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)?、故障趨?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) 。

 Abstract: TH SCOPE and TH LINK is an inligent solution tounitedly implement the monitor, diagnose and analysis of the PROFINET network. This paper elaborates theimportance and necessity of Profinet Monitoring and Diagnostics, and describesthe advantages of this project with practice, such as topology, statetrend, diagnostic advice,device list,historical statistics, network comparison, report and so on. In addition, it also explains the economic efficiency and reliability of thisproject by using automotive industry as an example.
Key words:  PROFINET Network; Monitoring andDiagnostics;   Topology;  Automotive Industry

    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。* 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*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)zui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?/span>Ethernet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。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(xiàn)纜長(zhǎng)度，傳送質(zhì)量和連接 質(zhì)量，換句話(huà)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。
  

   圖1  TH SCOPE拓?fù)湟晥D  （說(shuō)明：TH SCOPE拓?fù)湟晥D以的方式給出任意時(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*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)，因為一般的維護(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)置的給用戶(hù)發(fā)送郵件或初始故障信息， 如果需要的話(huà)，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(xiàn)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。

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)

     *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。*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)域一直扮演著的角色，并已經(jīng)在 PROFINET試車(chē)診斷方面運(yùn)用了的方法和工具，而zui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* 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(huà)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)就完夠收回投入在 網(wǎng)絡(luò)診斷中的所有成本。