PROFINET网络性能测试仪

关键字：Profinet实时性、网络故障、数据分析

随着汽车产业的发展，对设备的性能也提出了更高的要求，如快速响应、实时通信等。同时，车间内的人身安全也是必须关注的焦点，并且要求简化设计，安装调试节约项目成本。这使得对生产线的自动化程度必须实时可靠。使用PROFINET 总线连接，PROFINE IO设备（站点）时，如果某个总线站点出现故障或者掉线，设备还在继续运行的话，这是该设备机器周围的人员，都将处于非常危险的状态， ，一旦设备出现去动作，将导致严重的生产事故，对于PROFINET系统站点的实时状态的读取与诊断是非常重要的，

项目简介

某汽车厂为国际知名汽车厂的合资企业，于2003年在沈阳建厂。本地生产其旗下的两款高端豪华轿车。2009年在原有厂区外扩建一个车身车间。整个项目控制系统的实施完全依照该公司制定的最新的控制系统企业标准。

汽车车身的性能在整车性能中占有非常重要的比重，其依赖于汽车车身的制造设备和工艺。车身生产线上需要用到的设备有焊枪及机器人、输送设备、涂胶设备和工装夹具等，通过现场总线连接，使用PLC控制系统控制这些设备自动柔性运行。该车间还是一个可以生产多种车型的柔性的系统。公司管理层的生产信息系统和质量系统通过网络将车型和物流质量等信息直接发送到现场设备。

如上所述，此生产线是典型的多工种、多工艺、多物料的大规模生产过程。要求设备快速响应和实时通信，同时随着汽车行业之间竞争的日益激烈，各生产厂商都普遍面临着提高生产效率、降低生产成本、提高生产管理水平等种种压力。汽车项目规划和设计控制系统的基本指导原则是采用最先进的自动化技术和产品，从而最大程度地减小系统集成和调试时间、降低投资成本，方便生产运行阶段的维护与工艺调整，提高各工艺设备系统的稳定性，减少故障停机时间，保证计划产量的实现。该厂的控制系统企业标准体现了上述宗旨，并把柔性制造和系统的安全保障予以重视。因此，根据该标准，该项目采用PROFINET总线系统。

Profinet 的优势：

Profinet是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFInet为自动化通信领域提供了一个完整高性能并可升级的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如Profibus）技术，保护现有投资。其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。总的来说可用一条等式简单而明了地描述PROFInet 方案：PROFInet = Profibus + 具有Profibus 和IT 标准Ethernet 的开放、一致的通信+独立于制造商的工程模型+通过开放对象模型的分散自动化

Profinet的实时性，以及他的一网到底的网络特性，使得在汽车行业应用的更广，此时Profinet网络维护显得日益重视，对于PROFINET的网络结构来说，会出现怎么样问题呢？那么我们应该首先了解这个profinet出现故障的时候，会出现什么样的一个情况，以及我们应该如何诊断PN IO 系统，获取io设备的状态以及故障的详细信息？

Profinet网络故障排查

网络故障的排查至关重要，直接影响网络的运行效率，必须追求高效率、短时间。因此网络检测辅助设备在网络施工和网络维护工作中变得越来越重要，网络测试仪的使用可以极大地降低网络管理员排查网络故障的时间，可以提供综合布线施工人员的工作效率，加速工程进度和工程质量。该类设备在国外应用已经很普遍，网络测试仪按功能可以分为线缆检测仪、多功能网络测试仪和网络性能测试仪，对于Profitap这种网络测试仪我们定义为网络性能测试仪，适用于大型网络安全领域。针对我们的PROFINET工业以太网。重点在于：网络流量测试、数据拦截、IP查询、流量分析

l  在网络流量测试方面：计数器选项卡中列出的每个计数器嵌入在 ProfiShark 1G 的两个网络端口。 该计数器是64 位硬件计数器, 在硬件启动或重新连接时清除计数。每一个端口的数据帧都详细的记录在在这个计数器窗口上，

表格功能，能够在网络流量分析能够按计划，随着时间的推移检查统计数据。对于每个端口来说，可以使用左边的复选框来绘制任意的统计数据。一旦框被选中，相应的数据出现在右侧的曲线图。刷新率可以通过左侧的下拉列表选择，允许您绘制长达10个小时的统计数据。,显示每个系列的数据包占总数量的百分比，除了以百分比形式显示在总带宽中 的带宽使用情况。

l  在数据拦截方面，

ProfiShark 1G 提供捕获功能:

1.        任意类型的帧 (暂停帧, Vlan标记的帧, …),

2.        任意压缩帧,

3.        CRC错误帧,

4.        短帧 (< 64 位),

5.        巨型帧 (> 1518 位),

6.        在10位10 千位之间的任意帧

捕获数据分为两种模式：在线捕捉模式与直接捕获模式：在线捕获模式下ProfiShark 1G传输网络帧到捕获软件而无需修改它们 （见“Feature”章）。 它在数据包大小、数据包类型或协议方面是透明的。所有的标签和封装将被保留(例如Vlan, MPLS, GRE).

在直接捕获模式下ProfiShark 1G提供了不需要第三方捕获软件帮助即可捕获流量的选项。这种捕获模式先于所有网络栈和帧处理完成驱动级，而。在直接捕获模式的支持下，小的数据包可以在全线速下进行。

仪表选项卡中显示当前的带宽使用情况，平均带宽使用情况，以及平均每个端口的CRC错误率。日志选项卡为带宽使用情况和CRC错误率设置阀值。每次超过了阀值，就会增加一个日志条目，允许轻松地识别类型、日期和事件的端口。这可以被用于长期分析，超过长时间发生的随时事件

  对PROFINET工程师来讲，他是最基本的工具。特别是在检测接口，IRT性能和其他实时应用。开关的监听接口是非常不可靠的，他可以被其他数据占据或者不能完全的转发数据。登录到Ethernet 接口的笔记本电脑也同样存在过高的IRT应用问题，因为2个通道被合并成一个。PROFITAP有一个连接到笔记本电脑的USB 可以将捕获的报文分流给附带的驱动，此驱动是在笔记本电脑商仿效一个额外的Ethernet 接口从而把报文传递给其他应用程序。PROFITAP同时能够阻止笔记本电脑自己向外发送报文这些报文能够损坏实时数据和网络安全。 大多数PROFINET/Ethernet 监听工具适用 无报文丢失 时间记载报文 不危及实时数据 无安全危害 对开关与驱动不可见 接地灵敏 适用于WindowsXP和VISTA操作系统。