宏虹技術 | 避坑指南!PROFINET十大常見錯誤有哪些?(下篇)

前言

在上一篇文章中,我們回顧了PROFINET工程師常見的五個錯誤,以及如何避免這些陷阱。不過,PROFINET的部署之路遠不止這些。隨著網路規模和複雜度的提升,更多隱藏的問題也隨之浮出水面。無論您是剛起步的新手,還是經驗豐富的技術專家,都有可能在不知不覺間踩中這些「雷區」。

在本篇文章中,我們將繼續深入探討PROFINET網路中的第6至第10個常見錯誤。希望透過真實案例和切實建議,協助您進一步優化網路品質,減少故障風險。

錯誤6:低估對PROFINET電纜進行認證的重要性

1

健全的電纜,健全的網路

電纜是任何PROFINET網路的神經系統。即使您的網路設計良好、安裝得當,使用劣質電纜和連接器也終將導致網路中斷,最終可能導致整個網路故障。
這就是為什麼在執行電纜測試的同時,還必須優先進行電纜認證,尤其是在調試階段。

儘早發現問題,而非事後補救

對電纜進行認證需要使用電纜認證儀,而標準電纜測試儀是不夠的。測試儀雖然可以驗證接線和連接是否正確,但它無法檢測以下潛在的電纜問題:

  • 長度錯誤
  • 非法設備
  • 節點配置錯誤
  •  回波損耗
  • 串擾
  • 阻抗和衰減不足

在關鍵環節執行最高標準

與測試儀不同,電纜認證儀符合ISO和TIA的嚴格布線標準(最好的設備甚至可以測試網路流量)。這意味著它們可以驗證您的電纜是否符合所有法規要求,例如頻寬和頻率。它們甚至可以添加您可能擁有的任何定制電纜的特性參數。
幸運的是,通常沒有必要對網路中的每一根電纜都進行認證。重點關注您主要的PROFINET電纜。
由於這些電纜是永久性安裝,並且在不關閉網路的情況下很難更換,它們正是最有可能導致非計劃停機的部分。
您知道嗎?
在所有行業中,平均每小時停機的成本是260,000美元。雖然電纜認證儀價格不菲(約10,000歐元),但從長期來看,透過預防停機,它們可以為您節省數千美元的成本,更不用說新布線和浪費的人工工時了。
這一點在新建網路時尤其重要,因為損壞、斷裂或安裝不當的電纜,是PROFINET現場造成停機的常見原因。

錯誤7:使用交換機的監控端口進行被動監控

2

被動監控的重要性

本指南中已經多次提到主動監控,這是理所當然的,因為主動監控對於即時了解網路性能至關重要
然而,在您進行故障排查時,被動監控可以作為主動監控的有力補充。事實上,如果您擁有一個關鍵網路,全天候24/7的被動監控絕對是必要的。

發現那些丟失的數據包

與主動監控不同,被動監控可以在特定時間段內提供實際用戶數據,因此在檢測丟包方面特別有效——即那些未能成功到達目的地的小型數據單元。
數據包丟失可能由於多種原因造成,例如連接不良或網路拥塞。

接入您的網路

以被動方式監聽網路資訊的最佳方法是使用EtherTAP(流量接入點)。
3
Anybus EtherTAP2
這是一種帶有兩個端口的硬體設備,它允許您存取並監控您的數據,而不會干擾您的網路或丟失任何資訊。

監控端口的局限性

那麼,為什麼不使用可管理交換機的監控端口來做被動監控呢?原因在於監控端口依賴於交換機本身的處理能力。
如果交換機在處理即時數據時無法應對高網路負載,就會影響監控端口的性能,從而損壞您正在分析的數據。數據包會被丟棄,端口鏡像將無法正常工作(或斷斷續續地工作)。

終極解決方案

與監控端口不同,EtherTAP是一種被動設備,它能够同時發送和接收數據流,從而消除數據包丟失的風險。它還可以在網路飽和時捕捉到線路上傳輸的全部內容。
您知道嗎?
 經驗豐富的故障排查人員往往首先查看被動監控的結果。他們發現,在進行任何基於主動監控的數據(這通常是預測性數據)調整之前,先查看真實的網路問題非常有幫助。
被動監控覆蓋了更多的性能數據和比主動監控更廣泛的指標類型,因此它能提供大量寶貴的分析數據。不僅能檢測丟包,還包括循環時間、警報和抖動。
不確定該在哪裡安裝TAP嗎?最好的位置是在PLC和第一台交換機之間。這個位置可以為您提供最真實的網路運行情況,因為所有數據都必須透過這兩個點之間傳輸。

錯誤8:沒有任何空閒的網路埠

4

一個次優的情境

想像一下您的廚房只有三個電源插座:一個供您的冰箱使用,一個給自己使用,另一個給洗碗機使用。每當您想使用微波爐、烤麵包機或洗衣機時,就不得不拔掉這三樣電器中的一個。
問題在於您總是記不住哪個電纜是連著冰箱的,所以您只能祈禱不要拔錯電源,錯誤地斷掉冰箱。這樣顯然不是最佳方案,對吧?

不要逼自己做選擇

同樣的原則也適用於您的PROFINET網路。無論您是想進行某種監控,還是進行審計,您都不希望為了連接一個診斷工具而不得不拔掉網路中的某個設備。
尤其是當您不確定要拔掉哪根電纜時,因為您不知道它連接著哪個設備。最好的情況下,您可能斷開了一個設備;最糟的情況下,您可能導致一次計劃外的停機。

始終保留一個或兩個空閒端口

確保您總是至少保留一個用於診斷和測量的端口。如果能有兩個那就更好了。這樣一來,即使一個端口出現問題,您還有備用。
真實案例
這本該是一次簡單的一天審計,結果卻變成了一場昂貴的兩晚操作。不幸的是,工程師由於沒有空閒端口,無法按計劃進行審計。
 唯一可以連接診斷工具到網路上的時間,是在現場的每日維護時間段內,也就是凌晨3點到5點之間。結果,公司不得不為額外的一天審計以及相關費用買單。

錯誤 9:在整個網路中使用非管理型交換機

5

故障時的備用方案

非管理型網路交換機價格低廉,易於使用,設備可以即插即用連接——那麼,為什麼它們不是您PROFINET網路的理想選擇?因為它們不允許您監控、管理和配置網路設定。非管理型交換機仅仅是通過當前任口傳遞數據交換消息。這種基礎功能對於小型、非關鍵性的網路來說是可以接受的,例如那些配置固定、只使用一兩個交換機的網路。

然而,對於不能容忍停機的網路,例如電廠,您就需要在網路上构建一定的冗余機制。

管理型交換機 vs 非管理型交換機

如果您網路的某處出現故障,您當然不希望整個系統因此崩潰。

假設您有一個故障設備,而且不知道它連接著哪個端口。非管理型交換機不會發出警報,也不會告訴您該設備連接著哪個端口,並且無法對該錯誤採取任何措施。它只會停止工作。

而管理型交換機則足夠智慧,能夠尋找另一條路徑將資訊送達目的地。這就保證了網路的可用性,並降低了通訊故障的風險,同時也大大減少了故障排查所需的時間。

更靈活,更安全

管理型交換機才是真正支撐您網路運行的骨幹,因為它們能讓您全面了解並診斷網路的健康狀況。它們能讓您:
  • 將每個端口調整為您所需的任何設定,從而以多種方式監控並配置您的網路
  • 優先處理不同的通道
  • 將數據複製到另一個端口
  • 自訂安全策略
  • 使用SNMP(簡單網路管理協議)將網路配置數據傳送至外部網路工程師,減少故障排查時間並提升設備運行時間
市面上有各種品牌和型號的交換機,從低端到高端不等。最適合PROFINET的管理型交換機內置了一個小型PROFINET設備,它能提供您所需的全部診斷數據。
您知道嗎?
許多管理型交換機的製造商在出廠時會禁用SNMP(簡單網路管理協議)。因此,您很可能需要自己手動啟用它。

錯誤10:並非每個網路都配備以太網鏡像設備

6
Anybus EtherMIRROR

最大化您的TAP使用效率

使用EtherTAP來監控網路,是捕獲即時性能數據最可靠的方法。然而,當您需要審計或維護PROFINET網路時,您不希望為了安裝EtherTAP而斷開連接或關閉網路。

更重要的是,如果您有多個非關鍵網路,您也不太可能在每個網路都安裝EtherTAP。那樣成本會非常高。

使用以太網鏡像更輕鬆存取

在上述兩種情況中,最便宜、問題最少的解決方案就是在每個網路中都安裝EtherMIRROR。這些被動式工業以太網測量點可以為您的EtherTAP提供便捷的網路存取,避免中斷數據通訊,也無需停機。

而且,與鏡像端口不同,EtherMIRROR不會給交換機的CPU造成額外負擔,也不會在使用頻繁的網路中導致數據包丟失。

讓診斷像散步一樣輕鬆

因為以太網鏡像是被動設備,安裝完成後無需做任何額外的操作。它們只是靜靜地待在那裡,讓數據通過它們流轉。
當您需要存取被動監控數據時,只需將EtherTAP連接到EtherMIRROR,就可以執行診斷操作。
真實案例
當某物流公司在進行網路審計時,前來的工程師需要一個空閒端口,以便將EtherTAP連接在PLC與交換機之間。
不幸的是,該公司不清楚哪些端口連接著哪些設備。最終拔錯了電纜,導致整個工廠意外停機。
這次事故發生後,該公司很快意識到幾個關鍵問題:首先,必須清楚了解PROFINET網路的拓撲結構,確保每個端口都能被準確識別;其次,在任何需要審計或維護的網路中,始終保留一個空閒端口是極其重要的;最後,為了避免再次出現斷網風險,將EtherMIRROR安裝在每個網路中,是提高網路可維護性和穩定性的必然選擇。

了解更多產品資訊

Anybus PROFINET to .NET Bridge

Anybus PROFINET to .NET Bridge

●在PLC邏輯和PC的.NET解決方案之間創建網橋

●通過握手實現同步通訊

● 雙向通訊

● 配置非常簡單並且提供易於使用的仿真工具

 

EtherCAT Slave – PROFINET-IO Device

EtherCAT Slave – PROFINET-IO Device

●  在兩個網絡之間快速復制循環I/O數據(10-15 ms)

經過所有PLC製造商驗證和測試

每個方向支持最大512字節的輸入和輸出數據

如果您對此感興趣,歡迎您關注我們獲取更多文章資訊,如有任何問題,也歡迎聯絡我們!