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廣州虹科電子技術部：support@hkaco.com
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摘要：TH SCOPE+TH LINK是一套實現(xiàn)PROFINET工業(yè)網(wǎng)絡統(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)絡監(jiān)測和 診斷的重要性和必要性，并結合實際情況描述了本套方案的優(yōu)勢之處，其中包括網(wǎng)絡拓撲、故障趨勢、診斷建議、設備清單、歷史統(tǒng)計、網(wǎng)絡 對比、導出報告等，并以汽車工業(yè)領域為例子說明了本套方案的經(jīng)濟性 和可靠性。 關鍵詞：PROFINET工業(yè)網(wǎng)絡；監(jiān)測與診斷；拓撲圖；汽車工業(yè)
隨著工業(yè)網(wǎng)絡的廣泛應用，特別是PROFINET的發(fā)展，在 現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場工程師將面臨著越來越多可能出現(xiàn)的新技術問題。為了更全面地利用PROFINET的優(yōu)勢，即使是建立 已久的試車和運行實例也需要重新評估并應用于新的環(huán)境中。目前為止，PROFINET網(wǎng)絡中驗收測試、監(jiān)控和診斷的通用標 準和規(guī)則仍處于討論階段。Softing Industrial Automation公司在 PROFINET網(wǎng)絡技術中積累了大量的經(jīng)驗，并且能夠提供相應的解決方案。
在工業(yè)現(xiàn)場中，永遠存在這么一個真理，PROFINET也 不例外，那就是生產(chǎn)設備在生產(chǎn)過程中必須是經(jīng)濟的，有成本效益的，以保證產(chǎn)品的競爭力。然而，只有在現(xiàn)場網(wǎng)絡正確工 作并永久可用的前提下才能實現(xiàn)這一目標。而PROFINET比 PROFIBUS更具優(yōu)勢的一點是它支持的網(wǎng)絡結構更大，一個典型 的PROFIBUS網(wǎng)絡最多能支持50個設備，而一個PROFINET網(wǎng) 絡能支持的設備多達2000個。而且它的靈活性和適應性使得生產(chǎn)設備更容易被拓展和修改，所以在現(xiàn)有的PROFINET網(wǎng)絡中添加新的設備要比PROFIBUS來得更加容易和便捷。
預測性監(jiān)控
PROFINET的發(fā)展帶來了對網(wǎng)絡可用性要求的不斷增加。 在談到PROFIBUS的時候，我們總會遇到一些類似的說法，如 “我們的網(wǎng)絡每年都會發(fā)生一兩次故障，導致生產(chǎn)停滯不前。” 或者是“我們意識到網(wǎng)絡問題出現(xiàn)了，但是我們沒法找到問題 出現(xiàn)的原因。”而在一個PROFINET網(wǎng)絡中，有多達2000個 節(jié)點，如果出現(xiàn)了類似的問題，那損失將是不可估量的。
盡管 PROFIBUS網(wǎng)絡的錯誤診斷一般只是偶爾執(zhí)行或只在出現(xiàn)故障的 時候執(zhí)行，但在PROFINET網(wǎng)絡中，建立有預測性、連續(xù)性的監(jiān)控是非常必要和明智的。它時刻監(jiān)視著即將發(fā)生的故障、網(wǎng)絡 負載的變化和潛在的錯誤源。在最先進的生產(chǎn)過程中，設備一定 是要保證一周7天、每天24小時正常運轉的。
安全地運行并記錄網(wǎng)絡所有設備的狀態(tài)和動作
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備已經(jīng)連接到網(wǎng)絡中，哪些故障可能會出現(xiàn)。而且隨著網(wǎng)絡中設備的增多，這些故障會比原先的網(wǎng)絡更容 易出現(xiàn)。像TH SCOPE這種最先進的監(jiān)測軟件，它不僅能夠隨時訪問當前網(wǎng)絡的拓撲結構，網(wǎng)絡負載，節(jié)點的數(shù)量和狀態(tài)，網(wǎng)絡 設備的固件版本和訂購數(shù)量等，還能檢測標準的Ethernet設備，如服務器或攝像機等。
雖然這些設備不是網(wǎng)絡配置特定的，但它們時常會影響網(wǎng) 絡的安全性和穩(wěn)定性。TH SCOPE的這一功能是基于IT標準如 SNMP實現(xiàn)的，而另外的專用協(xié)議版本還有DCP。現(xiàn)場的維護工 程師要記錄網(wǎng)絡所有設備的狀態(tài)和動作的一個原因是他們必須保 證通信的可靠性，因為即使是合格的Ethernet設備也會造成過高 的網(wǎng)絡負載，并對實時性能產(chǎn)生不利的影響。最先進的監(jiān)測軟件 TH SCOPE實現(xiàn)了更進一步的功能：它除了能夠監(jiān)測PROFINET 和標準Ethernet之外，還能監(jiān)測其它主要的Industrial Ethernet標準，如EtherNet/IP和Modbus TCP，并集成在一個獨立的應用軟件界面中。
快速地試車和自動地驗收測試
在Ethernet網(wǎng)絡中，考慮到有大量的設備存在，利用各式各 樣的工具來加快試車和驗收過程是非常有必要的。其中比較重要的一步是自動測定拓撲結構，而TH SCOPE是不需要任何工程工 具就可以完整地實現(xiàn)這一功能的。對于很多來自不同領域的專家，從設備制造商到服務供應商，在搭建現(xiàn)場系統(tǒng)的時候都同時 面對著相似的網(wǎng)絡，而最理想的方法是通過拓撲結構去獲得所有 已連設備的最新概況。像TH SCOPE這樣強大的系統(tǒng)，它能夠輕 松地生成各個設備的信息以及錯誤，這些信息涵蓋了設備性能， 協(xié)議分配，配置清單等，并且還能比較實際布局與之前計劃的不同之處。因此，它能夠大大地加快試車和驗收過程。在自動工業(yè) 領域中，TH SCOPE的自動診斷還能收集到更多的網(wǎng)絡參數(shù)信息。
（如IP地址，子網(wǎng)掩碼和默認網(wǎng)關）和設備參數(shù)信息。而捕獲的 數(shù)據(jù)還能與工程工具生成的配置進行比較。當使用光纖的時候， TH SCOPE還能捕獲更多的細節(jié)，如線纜長度，傳送質量和連接 質量，換句話說，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)都是在試車過 程中可以直接獲取的。
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圖1 TH SCOPE拓撲視圖 （說明：TH SCOPE拓撲視圖以最先進的方式給出任意時刻整個網(wǎng)絡的拓撲概況）
為維護工程師而生的實用工具
通過合適的工具讀出網(wǎng)絡參數(shù)是維持PROFINET網(wǎng)絡正常 工作的唯一途徑。這就要求當網(wǎng)絡出現(xiàn)問題的時候，Profinet 診斷和監(jiān)控工具能易于操作而且快速響應。維護工程師可以快 速地判斷問題能否自己解決或需要相關的IT專家提供服務，因為一般的維護工程師往往都不是精通幀解析和抖動的IT專家或網(wǎng)絡專家，他們需要的是一個無需追加工程量的簡單易用的工 具。
而高質量的TH SCOPE就是他們所需要的，可以這么說， TH SCOPE實現(xiàn)了網(wǎng)絡的自行監(jiān)測。當問題出現(xiàn)時，系統(tǒng)會自 動根據(jù)事先設置的聯(lián)系方式給用戶發(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 以集中存儲長達一個月的網(wǎng)絡、線纜和設備的診斷信息，并且 它是基于網(wǎng)頁設計的，所以無論您在世界的哪個角落都輕松地訪問TH SCOPE。
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圖2 TH SCOPE趨勢視圖 （說明：TH SCOPE趨勢視圖顯示了所有網(wǎng)絡設備的歷史狀態(tài)）
長期監(jiān)測和預防可以給用戶帶來回報
Softing公司的一次調查顯示，76%的PROFINET使用者至今 仍沒有試車和監(jiān)測的經(jīng)驗，37%的使用者仍在使用不支持診斷和 拓撲結構掃描的非管理型設備。這意味著：關于診斷和監(jiān)測的咨 詢和培訓仍處于發(fā)展階段，因為在這一領域人們對PROFINET 的實踐還比較少，發(fā)展還比較慢。
Softing公司已經(jīng)意識到這一需 求并為所有工業(yè)領域內(nèi)的設備操作者、系統(tǒng)集成者和設備生產(chǎn)商提供全面的網(wǎng)絡服務。在安裝設備后的十分鐘內(nèi)即可實現(xiàn)標 準化網(wǎng)絡的局部檢查和PROFINET網(wǎng)絡條件的初步評估。
汽車 工業(yè)在PROFINET技術領域一直扮演著先驅的角色，并已經(jīng)在 PROFINET試車診斷方面運用了最先進的方法和工具，而最主 要的原因正是因為這些工具用于監(jiān)測PROFINET網(wǎng)絡具有極高 的成本效益。只需投入不到所有設備成本的1%用于網(wǎng)絡監(jiān)測， 即可實現(xiàn)設備的平穩(wěn)運行。換句話說，使用TH SCOPE延長設備 可用生命周期1小時或減少試車時間1小時就完全能夠收回投入在 網(wǎng)絡診斷中的所有成本。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號