PROFINET 网络故障的诊断与分析

这次分享的内容是我在某汽车厂进行的网络诊断时发现的问题。一天用户联系我们的销售说现场由于放假进行断电停产（以前生产线没有任何问题，网络也是正常的）。假后当整个生产线重新上电恢复生产时，发癫痫疾病病因现现场的连接RFID的分布式IO出现经常断网的情况，使得生产线不能顺利生产！销售很快把这个问题反馈到了我这里。 在到现场之前，我咨询了一下现场工程师关于现场的网络情况。现场的控制网络和工厂的IT网络进行了连接。且它们之间没有相应的安全控制措施。 用户的反映，现场断开工厂IT网络与控制网络就不会出现PN网络中断的现象。现场的工厂IT网络和控制网络同处于一个大二层的交换机网络（没有进行网络分段）。所以，初步判定是网络规划的不合理，而且网络规模非常庞大导致网络中的广播数据流非常多，最终导致PN中断的故障现象。 控制网络是由1个S7-300的PN控制器与3个图尔克的BL20的分布式IO组成。RFID设备就接入到了其中的一个BL20的分布式IO上。在这个PN的网络上使用的交换机是罗杰康非PN的交换机。网络结构如下图1所示。设备清单如表1所示。

图1 现场控制网络的网络拓扑结构

表1 控制网络的设备清单从上图1和上表1可以看出控制网络的设备非常的少。由于使用的是的网络上使用的交换机是罗杰康非PN的交换机，所以现场通过PROFINET的网络扫描软件无法正确识别出设备类型及正确的网络拓扑结构（这里强烈的建议，在PROFINET网络中使用带网关功能的PROFINET的交换机）。 根据用户太原最好的癫痫病医院的反馈的信息和现场查看到网络结构。于是更加确定是IT网络中的一些不正常的数据流影响到了控制网络的通信。那么我们就需要彻查一下是什么样北京好的治疗癫痫病医院的数据流影响了控制网络。通过PN的专用的网络诊断工具BANY PN IO抓取了S7-300 PN口的通信数据流（采样阶段出现过网络中断的想象）。经过数据的过滤分析，发现造成的故障原因是IT网络中传来大量的广播报文。如下图2所示：

图2 通信故障时的报文负载统计分析通过图2显示出的结果，找到了产生问题的真正原因（与我的猜测是一至的）。大量广播报文出现后，此广播域中的所以设备都要处理这些广播请求，由于现场有些控制设备的性能不是很好（如：图尔克的BL20），由于一时间处理不了这些报文就会出现网络接口中断的现象。根据现场的问题的检测，给出了两种问题的解决办法。 一是治本的方案： 重新规划网络，把一个大的广播域划分成多个小的广播域，这样可以有效地限制同一个广播域中的广播数据流量。 二是治标的解决方案： 限制工厂IT网络的广播报文进入到控制网络。方法有很多，可以通过在IT网络的交换机的端口设置广播流的限流；还可以在CPU上扩展CP通信网卡，这样从物理上来隔离工厂IT网络和控制网络。 现场实施方案一的成本比较高，而且在已经投产的情况下不容易实施。最终用户选择了方案二。且具体实施上采用的是可以通过在IT网络的交换机的端口设置广播流（这个在现场癫痫病小发作的治疗做了测试，非常有效）。从上面的这个案例我们可以总结出如下的结论：1、工业以太网网络是未来数字化工厂的通信的基础。2、在实施工业以太网是，网络的前期规划非常重要。3、学好用好工业以太网，让其成为未来数字化工厂的高速公路。4、 在控制网络中尽量使用一些可靠的网络组件。