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案例頻道 關(guān)注您的PROFINET網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和診斷--案例分享
廣州虹科電子技術(shù)部：support@hkaco.com
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摘要：TH SCOPE+TH LINK是一套實(shí)現(xiàn)PROFINET工業(yè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化監(jiān) 控、診斷和分析的智能解決方案。本文主要闡述了PROFINET網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和 診斷的重要性和必要性，并結(jié)合實(shí)際情況描述了本套方案的優(yōu)勢(shì)之處，其中包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒐收馅厔?shì)、診斷建議、設(shè)備清單、歷史統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò) 對(duì)比、導(dǎo)出報(bào)告等，并以汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域?yàn)槔诱f(shuō)明了本套方案的經(jīng)濟(jì)性 和可靠性。 關(guān)鍵詞：PROFINET工業(yè)網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)測(cè)與診斷；拓?fù)鋱D；汽車(chē)工業(yè)
隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，特別是PROFINET的發(fā)展，在 現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)工程師將面臨著越來(lái)越多可能出現(xiàn)的新技術(shù)問(wèn)題。為了更全面地利用PROFINET的優(yōu)勢(shì)，即使是建立 已久的試車(chē)和運(yùn)行實(shí)例也需要重新評(píng)估并應(yīng)用于新的環(huán)境中。目前為止，PROFINET網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)收測(cè)試、監(jiān)控和診斷的通用標(biāo) 準(zhǔn)和規(guī)則仍處于討論階段。Softing Industrial Automation公司在 PROFINET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，并且能夠提供相應(yīng)的解決方案。
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，永遠(yuǎn)存在這么一個(gè)真理，PROFINET也 不例外，那就是生產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中必須是經(jīng)濟(jì)的，有成本效益的，以保證產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。然而，只有在現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)正確工 作并永久可用的前提下才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。而PROFINET比 PROFIBUS更具優(yōu)勢(shì)的一點(diǎn)是它支持的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更大，一個(gè)典型 的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)最多能支持50個(gè)設(shè)備，而一個(gè)PROFINET網(wǎng) 絡(luò)能支持的設(shè)備多達(dá)2000個(gè)。而且它的靈活性和適應(yīng)性使得生產(chǎn)設(shè)備更容易被拓展和修改，所以在現(xiàn)有的PROFINET網(wǎng)絡(luò)中添加新的設(shè)備要比PROFIBUS來(lái)得更加容易和便捷。
預(yù)測(cè)性監(jiān)控
PROFINET的發(fā)展帶來(lái)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)可用性要求的不斷增加。 在談到PROFIBUS的時(shí)候，我們總會(huì)遇到一些類(lèi)似的說(shuō)法，如 “我們的網(wǎng)絡(luò)每年都會(huì)發(fā)生一兩次故障，導(dǎo)致生產(chǎn)停滯不前。” 或者是“我們意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題出現(xiàn)了，但是我們沒(méi)法找到問(wèn)題 出現(xiàn)的原因。”而在一個(gè)PROFINET網(wǎng)絡(luò)中，有多達(dá)2000個(gè) 節(jié)點(diǎn)，如果出現(xiàn)了類(lèi)似的問(wèn)題，那損失將是不可估量的。
盡管 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的錯(cuò)誤診斷一般只是偶爾執(zhí)行或只在出現(xiàn)故障的 時(shí)候執(zhí)行，但在PROFINET網(wǎng)絡(luò)中，建立有預(yù)測(cè)性、連續(xù)性的監(jiān)控是非常必要和明智的。它時(shí)刻監(jiān)視著即將發(fā)生的故障、網(wǎng)絡(luò) 負(fù)載的變化和潛在的錯(cuò)誤源。在最先進(jìn)的生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備一定 是要保證一周7天、每天24小時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的。
安全地運(yùn)行并記錄網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)備的狀態(tài)和動(dòng)作
使用者非常重視PROFINET的靈活性，也因如此，他們需 要清楚地知道哪些設(shè)備已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)中，哪些故障可能會(huì)出現(xiàn)。而且隨著網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的增多，這些故障會(huì)比原先的網(wǎng)絡(luò)更容 易出現(xiàn)。像TH SCOPE這種最先進(jìn)的監(jiān)測(cè)軟件，它不僅能夠隨時(shí)訪問(wèn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備的固件版本和訂購(gòu)數(shù)量等，還能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet設(shè)備，如服務(wù)器或攝像機(jī)等。
雖然這些設(shè)備不是網(wǎng)絡(luò)配置特定的，但它們時(shí)常會(huì)影響網(wǎng) 絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。TH SCOPE的這一功能是基于IT標(biāo)準(zhǔn)如 SNMP實(shí)現(xiàn)的，而另外的專(zhuān)用協(xié)議版本還有DCP。現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)工 程師要記錄網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)備的狀態(tài)和動(dòng)作的一個(gè)原因是他們必須保 證通信的可靠性，因?yàn)榧词故呛细竦腅thernet設(shè)備也會(huì)造成過(guò)高 的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，并對(duì)實(shí)時(shí)性能產(chǎn)生不利的影響。最先進(jìn)的監(jiān)測(cè)軟件 TH SCOPE實(shí)現(xiàn)了更進(jìn)一步的功能：它除了能夠監(jiān)測(cè)PROFINET 和標(biāo)準(zhǔn)Ethernet之外，還能監(jiān)測(cè)其它主要的Industrial Ethernet標(biāo)準(zhǔn)，如EtherNet/IP和Modbus TCP，并集成在一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用軟件界面中。
快速地試車(chē)和自動(dòng)地驗(yàn)收測(cè)試
在Ethernet網(wǎng)絡(luò)中，考慮到有大量的設(shè)備存在，利用各式各 樣的工具來(lái)加快試車(chē)和驗(yàn)收過(guò)程是非常有必要的。其中比較重要的一步是自動(dòng)測(cè)定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而TH SCOPE是不需要任何工程工 具就可以完整地實(shí)現(xiàn)這一功能的。對(duì)于很多來(lái)自不同領(lǐng)域的專(zhuān)家，從設(shè)備制造商到服務(wù)供應(yīng)商，在搭建現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的時(shí)候都同時(shí) 面對(duì)著相似的網(wǎng)絡(luò)，而最理想的方法是通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)去獲得所有 已連設(shè)備的最新概況。像TH SCOPE這樣強(qiáng)大的系統(tǒng)，它能夠輕 松地生成各個(gè)設(shè)備的信息以及錯(cuò)誤，這些信息涵蓋了設(shè)備性能， 協(xié)議分配，配置清單等，并且還能比較實(shí)際布局與之前計(jì)劃的不同之處。因此，它能夠大大地加快試車(chē)和驗(yàn)收過(guò)程。在自動(dòng)工業(yè) 領(lǐng)域中，TH SCOPE的自動(dòng)診斷還能收集到更多的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)信息。
（如IP地址，子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)）和設(shè)備參數(shù)信息。而捕獲的 數(shù)據(jù)還能與工程工具生成的配置進(jìn)行比較。當(dāng)使用光纖的時(shí)候， TH SCOPE還能捕獲更多的細(xì)節(jié)，如線纜長(zhǎng)度，傳送質(zhì)量和連接 質(zhì)量，換句話說(shuō)，也就是丟包數(shù)量，發(fā)送周期的偏差，廣播幀和多路廣播幀的數(shù)量等等。并且所有這些條件和參數(shù)都是在試車(chē)過(guò) 程中可以直接獲取的。
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圖1 TH SCOPE拓?fù)湟晥D （說(shuō)明：TH SCOPE拓?fù)湟晥D以最先進(jìn)的方式給出任意時(shí)刻整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涓艣r）
為維護(hù)工程師而生的實(shí)用工具
通過(guò)合適的工具讀出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)是維持PROFINET網(wǎng)絡(luò)正常 工作的唯一途徑。這就要求當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，Profinet 診斷和監(jiān)控工具能易于操作而且快速響應(yīng)。維護(hù)工程師可以快 速地判斷問(wèn)題能否自己解決或需要相關(guān)的IT專(zhuān)家提供服務(wù)，因?yàn)橐话愕木S護(hù)工程師往往都不是精通幀解析和抖動(dòng)的IT專(zhuān)家或網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家，他們需要的是一個(gè)無(wú)需追加工程量的簡(jiǎn)單易用的工 具。
而高質(zhì)量的TH SCOPE就是他們所需要的，可以這么說(shuō)， TH SCOPE實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的自行監(jiān)測(cè)。當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自 動(dòng)根據(jù)事先設(shè)置的聯(lián)系方式給用戶(hù)發(fā)送郵件或初始故障信息， 如果需要的話，系統(tǒng)還能提供有效的解決建議。TH SCOPE可 以集中存儲(chǔ)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的網(wǎng)絡(luò)、線纜和設(shè)備的診斷信息，并且 它是基于網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)的，所以無(wú)論您在世界的哪個(gè)角落都輕松地訪問(wèn)TH SCOPE。
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圖2 TH SCOPE趨勢(shì)視圖 （說(shuō)明：TH SCOPE趨勢(shì)視圖顯示了所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的歷史狀態(tài)）
長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和預(yù)防可以給用戶(hù)帶來(lái)回報(bào)
Softing公司的一次調(diào)查顯示，76%的PROFINET使用者至今 仍沒(méi)有試車(chē)和監(jiān)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，37%的使用者仍在使用不支持診斷和 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)掃描的非管理型設(shè)備。這意味著：關(guān)于診斷和監(jiān)測(cè)的咨 詢(xún)和培訓(xùn)仍處于發(fā)展階段，因?yàn)樵谶@一領(lǐng)域人們對(duì)PROFINET 的實(shí)踐還比較少，發(fā)展還比較慢。
Softing公司已經(jīng)意識(shí)到這一需 求并為所有工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)備操作者、系統(tǒng)集成者和設(shè)備生產(chǎn)商提供全面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在安裝設(shè)備后的十分鐘內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)標(biāo) 準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)的局部檢查和PROFINET網(wǎng)絡(luò)條件的初步評(píng)估。
汽車(chē) 工業(yè)在PROFINET技術(shù)領(lǐng)域一直扮演著先驅(qū)的角色，并已經(jīng)在 PROFINET試車(chē)診斷方面運(yùn)用了最先進(jìn)的方法和工具，而最主 要的原因正是因?yàn)檫@些工具用于監(jiān)測(cè)PROFINET網(wǎng)絡(luò)具有極高 的成本效益。只需投入不到所有設(shè)備成本的1%用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)， 即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。換句話說(shuō)，使用TH SCOPE延長(zhǎng)設(shè)備 可用生命周期1小時(shí)或減少試車(chē)時(shí)間1小時(shí)就完全能夠收回投入在 網(wǎng)絡(luò)診斷中的所有成本。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)