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  • 制药设备PROFINET 网络故障的诊断与分析
  • 作者: 1847会员 冯学卫发布时间:2018-04-28 10:35:03浏览次数:8821次 锁帖 精华帖星级5级 精华帖 高赞 官方 回复本帖
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    标签:
    • 通信(通讯)
    • 故障诊断
    • ET200SP
    • S7-200
    • PROFINET

     

           最近一段时间忙于给内部的同事做网络基础知识的培训,所以一直没有写故事给大家。但还是抽了点时间总结自己的现场经历分享给大家。

          这次分享的内容是我在某制药设备生产公司进行的网络诊断时发现的问题。该公司正在计划研发新型制药机型。该机型自控系统采用的是S7-1500 CPU、ET 200 SP分布式I/O 和SINAMICS S120。通过调试S7-1500 CPU与SINAMICS S120驱动之间采用PROFINET RT的通信方式系统可以正常运行,同时也能满足现有工艺的要求。但为了未来与竞争对手差异化的产品性能竞争,用户希望在现有的基础上来测试S7-1500 CPU与SINAMICS S120驱动之间的PROFINET IRT的等时同步的应用。

    1.png

     

           现场的网络拓扑结构如下图1所示。红色的Switch 1为魏德米勒的交换机,S7-1500 CPU PN口的接口1连接到魏德米勒的交换机,S7-1500 CPU PN口的接口2连接到后续的SINAMICS S120。S7-1500 CPU与其它的分布式IO 如ET200SP、BPS、EX260经过了Switch 1实现PROFINET RT通信。S7-1500 CPU与SINAMICS S120实现PROFINET IRT通信。

     

           当把S7-1500 CPU与SINAMICS S120的通信由RT模式换成IRT模式后,CPU刚开始可以正常工作,但过几分钟后就会出现如下图2的错误信息而通信中断。

     

    2.png

     

    图2、CPU诊断缓存的诊断信息

    现场查检查了项目的配置,发现IRT的配置是正确的。不存在同步域配置错误的问题。

    查看是否是魏德米勒的交换机引起的问题。于是在魏德米勒的交换机与S7-1500 CPU的网线上抓取数据报文,看是否有不正常的报文。抓取到的报文如下图3所示。

     

    3.png

     

    图3、Wireshark抓取到的数据帧

    从上图的报文可以看到有经过魏德米勒的交换机既有RT的报文也有线延迟的测量报文。对时钟同步的报文进行过滤,可以分析到如下图4的结果。

    4.png

     

    图4、PROFINET的线延迟测量数据帧

    从上图中可以看到网络中的线延迟测量报文非常多(几乎在1ms内会有多个报文出现),且这些线延迟测量报文来自不同的设备(源MAC地址不唯一)。把魏德米勒的交换机换成西门子的交换在同样的地方抓取报文过滤时钟同步报文如下图5所示。

     

    5.png

     

    图5、更换为西门子交换机的PROFINET线延迟测量数据帧

           从图5中可以看到线延迟会每隔30ms发送一次,且发送的源MAC地址只有一个。这是西门子交换机与使用魏德米勒的交换机的不同之处,且换上西门子的交换机后运行将近2个小时不出现故障现象。

         故障的原因是魏德米勒的交换机不能过滤时钟同步的组播报文导致的CPU不能正确计算IRT的线延迟,最终引起IRT的同步域的同步的不正常,最后导致系统出现中断的现象。

       从此问题的处理得出的结论是对于PROFINET网络中最好使用PN的交换机避免一些不必要的麻烦。

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  • AISHUISHUI:13楼2018-05-10 18:34:13
  • 楼主厉害,可以多发点这类的文章,可以共同学习

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  • 威师爷:12楼2018-05-05 22:17:52
  • 不会是民用的交换机吧?

    达不到PNIO的要求是什么意思?能否详细说明一下?通讯不稳定?还是根本就使用不了?


    楼主这个例子主要是说IRT(PN等时实时通讯)吧,要求不高使用RT实时就可以了啊。





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  • 工控一良 2018-05-13 15:11:44
  • IRT要硬件支持,RT需要交换机的功能支持。有的交换机把一些功能偷工减料了,要小心!


      

      
  • 双工:11楼2018-05-05 22:09:01
  • 厉害 Wireshark

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  • 1847会员 Letham:10楼2018-05-04 21:30:03
  • 不用交换机 怎么组成星型树形拓扑,只用总线型可靠性如何保证?

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  • 1847会员 Letham:9楼2018-05-04 21:28:44
  • 还是那句话 要想实现

    PROFINET的全部功能,目前只能使用西门子自己的交换机,尤其是涉及到IRT通信。需要ERTEC硬件支持。



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  • ZD_JY:8楼2018-05-03 12:36:37
  • 7楼的回答说出了客户的心声,能不能让我少点故障点

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  • 看雪001:7楼2018-05-03 08:36:16
  • 看了半天没看懂,profinet RT和IRT主要区别是什么?

    最后一句亮了:魏德米勒的交换机不行,得用西门子的。

    作为客户,我想说,“能不用交换机吗?”

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  • 工控一良 2018-05-13 15:08:15
  • 是在某个功能要求下不行。后一个问题如果换成“你能离开手机吗?”该如何回答。


      

      
  • z100o:6楼2018-05-02 16:41:06
  • 看了半天,一点都没看懂,以前一直以为,PROfinet通讯就是接上网线,配置报文就结了,以后多学习这方面东西

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  • 1847会员 laily:5楼2018-05-02 09:21:41
  • 看来有些东西还得西家自己的产品配合才好。

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  • BBdell:4楼2018-04-28 20:15:30
  • 好厉害

    有这样要求高的设备厂家,真是太好了,还是有很多用心做设备的企业

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  • must努力:3楼2018-04-28 17:31:39
  • 楼主厉害啊,有很长时间没有用Wireshark了,都有点不熟悉了,之前做项目很少会考虑到交换机的问题,

    去年公司销售卖给客户一个交换机,具体品牌我也不清楚,后面客户寻求技术支持我才知道是做PN_IO功能的,交换机有问题,达不到PN_IO的要求

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  • 威师爷:2楼2018-04-28 17:10:50
  • 原来就听西门子的培训师说过做等时实时通讯要使用西门子的交换机。


    现在看来的确是这样的。

    楼主厉害!

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  • 欧阳梓涵:1楼2018-04-28 16:59:40
  • 楼主威武了,以后多发点这类的文章,可以学习学习

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