动MDI/MDI-X的集线器会自动检测和调整端口设置，因此无需担心电缆类型。
功能:选择工业交换中心的关键因素
在为工业应用 (如工厂或大型办公室) 选择交换中心时，重要的是选择一个提供全面功能的模型。
预算总是一个因素，但最重要的应该是可靠性——确保稳定运行和避免意外停机。
以下是具有本文介绍功能的康泰克代表性产品。
CPS-HBL-8005F是一款紧凑型工业交换中心，配备5个10BASE-T/100BASE-TX端口。
集线器支持自动MDI/MDI-X和自动协商，自动检测布线和通信模式，以防止连接错误。
该轮毂是DIN轨道安装，允许灵活安装在有限的空间，如控制面板。宽范围电源输入 (8至35 VDC)、双电源和反向布线保护电路确保即使在恶劣环境下也能稳定运行。
在-20至60°C的环境工作温度范围内，轮毂在广泛的场地条件下可靠地运行。
SH-8008F-2提供了与SH-8008F相同的核心规格。该工业开关集线器配备八个10BASE-T/100BASE-TX端口，可在-20至60°C的温度范围内运行。
内置的反向布线保护电路可防止由于不正确的布线引起的问题。中央定位的DIN导轨安装增加了控制面板内的安装灵活性。
宽范围电源输入 (8至35 VDC) 和双电源可确保即使在使用不同电压系统的设备的环境中也能稳定运行。
SH-9005F是一个工业交换中心，配备五个1000BASE-T端口。金属外壳和无风扇设计支持在-20至60°C的环境工作温度范围内工作。
通过提供的DIN导轨和墙壁安装支架，轮毂可以很容易地安装在35毫米DIN导轨或墙壁上。
大范围电源输入 (8至35 VDC) 和双电源确保在不同的电源条件下稳定运行。无风扇设计使其适合安静的环境，如办公室或控制室，低噪音是必不可少的。
SH-9008H-FIT是一个工业交换中心，配备八个1000BASE-T端口。
集线器支持巨型帧，因此非常适合传输大量数据的网络。金属外壳和无风扇设计支持在0至50°C环境工作温度范围内工作。
通过自动控制未使用端口的功率，自动功率调节功能可将功耗降低约60%。该轮毂支持12至24 VDC电源输入和DIN导轨安装，确保在工业环境中稳定运行。
结论
交换集线器，不管是消费型还是工业型，在将设备连接到网络上的作用是一样的。不同的是，工业交换集线器是为更恶劣的环境而设计的，因此在选择时将稳定性和防止停机时间作为首要任务。
这意味着要仔细评估连接设备的类型、安装方法和环境条件，以选择具有正确功能的产品。
选择合适的工业交换中心可确保工厂、大型办公室和其他各种场所的网络长期稳定运行。
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