工業(yè)以太網(wǎng)是一個(gè)符合 IEEE 802.3 國際標(biāo)準(zhǔn)（以太網(wǎng)）且功能強(qiáng)大的工業(yè)用局域網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò),，可用來實(shí)施具有客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)的多用戶系統(tǒng)的工廠總線和終端總線。帶光纖環(huán)網(wǎng)的總線結(jié)構(gòu)尤其適用于這種應(yīng)用,，因?yàn)樗鼈兙哂泻芨叩目乖肼暩蓴_性能和的可用性,。

在具有很高要求的中型和大型工廠中，SIMATIC PCS 7 采用現(xiàn)代 FastEthernet 和千兆技術(shù),。它將光纖環(huán)網(wǎng)的高可靠性與交換技術(shù)的可擴(kuò)展性相結(jié)合,，傳輸速率可高達(dá) 10 Gbps。優(yōu)勢

以太網(wǎng)現(xiàn)已成為全球局域網(wǎng)環(huán)境中的頭號(hào)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),。以太網(wǎng)的重要特性可為您的應(yīng)用帶來巨大優(yōu)勢：

• 通過簡單連接進(jìn)行快速調(diào)試

• 能夠在不造成負(fù)面影響的情況下擴(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),，具有高度靈活性

• 采用冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有高可用性

• 必要時(shí)可通過交換技術(shù)獲得擴(kuò)展性能,，以太網(wǎng)的通信性能幾乎不受限制；

• 將不同應(yīng)用區(qū)域聯(lián)網(wǎng)（例如,，辦公和生產(chǎn)區(qū)域）

• 通過連續(xù)和兼容的后續(xù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)投資保護(hù)

• 通過工廠范圍內(nèi)的時(shí)鐘系統(tǒng)可在整個(gè)工廠內(nèi)精確分配事件

用于工業(yè)環(huán)境的以太網(wǎng)技術(shù)

通過工業(yè)以太網(wǎng),，SIMATIC NET 擴(kuò)展了具有面向未來的網(wǎng)絡(luò)組件的以太網(wǎng)技術(shù)，該組件具有用于工業(yè)環(huán)境的特殊功能和功能,，例如：

• 采用堅(jiān)固的設(shè)計(jì),，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境

• 使用 FastConnect 布線系統(tǒng)進(jìn)行局部組裝

• 由于具有冗余和快速冗余切換功能（從通過 PRP 和 HSR 實(shí)現(xiàn)的無擾動(dòng)冗余，到通過 MRP 實(shí)現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)冗余）,，容錯(cuò)性較高

• 設(shè)計(jì)
  

下列以太網(wǎng)通信接口用于各種 SIMATIC PCS 7 子系統(tǒng)（ES,、OS、AS 等）：

• 內(nèi)置接口模塊

• 簡單網(wǎng)絡(luò)適配器

• 專用通信模塊,，例如 CP 1623 和 CP 1628

在選擇相應(yīng)系統(tǒng)組件時(shí),，根據(jù)具體要求進(jìn)行定義。您可以在“PCS 7 系統(tǒng)的系統(tǒng)連接"部分中找到更多信息,。

通過 SCALANCE X 系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī),，可將通信站點(diǎn)集成到終端總線和工廠總線中,。這些交換機(jī)以吸引力的價(jià)格提供可擴(kuò)展的性能，并支持廣泛的組態(tài)形式,。

工廠總線和終端總線的配置示例

終端總線

在專用的以太網(wǎng)局域網(wǎng)中執(zhí)行客戶機(jī)-服務(wù)器及服務(wù)器-服務(wù)器間的通信,。可使用標(biāo)準(zhǔn) SIMATIC NET 組件,，例如工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī),、接口模塊、網(wǎng)卡,、通信處理器 (CP),、電纜等，來實(shí)現(xiàn)顯示為終端總線的通信網(wǎng)絡(luò),。

環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)可避免在電纜損壞或在某點(diǎn)斷開的情況下發(fā)生通信故障,。為了進(jìn)一步提高可用性，也可以將終端總線通信功能分布于兩個(gè)冗余環(huán)網(wǎng)上,。每個(gè) PCS 7 站都與兩個(gè)環(huán)網(wǎng)上的兩個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)端口之一相連,。PCS 7 站上的 SIMATIC NET SOFTNET IE RNA 通信軟件基于 PRP 來管理通信過程。僅具有一個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)端口的不支持 PRP 的終端設(shè)備可通過 SCALANCE X204RNA 集成在冗余終端總線中,。

根據(jù) IEC 62439-3,， 并行冗余協(xié)議 (PRP) 將通過兩個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)（環(huán)網(wǎng) 1、環(huán)網(wǎng) 2）來雙重傳輸消息幀,。在發(fā)送端,，SOFTNET-IE RNA 軟件或 SCALANCE X-200RNA 網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)對(duì)來自發(fā)送端的消息幀進(jìn)行復(fù)制，并將其中一個(gè)消息幀發(fā)送到環(huán)網(wǎng) 1,，將另外一個(gè)消息幀發(fā)送到環(huán)網(wǎng) 2,。在接收端，該軟件或網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)將第一個(gè)接收到的消息幀傳送到接收方,。來自第二個(gè) LAN 的第二個(gè)消息幀將被丟棄,。這樣，始終可以確保無延遲地傳輸消息幀,，即使發(fā)生錯(cuò)誤也是如此,。

工業(yè)以太網(wǎng)工廠總線

自動(dòng)化站 (AS) 相互通信并通過工業(yè)以太網(wǎng)工廠總線與工程師站（服務(wù)器/單站）通信。與終端總線類似,，可使用 SIMATIC NET 標(biāo)準(zhǔn)組件（如工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī),、網(wǎng)絡(luò)適配器、通信模塊 (CP),、電纜等）進(jìn)行配置,。對(duì)于每個(gè)操作員站最多帶 8 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化站的小型工廠，可以使用“基本通信以太網(wǎng)"(BCE) 和快速以太網(wǎng)適配器，在工廠總線上高效運(yùn)行單站和服務(wù)器,。如果使用 8 個(gè)以上的自動(dòng)化系統(tǒng)或容錯(cuò)自動(dòng)化系統(tǒng),，則需要用到 CP 1623/CP 1628 通信處理器。

在可用性方面,，環(huán)網(wǎng)拓?fù)涫冀K是工廠總線的,。當(dāng)可用性要求非常高時(shí)，也可以將工廠總線組態(tài)為冗余雙環(huán)網(wǎng)（每個(gè) AS CPU 和 OS 服務(wù)器使用兩個(gè) CP）,。這樣就能夠允許出現(xiàn)雙重故障,，如，在環(huán)網(wǎng) 2 上發(fā)生斷線的同時(shí),，環(huán)網(wǎng) 1 上發(fā)生交換機(jī)故障,。具有這種組態(tài)的兩個(gè)環(huán)網(wǎng)實(shí)際上是分開的。當(dāng)在一個(gè)高可用性 S7 連接上（4 路冗余性）上通過 Net-Pro 進(jìn)行組態(tài)時(shí),，連接伙伴以邏輯方式被鏈接在一起,。交換機(jī)在每個(gè)環(huán)網(wǎng)中都起到了冗余管理器的作用。SCALANCE X?500,，X?400,，X?300 和 X?200 產(chǎn)品線中的當(dāng)前交換機(jī)可充當(dāng)冗余管理器。

注：

關(guān)于工業(yè)以太網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)組件的詳細(xì)信息,，請(qǐng)參見樣本 IK PI 或網(wǎng)上商城/樣本 CA 01 中的“工業(yè)通信",。

西門子的第 2 層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)包括：

• 緊湊型交換機(jī)模塊 (CSM)

• SCALANCE X 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

• RUGGEDCOM 以太網(wǎng)交換機(jī)

• 帶集成式交換機(jī)的通信處理器 (CP)

緊湊型交換機(jī)模塊 (CSM)

可在 SIMATIC 上直接使用的非網(wǎng)管型交換機(jī)，用于接口擴(kuò)展以及將機(jī)器集成在現(xiàn)有工廠網(wǎng)絡(luò)中,。

SCALANCE X-000 非網(wǎng)管型

帶電氣端口和/或光纖端口的非托管型交換機(jī),，用為設(shè)計(jì)為機(jī)器或工廠設(shè)計(jì)小型 10/100/1000 Mbps 網(wǎng)絡(luò)。此外,，24 V AC 版本可用于樓宇自動(dòng)化,。

SCALANCE X-100 非網(wǎng)管型

帶有電氣和/或光纖端口、冗余電源和信號(hào)觸點(diǎn)的交換機(jī)可在機(jī)器級(jí)應(yīng)用中使用,。此外,，還提供 24 V AC 版本，用于樓宇自動(dòng)化和 19“機(jī)架設(shè)計(jì)的設(shè)備,。

SCALANCE X-200 網(wǎng)管型

用于通用用途，即自機(jī)器級(jí)應(yīng)用直至數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá) 1000 Mbps 的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng),。組態(tài)和遠(yuǎn)程診斷功能均集成在 STEP 7/TIA Portal 組態(tài)工具中,。這樣就提高了工廠可用性。具有高防護(hù)等級(jí)的設(shè)備便于無機(jī)柜設(shè)置,。

還提供了相應(yīng)交換機(jī),，適合在具有硬實(shí)時(shí)要求（等時(shí)同步實(shí)時(shí) – IRT）的子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中以及具有 S2 診斷、CiR/H-CiR 和 H-Sync 功能的高可用性 H 系統(tǒng)中使用,。配有 SFP 插入式收發(fā)器的型號(hào)可以選擇電氣和光纖端口,。

另外,，還提供了適合各種應(yīng)用的型號(hào)（ SIMATIC ET 200S、ET 200SP 或 S7-1500 型號(hào)）以及無機(jī)柜布局的型號(hào),。

SCALANCE X-300 網(wǎng)管型

子系統(tǒng)/工廠區(qū)域聯(lián)網(wǎng)以及與車間相連,。SCALANCE X-300 網(wǎng)管型系列產(chǎn)品地結(jié)合了 SCALANCE X-400 系列產(chǎn)品的固件功能和 SCALANCE X-200 系列產(chǎn)品的緊湊型設(shè)計(jì)技術(shù)。這意味著,，與 SCALANCE X-200 交換機(jī)相比,，SCALANCE X-300 交換機(jī)具有擴(kuò)展的管理功能和擴(kuò)展的固件功能。具有 19" 機(jī)架設(shè)計(jì)形式的設(shè)備可作為或部分模塊化設(shè)備提供,，以及作為工作組交換機(jī)提供,。

SCALANCE XM-400 網(wǎng)管型（第 3 層）

用于靈活的連接和構(gòu)建高性能工廠網(wǎng)絡(luò)。由于具有模塊化設(shè)計(jì),，這些交換機(jī)可滿足相應(yīng)任務(wù)的要求,。這些交換機(jī)，通過端口擴(kuò)展器,，可以升級(jí)至最多 24 個(gè) 10/100/1000 Mbps 端口,，其中 8 個(gè)端口具備以太網(wǎng)供電功能，可向終端提供數(shù)據(jù)和電源,。另外,，通過 SFP 插入式收發(fā)器，XM-400 設(shè)備還可以配有傳輸速率為 100 Mbps 和/或 1000 Mbps 的單模和/或多模 SFP,。

第 3 層路由功能可實(shí)現(xiàn)不同 IP 子網(wǎng)之間的通信,。

SCALANCE XR-500 網(wǎng)管型（第 3 層）

用于連接和構(gòu)建高性能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及將辦公網(wǎng)絡(luò)連接至自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。作為一種第 3 層交換機(jī),，SCALANCE XR-500 極其適合于用作骨干網(wǎng)絡(luò)中的重要組件,，例如，需要大量端口時(shí),、需要傳輸速率時(shí)（10 千兆以太網(wǎng)）,，或者，需要冗余地連接至辦公設(shè)施時(shí),。這些機(jī)架交換機(jī)經(jīng)過專門設(shè)計(jì),，適合在 19" 控制柜中使用。模塊化型號(hào)配有功能多樣的插入式 4 端口介質(zhì)（電氣和光纖）,，可根據(jù)相應(yīng)要求進(jìn)行調(diào)整,。

第 3 層路由功能可實(shí)現(xiàn)不同 IP 子網(wǎng)之間的通信。

RUGGEDCOM 以太網(wǎng)交換機(jī)

緊湊型,、模塊化網(wǎng)管型交換機(jī)分為頂帽式 DIN 導(dǎo)軌型和機(jī)架型,。RUGGEDCOM 交換機(jī)主要在供電領(lǐng)域中使用。在這種區(qū)域中，這些設(shè)備能夠在變電站和工廠中的惡劣電氣環(huán)境及不利氣候條件下可靠工作,。

SIMATIC 通信處理器,，帶集成式交換機(jī)

這些托管式交換機(jī)，用于向 SIMATIC 添加工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口,，以及,，將控制器集成至已有線型或環(huán)型拓?fù)渲小?/span>

得益于集成式第 3 層功能，這些 Advanced-CP 也可以用作 IP 子網(wǎng)之間的路由器,。

PC 通信處理器,，帶集成式交換機(jī)

這些托管式交換機(jī)，用于向工業(yè) PC 添加工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口,，以及,，將PC 集成至已有線型拓?fù)渲小?/span>