赫斯曼高可靠性工業網絡解決方案

一、工業現場總線解決方案——現場總線的冗余、容錯結構
各種現場總線，諸如Profibus、FIP、WorldFIP、Modbus Plus或Genius Bus等，它們的通信等級一般都最接近于控制過程，因此有最嚴格的實時性和可靠性要求。現場總線也有各種各樣的冗余概念。在大多數應用中，冗余環結構是最經濟的。與物理層、控制器和I/O的完全雙冗余相比，超級冗余環（HIPER-Ring）以相當低的成本大大提高了工廠設備的可靠性。例如，如果聯接的線纜發生一處故障，環形結構將轉換為通信功能相同的總線結構，從而排除這一故障的影響。通常用戶在應用級不會發現這個網絡重組過程。因此，我們的網絡設備提供了一個故障信號觸點以通知服務和維護人員發生報警。
線路故障時的網絡重組時間只在數條信息的數量級——這是通過每個光纖模塊對于環的連續動態監測實現的，而無需具有特殊設置的控制單元。

二、工業以太網解決方案——以太網冗余容錯結構
以太網在過去很長時間內被認為不適合工業應用。目前以太網正處在它的第二次革命過程中，它以風暴般的速度迅速占領了自動化市場。如今的以太網與25年前的CSMA/CD（載波偵聽多路訪問/沖突檢測）已經沒有太多的聯系，可以完不猶豫地采用“實時性”這樣的術語對它加以描述。即使傳統的總線結構，過去因為各網絡設備分享帶寬并因此不可避免地產生瓶頸和沖突，現在也可以用于現代工業網絡。
傳統的以太網需要最多1.2毫秒才能傳輸1518個字節的數據包；而快速以太網的傳輸時間僅為120微秒。如果采用千兆以太網，則可將傳輸時間減少到12微秒。以太網的發展還遠沒有結束。從2002年6月13日起，IEEE已經開始規劃10G的以太網標準——IEEE802.3ae。

三、今天以太網成功的基石——快速以太網和交換技術
現代以太網標準，比如交換、全雙工傳輸、實時數據優先級、帶寬從10Mbps到100Mbps甚至1000Mbps的發展，使以太網標準成為透明的工業自動化網絡的首要選擇。
快速以太網被廣泛接受的一個主要原因是它與以太網的極大相似性。實質上，快速以太網是基于以太網的雙絞線標準（10Base-T）之上發展起來的，但是傳輸速度為后者的10倍，達到了100Mbps。而且在大多數情況上，仍然可以延用現有的布線。
交換技術的引入使將網絡劃分為多個沖突域成為可能。這樣點對點的傳輸意味著不再有沖突。交換機可以學習網絡終端設備的地址并將數據只傳輸到需要它的地方，從而大大降低了網絡上的流量。因此可以根據需要對網絡進行擴展，兩臺交換機之間的傳輸距離，采用多模光纖可以達到4km，而采用單模光纖可以達到100km。此外，全雙工工作方式實際上將帶寬擴大為原來的兩倍（發送和接收同時進行）。交換機也使10Mbps和100Mbps技術相結合成為可能。快速以太網交換技術的另一個成功因素在于它可以逐漸采用新的技術，換句話說，不必一次改變整個網絡，可以一點一點將傳統的以太網移植到100Mbps快速以太網。
工業自動化的現代概念越來越多地要求新的網絡技術必須滿足現有的對魯棒性，尤其是可靠性方面的特殊需求。網絡可靠性也因而成為新網絡方案被接受的主要因素。對于企業管理者來說，網絡故障造成的生產停頓代價高昂，因此需要一個可靠而且容錯的網絡系統。
采用以太網交換技術，將網絡故障限制在個別的子網段范圍以內，赫斯曼采用抗干擾的光纖介質和集成的冗余機制提高了網絡的可靠性，從而為生產系統的正常運行提供了保障。
過去由于沒有其它方法，冗余網絡大多采用雙總線方式予以實現。現在以太網和交換技術使建立簡單的冗余環成為可能。僅需要在總線網絡的兩端之間增加一條連接就可以實現高效高性價比的冗余了。

四、赫斯曼的冗余等級
赫斯曼的HUB和交換機可以構成環形結構用于要求高實時性高數據傳輸可靠性的場合。網絡的冗余機制能夠檢測網絡故障并瞬時激活備用系統，使傳輸介質發生故障時網絡亦能正常工作。
擁有專利的共享以太網環
赫斯曼的HUB系統可以用于建立環形結構的共享以太網，在發生多處故障的情況下網絡也可以保持完全的可操作性。赫斯曼的HUB具有一項特殊功能，當鏈路發生故障時，能在20毫秒時間內切換到冗余連接。

五、交換式快速以太網冗余環
赫斯曼工業級卡軌系列交換機（RS2-XX/XX和MICE系列）允許形成封閉的“總線”結構，從而形成圖3、4、5所示的冗余環。工業級卡軌系列交換機（RS2-XX/XX和MICE系列）的一個重要功能是內置了冗余管理器，支持超級冗余環。如果發生連接故障時，環形結構可以在小于300毫秒的時間內切換成具有全部傳輸能力的總線結構，并且在環上最多可有50臺交換機。對于較小規模的環，切換時間要更快。赫斯曼的這一特點保證了網絡和系統的可靠性，并且可以很容易地實現，性價比很高。