一个烟厂PROFINET工业网络故障诊断与分析案例

显示全部楼层 · 2024-8-10 01:45:50

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来源：西门子工业技术论坛作者：FengXueWei  链接见文末“原文链接”

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前面我们介绍了工业中的各种总线，接口等

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之后介绍了一个S7-1500与无线AP的网络故障案例：

S7–1500遇上工业无线AP：一个立体仓库无线网络故障诊断分析案例

今天我们就以PROFINET为例，与大家分享一个网络诊断的案例

工业现场使用PROFINET网络通信越来越普遍。大多数的使用者都只是停留在对PROFINET网络会使用状况，而对于PROFINET底层的工作机制却知之甚少。随着PROFINET设备节点数量越来越多，网络的规模比起以前来说也越来越大，越来越复杂。很多用户在使用的过程中由于使用不当造成了这样那样的问题。下面我将给大家介绍一个由于使用不当造成网络故障的案例。

   某烟厂在制丝车间的控制网络使用的是PROFINET的网络。现场反映PROFINET控制网络经常会出现网络中断的故障现象。现场的网络拓扑如下图1所示。

图1、制丝车间PROFNET的网络拓扑结构

      从上图1可以看到S7-400的PLC连接到了SCLANCE XM414的交换，然后SCLANCE XM414的交换机再次级联X200的交换机，再由X200的交换机去连接分布式IO站；有的二次级联X200交换机后连接分布式IO站。且在有的分支线上的终端连接有S7-300PLC。图2为图1放大图的部分。

图2、拓扑图的部分放大图

      在连接S7-400与SCALANCE XM414的网线进行数据抓包分析，可以看到通过此线路既有PNIO的通信数据包也有S7的通信数据包，且在一些时刻PNIO的通信的频繁程度与S7通信的频繁程度差不多，如下图3所示。

图3、PLC下连网络的数据抓包情况



      对图3中的数据包进行分析，如下图4所示。从图4可以看出有时S7的通信负载高于PNIO的通信负载。

图4、S7通信负载高于PNIO的通信负载的情况

      当图4的情况发生且持续的时间很长，就会造成当PNIO的数据和S7通信的数据都到达SCALANCE XM414的时候，XM400交换机把PNIO数据帧的优先级由6变为了0，也就是PNIO的数据不具有了优先级。此时当有大量的S7通信的数据发生时就会造成PNIO的通信延迟。这样就会造成PNIO掉站的故障。

      所以XM400的交换机虽然价格高，但它主要用于骨干网的交换机而不是是用于PNIO通信链路上的交换机。所以不能把XM400的交换机级联在PNIO通信的链路中。对于PNIO的通信建议用PNIO的专用交换机X200系列交换机，X200交换机可以保证PNIO的优先级出入X200交换机时不变。而此案例的特殊之处在于由于网络架构的不合理导致了S7通信与PNIO的通信共用逻辑链路且当通信量大时就会出现PNIO通信故障的现象。

By Alic:

在工业网络的问题中，我们总会遇到各种各样的问题，就像小智前面的文章：

一个工业网络工程师的自述，真的太“南”了吗（小智推荐）

当中调侃的一样，需要掌握很多不一样的技能和技术，或许有的人会觉得，我一个做MES的，我一个做PLC的其实不需要了解这些，对此我也不做任何评论，不过提醒喜欢思考的朋友，做技术的人，应该时时刻刻保持对新的东西的敏感，保持自己独立的判断，但是不要陷入自己给自己设置的思维牢笼之中~

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