西門子 esm 工業(yè)以太網(wǎng)

ESM(電氣交換機(jī)模塊)用來在控制層配置基于交換機(jī)技術(shù)的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),即工業(yè)交換機(jī)局域網(wǎng)。
模塊間通過雙絞線進(jìn)行連接,構(gòu)成骨干網(wǎng),通訊速率為100Mbit/s
通過最多8個(gè)雙絞線接口(或9針Sub-D接口)與終端和網(wǎng)段連接,通訊速率為10Mbit/s和100Mbit/s
通過集成的冗余管理器可以實(shí)現(xiàn)快速介質(zhì)冗余,即使對大型網(wǎng)絡(luò)也是如此
網(wǎng)絡(luò)的配置和擴(kuò)展都十分簡單,不需要復(fù)雜的配置規(guī)則和參數(shù)
基于SNMP和網(wǎng)頁的網(wǎng)絡(luò)管理
通過E-mail發(fā)送錯(cuò)誤信息
客戶收益
通訊可靠,網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)后可迅速重構(gòu)(<0.3秒)
保護(hù)對已有網(wǎng)絡(luò)的投資
- 可方便的將現(xiàn)有的10Mbit/s終端或子網(wǎng)絡(luò)與100Mbit/s的快速以太網(wǎng)連接
- 通過100Mbit/s的高速率和負(fù)載隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的提升
網(wǎng)絡(luò)配置簡單,即使對大型網(wǎng)絡(luò)也不需要計(jì)算傳輸延遲
高網(wǎng)絡(luò)可用性
- 冗余供電
- 冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),集成冗余管理器和熱備功能
網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)靈活,使用工業(yè)以太網(wǎng)ESM,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很容易適應(yīng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
通過信號(hào)觸點(diǎn)、數(shù)字輸入、SNMP和E-mail功能可簡單的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視和診斷
不需要風(fēng)扇,減少維護(hù)所需的操作
應(yīng)用
工業(yè)以太網(wǎng)ESM(電氣交換機(jī)模塊)用于在控制層配置100Mbit/s的交換機(jī)網(wǎng)絡(luò),在這個(gè)區(qū)域,對網(wǎng)絡(luò)的可用性和控制診斷性能是有很高的要求的
通過分段(將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為子網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)段)并把這些網(wǎng)絡(luò)段連接到一個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)ESM,實(shí)現(xiàn)負(fù)載隔離和網(wǎng)絡(luò)性能的提升
ESM中集成的冗余管理器用于構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)冗余光纖環(huán)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)快速介質(zhì)冗余(網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間<0.3秒)
冗余環(huán)中的通訊速率是100Mbit/s,每個(gè)環(huán)上最多可使用50個(gè)OSM
電氣環(huán)通過ESM的兩個(gè)電氣端口實(shí)現(xiàn)
除了用于構(gòu)成環(huán)的兩個(gè)端口,ESM提供其他端口來連接終端和網(wǎng)絡(luò)段
在機(jī)柜中連接1到2個(gè)設(shè)備(低設(shè)備密度)時(shí),可以使用工業(yè)以太網(wǎng)ESM TP40
工業(yè)以太網(wǎng)OSM可以使用下列方法來通知錯(cuò)誤的發(fā)生
- 信號(hào)觸點(diǎn)
- SNMP(Traps)
- E-mail
設(shè)計(jì)
ESM有堅(jiān)固的金屬外殼,支持下列安裝方式
- DIN導(dǎo)軌安裝
- 墻體安裝
- 19英寸機(jī)箱安裝
通過一排LED燈顯示操作模式和狀態(tài)信息
8端口的模塊提供一個(gè)熱備接口,用來實(shí)現(xiàn)冗余雙環(huán)網(wǎng)的同步
通過ESM的串口,可以對ESM進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、診斷和固件的版本升級(jí)。固件版本的升級(jí)也可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行
功能
網(wǎng)絡(luò)性能的提高
- 通過終端目的地址(MAC地址)的過濾,局部的數(shù)據(jù)通訊依然是局部的,只有終端目的地址在其他子網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)被ESM傳送
簡單的網(wǎng)絡(luò)配置和擴(kuò)展
- 網(wǎng)絡(luò)直徑最大可達(dá)5km
- ESM把從端口收到的數(shù)據(jù)保存起來,并獨(dú)立的把它發(fā)送給目的地址。由沖突檢測(CSMA/CD)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)控制的限制終止于ESM的端口
限制錯(cuò)誤在子網(wǎng)絡(luò)中的傳播
- ESM只傳送有效的數(shù)據(jù)
- ESM自動(dòng)檢測雙絞線端口的通訊速率和全雙工/半雙工狀態(tài)
- 很容易集成現(xiàn)有的10Mbit/s網(wǎng)絡(luò)到100Mbit/s的快速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)
環(huán)中的快速冗余(網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間<0.3秒)
- 通過ESM將一條線型電氣鏈路連接成一個(gè)環(huán),實(shí)現(xiàn)了可靠的通訊。ESM中集成的冗余管理器(RM)不斷的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的功能
- 當(dāng)檢測到通訊鏈路中的故障或ESM的故障,冗余管理器可以在0.3秒內(nèi)激活預(yù)留的線路
RJ45端口中的自交叉功能
- OSM的RJ45端口可自動(dòng)檢測雙絞線另一端的端口線序,根據(jù)需要可以自動(dòng)交叉發(fā)送/接收線,這樣就不需要交叉線
- 只有在自協(xié)商功能被激活時(shí),才可以使用自交叉功能
下圖是ESM的選型指導(dǎo)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)配置
使用工業(yè)以太網(wǎng)ESM,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以很好的適應(yīng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)下列網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和他們的組合
- 線形和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):級(jí)聯(lián)深度和網(wǎng)絡(luò)控制僅僅受到信號(hào)傳輸延遲的限制;使用ESM,最大網(wǎng)絡(luò)范圍可達(dá)5km
- 通過將獨(dú)立的子網(wǎng)絡(luò)連接到ESM配置現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)
- 快速介質(zhì)冗余的100Mbit/s電氣環(huán)(每個(gè)環(huán)最多可使用50個(gè)ESM;重構(gòu)時(shí)間<0.3秒)
- 分級(jí)冗余環(huán):獨(dú)立的冗余環(huán)通過環(huán)上的兩個(gè)ESM與上一級(jí)的冗余環(huán)連接,對獨(dú)立的冗余環(huán)和他們間的冗余連接,同樣可以實(shí)現(xiàn)快速介質(zhì)冗余;如果使用OMC(光纖介質(zhì)轉(zhuǎn)換器),ESM之間的連接也可以使用光纖
- 星形光纖冗余:通過兩個(gè)在熱備模式的ESM TP80或ESM ITP80,可以實(shí)現(xiàn)高性能的冗余光纖骨干網(wǎng)絡(luò),最多可連接8個(gè)子網(wǎng)絡(luò)
配置網(wǎng)絡(luò)時(shí)要注意下列邊界條件
- 兩個(gè)模塊間ITP電纜的最大長度為100m
- TP軟線的長度最大為10m

配置和診斷
下列配置可直接在模塊上完成
- 冗余管理器(RM)功能:冗余環(huán)上的一個(gè)ESM要被設(shè)置為冗余管理器,這可以通過ESM上的一個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)
- 熱備(Standby)功能:兩個(gè)冗余環(huán)之間建立冗余連接時(shí),一個(gè)環(huán)上的ESM通過一個(gè)開關(guān)打開熱備功能,并通過熱備電纜與另外一個(gè)ESM連接
ESM有下列一些診斷選項(xiàng)
- LED燈顯示狀態(tài)信息
- 信號(hào)觸點(diǎn)
- 通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行診斷

