普通以太网在设计之初，并没有考虑到工业网的应用需求，因此当网络装置部署于工业现场时，面对恶劣的工作环境，严重的电磁干扰等，普通商业交换机的稳定性便会遭受极大挑战。对此，具有高可靠、稳定安全的工业交换机应运而生，成为能够适应复杂工业环境，利于工业自动化网络部署的传输利器。

什么是工业交换机？

工业交换机也称作工业以太网交换机，由于采用的网络标准，其开放性好、应用广泛以及价格低廉、使用的是透明而统一的TCP/IP协议，以太网已经成为工业控制领域的主要通讯标准。

本身与商业网络在资料链路层、网络层、协议层等方面并无本质区别，但针对工业控制的实时性等需求，工业以太网

工业交换机和普通交换机的区别

工业交换机区别于民用、商用交换机，其工作时在网络层、资料链路层、协议等方面与其他交换机没有本质区别，但是由于其特殊的工作环境以及功能要求，工控交换机具有许多民用、商用交换机所不具备的特点，它解决了通讯实时性、网络安全性、本质安全与安全防爆技术等技术问题，并且采用一些适合于工业环境的措施，如防水，抗振动。

工业交换机与普通交换机相比，主要有功能和效能两方面的区别：

功能上工业以太网交换机在功能上与工业网络通讯更接近，比如与各种现场总线的互通互联、装置的冗余以及装置的实时等;

效能上主要体现在适应外界环境引数的不同。工业环境除了有很多如：煤矿、舰船等特别恶劣的环境外，还有在EMI(电磁相容性)、温度、湿度以及防尘等方面有特殊要求的环境。其中温度对工业网络装置的影响面是最广泛的。

工业交换机特点

由于功能和效能上的区别和需求，工业交换机与普通交换机相比，有如下主要特点：

元器件工业以太网交换机对元器件的选取要求很高，要能更好地适应工业生产现场的需求，元器件需要有抗静电、防雷、耐超高低温等要求。

机械环境工业以太网交换机能够更好地适应恶劣的机械环境，包括耐震动、耐冲击、耐腐蚀、防尘、防水等。

气候环境工业以太网交换机能够更好地适应较差的气候环境，包括温度、湿度等，在-45℃~+75℃环境温度中能正常使用，相对湿度5%~95%无冷凝。

电磁环境工业以太网交换机具有较强的抗电磁干扰能力，电磁干扰防护等级达到4级。

工作电压工业以太网交换机的工作电压范围较宽，支援DC12/24V，AC/DC85~265V宽压可选，普通交换机则对电压要求较高，多为固定电压供电。

电源设计普通交换机基本都是单电源，而工业以太网交换机都是双电源互为备份，另外还增加了失电报警功能。

安装方式工业以太网交换机可采用DIN导轨、机架等安装方式，普通交换机为一般机架、桌面方式。

散热方式工业以太网交换机采用无风扇外壳散热，减少灰尘的影响以及防止因风扇故障引起的装置故障，而普通交换机则是风扇散热。

何时选用工业交换机

工业现场要选用合适的工业以太网交换机，而不能用便宜的商用交换机来代替，可以从以下几个方面，确定在工业现场选用工业交换机的必要性。

确定性由于以太网的MAC层协议是CSMA/CD，该协议使得在网络上存在冲突，特别是在网络负荷过大时，更加明显。对于一个工业网络，如果存在着大量的冲突，就必须得多次重发资料，使得网间通讯的不确定性大大增加。在工业控制网络中这种从一处到另一处的不确定性，必然会带来系统控制性能的降低。

实时性在工业控制系统中,实时可定义为系统对某事件的反应时间的可测性。也就是说，在一个事件发生后，系统必须在一个可以准确预见的时间范围内做出反映。然而，工业上对资料的传递的实时性要求十分严格，往往资料的更新是在数十ms内完成的。而同样由于以太网存在的CSMA/CD机制，当发生冲突的时候，就得重发资料，最多可以尝试16次之多。很明显这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。而且一但出现掉线，那怕是仅仅几秒种的时间，就有可能造成整个生产的停止甚至是装置，人身安全事故。

可靠性由于以太网在设计之初，并不是从工业网应用出发的。当它应用到工业现场，面对恶劣的工况，严重的线间干扰等，这些都必然会引起其可靠性降低。在生产环境中工业网络必须具备较好的可靠性，可恢复性，以及可维护性。即保证一个网络系统中任何元件发生故障时，不会导致应用程序，操作系统，甚至网络系统的崩溃和瘫痪。

应用领域

工业交换机一般用在工业生产场合，通常外观和安装形式多样，根据应用场合不同，有要求防水、防尘、抗震、抗电磁干扰，当然可靠性要求也很高，同样要24小时不间断长期执行。有些自动控制应用，要求转发延时低等，有些要求冗余电源，DC24V电源等等。工业交换机在设计的时候就考虑到了工业现场的复杂情况，从而能更加适应工业环境而发挥交换机的作用。

工业交换机市场主要应用在电力自动化、工厂自动化、煤矿自动化、轨道交通、风能风电等领域，其次是冶金，石油石化，道路交通控制自动化，楼宇自动控制系统，油田控制自动化，水电站控制自动化，机房监控系统，水利监控，环保监控等工控自动场所。

工业交换机以其较高的防护等级（一般IP40)、较强的电磁相容性（EMS 4级）、稳定的工作效能而应用在一些环境条件苛刻的工业现场，为工业通讯提供有力的保障。