与西门子大神的约会—记西门子技术π圈首次线下活动

1、活动发起

2020年7月，西门子技术π圈进行第一次线上活动，在活动结束后，西门子技术专家赵工突然加我微信，说我在论坛里面发的案例经典，希望到现场诊断一下，并可以进行技术培训，就到现场的一些细节讨论的差不多，我内心有点小激动的等着下周一西门子专家到来的时候，北京的疫情突然有了变化，公司对北京返回人员控制极为严格，于是这次的活动暂时搁置。

到了9月份，北京的疫情控制良好，赵工又联系我准备再过来，在经过一番的材料准备之后，终于定下来能过来了，于9月8日-9月10日，总共能有三天时间在现场进行诊断。前两天针对现场问题进行查找原因，最后一天也是针对现场相关的问题进行技术培训。

在总结之前，先介绍一下我们公司现场情况，我们厂有6条无缝钢管连轧生产线，分别是159A(A1和A2两条线)，159B(B1和B2两条线)和273(273A，273B)三个分厂，每个分厂两条线，对应的两条线生产的同样规格产品，硬件配置和软件基本上相差不大，当然不可能完全一样，毕竟当时调试不是同步进行的，而是一条线一条线进行的。159A和273生产线是一个设备公司安装调试的，主机部分的CPU采用的是1515-2PN的CPU，159B是另一个设备厂家安装调试，主机部分CPU用的是1516-2PNCPU，主传动部分变频器都是用的ABB的ACS880系列。

2、活动经过

在现场的这三天，前两天本来是计划对现场的两个问题进行分析诊断一下，看看能不能找到相关原因，第三天进行技术培训。现场的两个问题是：一个是159A生产线上配有高速信号采集软件，A2线工作正常，基本上在25ms左右采集一次，而A1线却能达到200-300ms，成了低速的；另一个问题，在故事里面说过，159B两条生产线B1没问题，B2断续的总共出现了4次通讯故障，在整个网络中有1500的ET200MP远程站、第三方的Profinet编码器、S120和ABB的变频器，每次出现通讯故障的时候，都是ABB的变频器通讯中断。到现在也没有查出来什么原因。

8号上午终于等到了西门子专家赵工和冯工来到现场，上午在现场简单介绍了一下现场情况。下午针对第一个问题进行了分析，赵工和冯工先利用wireshark对数据进行抓包分析，发现正常的那台电脑当发送S7通讯请求的时候1ms，PLC马上就响应了，而不正常的那台电脑，响应时间要到10ms以上甚至到了30ms。又用电脑PING了一下对应的CPU，正常的那台相应时间基本上是1ms，而不正常的那台电脑，响应时间不稳定，在3-11ms之间波动，由此可以基本上确定，是由于网络问题，可能发生阻塞等别的原因导致通讯延迟较长。于是利用PRONETA软件，对现场网络拓扑在线进行分析，发现整个网络中既有192.168.5.X的设备，也有192.168.24.x的设备，应该是在施工的时候，由于施工不规范，不知道在哪个点，本来应该物理隔离的两个网络，被连成一个网络了。由于现场一直处于生产状态，为不影响生产，没有仔细排查。

 图1：冯工和赵工在现场对问题进行分析 查看PLC程序

9号对B2线的通讯故障问题进行了现场查看和分析，也是由于生产线没有停机时间，没办法使用专用的网络设备，对网络进行检查来确定故障根源所在，仍是利用PRONETA软件对现场的网络拓扑进行了简单分析，发现网络拓扑存在很大的隐患，而出现的几次网络故障，可能是在生产过程中，突然出现大量的广播数据占用了网络资源，而各家在制造PROFINET通讯版的时候，对于这种大量数据处理的方式不同，西门子一般会有对数据进行过滤，有限处理Profinet IO通讯方面的数据，如果没有过滤，那就有可能导致Profinet IO通讯中断。

图2 冯工和赵工查看柜内接线。

10号冯工又针对现场情况对我们现场维护人员进行了技术培训，针对很多现场网络存在的问题，提出了整改建议，并结合以往西门子专家在别的生产现场碰到的网络问题，进行案例分析，对案例的网络故障现象、分析过程和具体处理结果，也进行了详细的讲解，对相关的网络知识讲解的都很仔细，而且针对我们的提问，不管问题的深浅，都仔细的进行讲解，培训结束感觉收获颇丰。

图3 冯工在对我公司技术人员进行培训

3、总结

经过此次技术π的现场活动，我们生产现场网络问题存在不少安全隐患，对我们这几条生产线来说，CPU有1500 1200 SIMOTION等，IO远程站有西门子的ET200SP、ET200MP、S120、G120、ABB的变频器，还有NET的编码器等，这个网络算是中等规模的，而我们现场对网络的管理却没有认真的对待，也就导致了频繁出现的网络故障。总结了一下现场问题主要由一下几点：

第一、现场维护人员应该对网络的拓扑结构要非常清楚。每根网线来自哪里去往哪里，交换机的每个接口去往哪里，有什么设备，设备之前有什么通讯都要很熟悉，我们现场维护人员，没有做到这一点，在出现网络故障的时候，还需要顺着网线找到上下站。

第二、网络拓扑结构要合理，不同的网络通讯要层次分明，比如现场层的Profinet IO通讯，与上位机、PLC之间的S7通讯尽量不要走一根网线，一个交换机的端口，避免网络中造成的通讯拥堵。物理相隔离的网络，更要分开，不能本来应是物理隔离的两个网络却在不知道哪个地方成了一个网络。我们现场就有这种问题，一级和二级网络本来规划的是物理隔离的，但实际缺不知道在哪个位置连在了一起，和CPU的通讯，到交换机都走的一个交换机网口，都是隐藏的炸弹。

第三、网络应有专人进行管理，IP地址的分布要经过严格规划，未经允许，严禁擅自添加网络设备，如果IP地址设置不对，IP地址或者设备名称与重要设备冲突，接着就会造成生产事故发生。论坛里面就有网友因为这个原因，排查了一两个小时才找到原因。现场的工控机也应进行管理，USB口等应进行禁用，防止病毒的传播。

第四、学会使用专用的网络工具进行网络分析，比如使用wireshark和proneta软件，在网络故障出现后能够快速的判断出故障根源，再进行针对性的处理。其中Proneta软件在西门子全球技术资源中心里面可以下载，地址：

适用于 PROFINET 的 PRONETA 2.4.0.39 调试和诊断工具

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/67460624

4、后记

截止至发帖发帖时间止，由于生产任务比较紧，对上面问题的改造，也需要较长的时间和较大的投入，到目前为止，通讯引起的故障不是很频繁，也没有大的故障产生，所以，目前还是一直这样使用生产，只是利用停机时间，对网络的拓扑结构进行了理顺，以后若再出现通讯故障，可以快速找到故障的起点再进行处理。如果后续有新的问题和发现，再进行发帖说明。

此次技术π技术支持过去了一个多月，由于我严重的拖延症和非常差的文字功底，一直到现在才写完，原来在心里感觉西门子的工程师比较高冷，没想到如此的平易近人，而且听说中的西门子的工程师现场服务，一般是从出门就开始的小时计费，到现在真的是免费的服务，现场交流的时候，有时候都有种不真实的感觉。下面我感觉需要高亮一下:

加入技术π圈，真的可以免费的针对现场疑难杂症或者软硬件使用问题申请免费的西门子专家的现场技术支持和培训，比如有用到西门子的产品不熟悉，新接触博图产品，可以申请先关产品和博图之类的培训；现场干扰现象比较奇怪，难以根治，可以先请技术专家在线指导，如果处理不了就可以申请技术专家到现场进行现场诊断排查。

感觉甚是荣幸能够加入技术π圈。

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