工业自动化
物料搬运环境中的3大常见网络故障
03.30.2022
网络停机时间中的每一秒都会带来巨大的影响，例如收入损失、交付延迟和客户满意度降低。 让我们探讨一下我们可以如何助您加以避免。
出现问题后，您需要请人检查故障、确定问题所在、找到解决方案并安装合适的组件，一番忙乱之后方可使系统恢复正常运行。根据不同的问题起因以及维修费用和材料的可用性，中断时间可能持续几分钟、几小时或几天（甚至更长时间）。
物料搬运环境中的网络故障有三大常见的原因。让我们逐一分析，并探讨如何加以避免。
- 介质故障
根据Datacomm的统计数据，有三分之一以上的网络故障来源于物理层，例如受损的线缆或劣质的连接器。这对于物料搬运环境也同样适用。很多网络故障都可以归结为介质故障，例如铜缆、光纤或连接器的问题。
尽管线缆和连接器是技术、自动化和物料搬运系统的生命线，但是根据Technology Record的统计，线缆和连接的总成本往往仅占到数字、自动化或网络基础设施项目总成本的不到2%。试图通过采购廉价的线缆和连接器来减少投资额的做法并不会让您省下多少钱，但却会增加故障的风险。
在工业环境中，线缆和连接器都暴露于油污、振动、灰尘和高温等恶劣条件下，然而却必须在这样的条件下保持正常运行。如果使用了错误类型的线缆或连接器，那么问题很有可能便会随之而来。
例如：一家美国废水处理厂用于监控处理过程的室外摄像头最近出现了问题。图像断断续续，难以解码。该厂于是考虑将更换摄像头作为可能的解决方案。然而，真正的问题原来出在其他地方：办公室级别的线缆被用于摄像头和网络之间的连接，但是这些线缆并不是为在恶劣环境中使用而设计的。改用工业以太网线缆后，问题得到了立竿见影的解决，并且避免了更换摄像头的高昂费用（以及不必要的麻烦）。
如何避免此类故障？建议使用能够提供这些类型的应用所需的性能、正常运行时间和安全水平的工业级解决方案。
在性能测试中，工业级线缆和连接器会暴露在各种条件下，以确保能够承受：
• 耐磨
• 冷弯
• 低温
• 挤压
• 刺穿
• 高温
• 油浸
• 紫外线
• 浸水 - 缺乏冗余度
物料搬运环境中网络故障的另一个常见原因是缺乏冗余度。如果作为两台设备之间唯一通信线路的线缆或连接器发生故障，那么就会出现停机时间。
通过提供两条可用的数据传输路径，线缆冗余度使一个网络在某条线缆出现故障时仍然能够保持可用并避免停机时间。如果一条路径中的某个组件出现故障，通信会沿着第二条路径继续传输。
为了使冗余度发挥预期的作用，两条路径都必须正常运行。但是，如果通信一直没有中断，如何才能知道某条路径是否已出现故障？很难确知。正因为此，故障可能持续数周、数月甚至数年而不被注意到（直到第二条路径也出现故障）。
想象一下这样的场景：一个大型包装箱分配中心内的输送系统停止运转。工人们对此感到很吃惊。既然已配备了冗余系统，为何还会发生这种情况？答案很简单：第一条路径或第一套系统已在数月前发生故障而没有人注意到。直到第二套系统也发生故障，才会出现停机时间。
一般而言，输送机专家并不会在现场为这类问题提供支持。系统通常是由第三方管理的。当系统发生故障时，第三方必须前往现场进行调查：设备的电源断开了吗？电线是否需要更换？线缆是否被叉车碾压了？连接器是否出现故障？
随着工业网络变得越来越庞大、越来越复杂，了解网络中（以及所有联网的设备和组件）正在发生的情况也变得越来越重要。
如果缺乏正确的工具，要随时掌握冗余路径的状态可能需要大量的人工作业和故障排查工作，而网络管理系统（NMS）能够检测故障并向您发出警报。
NMS能够自动识别网络设备、帮助对其进行配置和监控、快速找出故障并实现及时的修复，同时提供实时状态和性能数据，以便您确切地了解正在发生的情况。此系统还能够绘制网络连接图并标记潜在的问题，这样您就可以立即知道是哪里出了问题。 - 负载过重的网络
物料搬运环境中引起我们注意的另一个常见的网络故障涉及网络过载。
每天都有越来越多的人和设备不断连接至工业网络。取决于布线和连接基础设施，这些网络或早或晚都会因不堪重负而停摆。
我们可以做一个类比：McNally Institute报告称，一台典型的火车机车（也就是火车头）能够拖动后面的20至23节满载车厢。当然，这个数字根据轨道坡度、重量、运行条件等因素的不同而会有所变化。如果您继续给一台火车机车加挂车厢，那么它最终会到达无法发挥预期性能的临界点。
对于网络基础设施而言也是如此。每个网络根据设计都只能处理一定的带宽和流量容量水平，超负荷运行时性能就会受到影响。在物料搬运环境中，各项流程在达到特定的阈值之前可能一直运转平顺。当过多的人和设备都在使用网络带宽时，系统就会被拖慢，网络可能会出现停机时间。
网络评估可以帮助确定您网络的使用率，以及使用量来自何处。到了需要升级基础设施的时候，请记住我们之前提到的一点：试图节省线缆和连接开支并不会让您省下多少钱。您应选择有额外的性能余量的线缆以满足未来的性能需求。例如：即使当前的应用只需要6类线缆，您也应选择6A类解决方案，以便将来需要增加更多设备时有备无患。
想要详细了解如何避免物料搬运环境中的这些常见网络故障？Belden可随时为您答疑解惑！
关于作者
Evan Van Heukelom是Belden的高级解决方案咨询经理，在本公司任职已有6年时间，起初是担任解决方案客户经理。在加入Belden之前，Evan曾在底特律的Machine Vision and Quality Control任职7年时间，工作重点是汽车行业。Even拥有密歇根州霍兰德市霍普学院的机械工程理学学士学位。