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1 概述
工業(yè)以太網(wǎng)，尤其是實時性比較高的PN網(wǎng)絡，對穩(wěn)定性的要求非常高，如果頻繁的掉站，輕則會對生產(chǎn)造成影響，重則有可能導致安全生產(chǎn)事故，因此保證網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行是非常重要的！
說到PROFINET 常用的診斷方式，作為自動化工程師，應該或多或少都接觸過。Zui直觀的，通過PLC CPU LED指示燈、診斷緩沖區(qū)可以知道遠程站點的狀況，通過程序塊“OB86”，“SFC51”, “DeviceState”程序塊我們可以知道哪些站發(fā)生了掉站，HMI 也可以對通信故障做出報警顯示。
但是這些診斷方式，Zui大的問題，都是針對應用層的診斷，就是當你發(fā)現(xiàn)診斷信息的時候，其實站點已經(jīng)發(fā)生了中斷，損失已經(jīng)造成了。
所以，對于 PLC這樣的工業(yè)設備，需要具備針對網(wǎng)絡的診斷手段，這樣就能掌握網(wǎng)絡的蛛絲馬跡，在真正發(fā)生故障之前就可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡的隱患。
2 SIMATIC PLC 網(wǎng)絡診斷
2.1.1 網(wǎng)管型交換機
如下圖的例子，S7-1500 控制器和ET200SP 連接在網(wǎng)管型交換機，形成星形拓撲，通過網(wǎng)管型交換機的管理頁面，我們可以獲得每個接口的錯誤包、輸入/輸出流量帶寬、接口狀態(tài)，這些針對以太網(wǎng)的診斷信息對網(wǎng)絡診斷非常有幫助。
所以，我們網(wǎng)絡中的ET200SP發(fā)生了不規(guī)律掉站，我們就可以通過查看管理型交換機的頁面實現(xiàn)網(wǎng)絡診斷，這也是網(wǎng)管型交換機的一個非常有用的功能。
通過查看網(wǎng)管型交換機的端口統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我們可以知道網(wǎng)絡的流量狀況、是不是有鏈路故障，這樣也可以在真正的掉站發(fā)生之前就及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡問題。
但是，如果網(wǎng)絡中沒有網(wǎng)管型交換機，或者我們的拓撲是通過PN設備的兩個接口級聯(lián)，這樣就缺少了網(wǎng)管型交換機診斷網(wǎng)絡的手段，對于頻繁的掉站，類似這樣的故障，就有點束手無策了。
2.1.2 S7-1200/1500 SNMP 應用功能庫
為了幫助自動化工程師更方便的診斷網(wǎng)絡，我們針對S7-1200/1500 PLC 開發(fā)了SNMP應用功能庫，通過PLC 的SNMP程序塊，直接針對常用的診斷功能，封裝成了應用的功能庫。當前開發(fā)了針對PN設備的網(wǎng)絡診斷、SCALANCE XC200交換機的網(wǎng)絡診斷、SCALACNE 交換機環(huán)網(wǎng)狀態(tài)診斷。
自動化工程師不需要再去了解復雜的網(wǎng)絡知識，直接在博途中調(diào)用功能庫，就像PLC常用的通信指令一樣，熟悉的參數(shù)、熟悉的環(huán)境，大大減少了自動化工程師上手的難度。
2.1.3 S7-1200/1500 SNMP 應用功能庫
-PN 設備網(wǎng)絡診斷
PN設備網(wǎng)絡診斷功能，可以針對ET200系列遠程IO 以及1200/1500 PLC進行診斷，如下圖的例子，通過在S7-1500控制器調(diào)用 PN 設備網(wǎng)絡診斷功能庫，ET200SP兩個接口的流量統(tǒng)計信息、錯誤包狀態(tài)、接口狀態(tài)，直接呈現(xiàn)出來，而且端口的流量統(tǒng)計直接換算為100Mbit/s的單位，非常直觀。
通過功能庫，即使現(xiàn)場沒有網(wǎng)管型交換機，我們也可以直接針對PN設備獲取網(wǎng)絡狀態(tài)的統(tǒng)計信息，大大的豐富了工程師診斷網(wǎng)絡的手段。
2.1.4 S7-1200/1500 SNMP 應用功能庫
-SCALANCE XC200 交換機網(wǎng)絡診斷
我們的功能庫，也推出了針對網(wǎng)管型交換機的指令。SCALANCEXC200 網(wǎng)管型交換機，作為PROFINET網(wǎng)絡應用Zui為普遍的交換機，也通常作為網(wǎng)絡的核心設備，SCALANCEXC200交換機網(wǎng)絡診斷功能庫，可以針對XC200 全系列交換機，通過一個程序塊獲得所有端口的狀態(tài)。
如下圖的例子，通過在S7-1500控制器調(diào)用指令，可以獲得交換機的所有端口連接、錯誤包狀態(tài)。除此之外，XC200交換機所有端口的流量狀態(tài)都可以展現(xiàn)出來，整個網(wǎng)絡的狀態(tài)就一目了然了?？梢钥吹剑承┒丝诔霈F(xiàn)了比較大的接收流量，并且在其他端口產(chǎn)生了相應的發(fā)送流量，這很明顯說明異常流量引起了數(shù)據(jù)的泛洪傳輸，很有可能是網(wǎng)絡中產(chǎn)生了大的廣播數(shù)據(jù)，這對網(wǎng)絡性能影響是非常大的！
2.1.5 S7-1200/1500 SNMP 應用功能庫
未來規(guī)劃 1-針對第三方網(wǎng)管型交換機
我們開發(fā)的應用功能庫是基于網(wǎng)絡管理協(xié)議 SNMP，因此同樣可以適用于第三方支持SNMP的管理型交換機。只需要知道第三方交換機SNMP配置信息以及接口索引，程序塊同樣可以獲得所有端口的信息。呈現(xiàn)出來的效果，和之前XC200 專用庫完全一致。
2.1.6 S7-1200/1500 SNMP 應用功能庫
未來規(guī)劃 2-網(wǎng)絡診斷數(shù)據(jù)的導出
通過我們的應用功能庫，PN設備、交換機的網(wǎng)絡診斷的信息可以被PLC 讀出來，幫助工程師在現(xiàn)場掌握網(wǎng)絡的狀況，維護網(wǎng)絡的穩(wěn)定。
如果現(xiàn)場沒有維護工程師、無人值守的工藝、有特殊需求的場合，我們也可以通過事件觸發(fā)，把特定時期的網(wǎng)絡統(tǒng)計信息導出來，供維護工程師的后期分析。后續(xù)的功能庫，我們可以把讀到的數(shù)據(jù)定期歸檔，通過PLC 的Web 頁面導出歸檔數(shù)據(jù)的歸檔文件。
如下圖的例子，如果現(xiàn)場的ET200SP 身前網(wǎng)絡流量發(fā)生了變化，當超過一定的闕值，S7-1500控制器都會自動讀取ET200SP一段時間的網(wǎng)絡診斷數(shù)據(jù)，并自動歸檔到Web頁面中。
我們通過下載數(shù)據(jù)日志文件，并且通過Excel打開，ET200SP 的接口統(tǒng)計信息就可以看到了，幫助我們了解該時間點設備的網(wǎng)絡性能。
3 結語
SIMATICPLC SNMP 應用功能庫，隨著版本的不斷升級，功能、性能上也會有不斷的提高，通過指令塊的靈活使用，SIMATIC PLC的網(wǎng)絡診斷功能如虎添翼，為自動化工程師提供了更多的網(wǎng)絡診斷手段，我們后續(xù)也會繼續(xù)開發(fā)相關的應用，擴展思路，期望能夠成為大家工程中的有效工具！
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