交換機、路由器、集線器、網關、連接器和其它以太網硬件已經被強化，以適應嚴酷的工業環境要求

業以太網硬件可以無需外殼直接使用于廠區和車間內，這意味著更短的電纜和更簡單的分布式結構（而不是集中式結構），以及比商用交換機、路由器、集線器和連接器更高的可靠性。符合工業等級（NEMA 4x或者IP67及更高等級）的以太網硬件意味著設備可以在-40-85℃的極端溫度下工作，即使在液體和粉塵環境下，也可以保持可靠性能長達幾年，而不僅僅是幾個月。

商用以太網設備難以可靠地安裝和冷卻，所以不能確保穩定性。除此之外，工業設計的高投入可以減少平均故障時間，組織流程中斷或數據流失。這要依賴于具體應用。例如Cisco Systems Inc.公司在網絡應用領域很著名，它意識到了工業環境將給硬件設備帶來嚴峻的考驗。Cisco和Honeywell以及Rockwell Automation達成了共識，后兩家公司對于客戶對過程和離散制造則有更好的理解。

工業包裝

Opto 22 公司的高級技術顧問Tom Edwards承認，外殼的作用很重要。Edwards認為，安裝主要就是“使以太網硬件適應于工業環境…大多數現有儀器如果能夠對通常的沖擊和摩擦作保護的話，是可以應用于工業環境的。大多數工業設備的額外花費來自于防止損壞的包裝以及如何放入19英寸的貨架里。”

Tyco Electronics公司的產品經理Greg Paukert說，為了確保以太網設備可以使用于工業領域，需要使用耐沖擊的塑料和橡膠材料，“耐化學和水腐蝕的密封圈可以使產品的使用壽命達到10-20年。”Paukert補充道：“可以使用正向連鎖系統確保內部連接完全咬合。”

AutomationDirect公司的通訊產品經理Chris Harris說，當人們提及工業等級時，會認為工業等級意味著硬件工作在最惡劣的環境中，實際上以太網的工業化有很多標準。

Harris說：“工業硬件即使在極端溫度、浪涌（IEEE-472）、振動（IEC68-2-6）HE 危險區域中[UL1604，CSA C22.2/213（Class 1，Div.2）]也應該能正常運行”

圖1：Lantronix Xport嵌入式網絡模塊為Animatics智能馬達提供強有力的以太網連接

圖2：Moxa的產品EDS-518A系列－工業16＋2G接口Gbit級網管型冗余以太網交換機
Moxa Technologies Inc.公司的國內產品銷售經理Eddie Lee說：“設計上的差異意味著通常同等級的工業以太網交換機比辦公室用的交換機強2到3倍。”Lee說，Class1,Div.2 等級的工業以太網交換機允許使用于存在易燃氣體或粉塵的危險區域內，例如油氣倉庫、半導體車間、紙漿和造紙廠等。

Schneider Electric North America公司的自動化產品經理Richard Hutton認為，交換機暴露于危險環境的頻率也會造成差異。“如果一個交換機或者電纜經常要使用，就需要更可靠的觸點或設備。”

信號接口

Beckhoff Automation公司的I/O系統產品經理Skip Hansen解釋道：“噪聲環境可能來自于焊接、變頻驅動和感應加熱器。此處的交換機應該可以安裝在控制柜內或者獨立適用。一旦獨立使用，就需要符合IP67的外殼防護等級。”

圖３：Molex已經擴展了許多功能，包括商用數據傳輸、保護數據免受振動、
污染、電磁干擾以及溫度、化學品的影響
Phoenix Contact公司美國分部的自動化產品經理Larry Komarek說其他工業電噪聲來源包括螺線管、馬達和運動控制器。Komarek說：“依據IEC61000-4系列標準設計的工業以太網設備比依據EN55024和50082-1設計的商用設備的抗噪聲能力高2-3倍。”Tyco的Paukert說應該更多地使用鎧裝塑料鍍金屬容器，可以屏蔽至少20dB的噪聲。

強化的電纜

Belden公司的工業市場部經理Frank Koditek說：“不管網絡設備是分布和外露式的還是集中和內置式的，現存的商用以太網電纜和連接器強度都不夠高，無法適應自動化和控制網絡對信號傳輸性能的要求。”Koditek警告說，在工廠里網絡組件和其電纜都有可能曝露與極端溫度、光照、溶劑、油、潮濕和化學藥劑之下。

工廠內的操作還會使他們受到過多的機械拉伸、有磨損、碾壓或者切割的危險。Koditek說：“6或者5e類的電纜可以避免那些常見的失效，包括漸進的破壞、性能降低、間歇工作以及重大故障。”

連接器和網絡故障

Industries公司的工業商業部總經理Ed Nabrotzky說：“幾乎70%的網絡故障是由電纜和連接器的機械失效引發的。它們會被震壞、磨損、不當安裝甚至在被叉車碾壓之后繼續使用。商用電纜和塑料連接器無法承受工廠內的誤用。”只有專門的材料和設計技術才能生產出適用于工業環境的高強度產品。

Rockwell Automation公司的Logix/NetLinx部市場經理Brian Oulton說：“一些現有的RJ45連接器在震動測試下表現良好，其他的則不行。很多工業以太網標準也指出IP65和IP67外殼防護等級的連接器（例如M12）也適用于工業領域。”

更嚴格的內部協議

除了強化的設備、電纜和連接器，車間里的應用還需在以太網物理層之上使用工業協議。

Lantronix公司的產品經理Brian Tutor說：“協議的選擇要依據特定位置的自動化設備。然而工業環境中最常用的協議是Modbus TCP、EtherNet/IP和Profinet協議（Control Engineering雜志2006年12月刊對工業以太網協議的使用狀況作了研究）。”以太網協議的強壯性包括：寬工作溫度（- 40 到 70 ℃）、耐撞擊和振動、電氣隔離和符合FM Class 1, Div. 2等級要求。

Rockwell公司的Oulton建議，工業以太網協議和連接器產品應該包括適當的誤差自檢和診斷功能，以便在故障或中斷發生的時候能夠采取相應動作。Oulton說：“舉個例子，很多協議包括自檢和確認，以確認數據及時可靠地傳送，很多I/O產品可以在通訊結束時，恢復成用戶選擇的狀態。”

交換式以太網解決了沖突

Advantech Inc.公司的產品經理Paul Wacker說：“時下交換式以太網解決了通訊可靠性和性能上的問題。通過使用以太網交換器，網絡競爭問題（稱之為沖突）實際上已經解決了，以太網交換器可以智能地從以太設備向另一臺設備發送信息，以確保性能。10/100 Base-TX以太網通過使用電磁耦合和微分信號處理來減少由設備和外部EMI/RFI源之間地電勢差異造成的通訊干擾。如果需要進一步的防護，可以采用光纜。”