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廣州虹科電子技術部：support@hkaco.com
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摘要：TH SCOPE+TH LINK是一套實現PROFINET工業網絡統一化監 控、診斷和分析的智能解決方案。本文主要闡述了PROFINET網絡監測和 診斷的重要性和必要性，并結合實際情況描述了本套方案的優勢之處，其中包括網絡拓撲、故障趨勢、診斷建議、設備清單、歷史統計、網絡 對比、導出報告等，并以汽車工業領域為例子說明了本套方案的經濟性 和可靠性。 關鍵詞：PROFINET工業網絡；監測與診斷；拓撲圖；汽車工業
隨著工業網絡的廣泛應用，特別是PROFINET的發展，在 現代生產過程中，現場工程師將面臨著越來越多可能出現的新技術問題。為了更全面地利用PROFINET的優勢，即使是建立 已久的試車和運行實例也需要重新評估并應用于新的環境中。目前為止，PROFINET網絡中驗收測試、監控和診斷的通用標 準和規則仍處于討論階段。Softing Industrial Automation公司在 PROFINET網絡技術中積累了大量的經驗，并且能夠提供相應的解決方案。
在工業現場中，永遠存在這么一個真理，PROFINET也 不例外，那就是生產設備在生產過程中必須是經濟的，有成本效益的，以保證產品的競爭力。然而，只有在現場網絡正確工 作并永久可用的前提下才能實現這一目標。而PROFINET比 PROFIBUS更具優勢的一點是它支持的網絡結構更大，一個典型 的PROFIBUS網絡最多能支持50個設備，而一個PROFINET網 絡能支持的設備多達2000個。而且它的靈活性和適應性使得生產設備更容易被拓展和修改，所以在現有的PROFINET網絡中添加新的設備要比PROFIBUS來得更加容易和便捷。
預測性監控
PROFINET的發展帶來了對網絡可用性要求的不斷增加。 在談到PROFIBUS的時候，我們總會遇到一些類似的說法，如 “我們的網絡每年都會發生一兩次故障，導致生產停滯不前。” 或者是“我們意識到網絡問題出現了，但是我們沒法找到問題 出現的原因。”而在一個PROFINET網絡中，有多達2000個 節點，如果出現了類似的問題，那損失將是不可估量的。
盡管 PROFIBUS網絡的錯誤診斷一般只是偶爾執行或只在出現故障的 時候執行，但在PROFINET網絡中，建立有預測性、連續性的監控是非常必要和明智的。它時刻監視著即將發生的故障、網絡 負載的變化和潛在的錯誤源。在最先進的生產過程中，設備一定 是要保證一周7天、每天24小時正常運轉的。
安全地運行并記錄網絡所有設備的狀態和動作
使用者非常重視PROFINET的靈活性，也因如此，他們需 要清楚地知道哪些設備已經連接到網絡中，哪些故障可能會出現。而且隨著網絡中設備的增多，這些故障會比原先的網絡更容 易出現。像TH SCOPE這種最先進的監測軟件，它不僅能夠隨時訪問當前網絡的拓撲結構，網絡負載，節點的數量和狀態，網絡 設備的固件版本和訂購數量等，還能檢測標準的Ethernet設備，如服務器或攝像機等。
雖然這些設備不是網絡配置特定的，但它們時常會影響網 絡的安全性和穩定性。TH SCOPE的這一功能是基于IT標準如 SNMP實現的，而另外的專用協議版本還有DCP。現場的維護工 程師要記錄網絡所有設備的狀態和動作的一個原因是他們必須保 證通信的可靠性，因為即使是合格的Ethernet設備也會造成過高 的網絡負載，并對實時性能產生不利的影響。最先進的監測軟件 TH SCOPE實現了更進一步的功能：它除了能夠監測PROFINET 和標準Ethernet之外，還能監測其它主要的Industrial Ethernet標準，如EtherNet/IP和Modbus TCP，并集成在一個獨立的應用軟件界面中。
快速地試車和自動地驗收測試
在Ethernet網絡中，考慮到有大量的設備存在，利用各式各 樣的工具來加快試車和驗收過程是非常有必要的。其中比較重要的一步是自動測定拓撲結構，而TH SCOPE是不需要任何工程工 具就可以完整地實現這一功能的。對于很多來自不同領域的專家，從設備制造商到服務供應商，在搭建現場系統的時候都同時 面對著相似的網絡，而最理想的方法是通過拓撲結構去獲得所有 已連設備的最新概況。像TH SCOPE這樣強大的系統，它能夠輕 松地生成各個設備的信息以及錯誤，這些信息涵蓋了設備性能， 協議分配，配置清單等，并且還能比較實際布局與之前計劃的不同之處。因此，它能夠大大地加快試車和驗收過程。在自動工業 領域中，TH SCOPE的自動診斷還能收集到更多的網絡參數信息。
（如IP地址，子網掩碼和默認網關）和設備參數信息。而捕獲的 數據還能與工程工具生成的配置進行比較。當使用光纖的時候， TH SCOPE還能捕獲更多的細節，如線纜長度，傳送質量和連接 質量，換句話說，也就是丟包數量，發送周期的偏差，廣播幀和多路廣播幀的數量等等。并且所有這些條件和參數都是在試車過 程中可以直接獲取的。
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圖1 TH SCOPE拓撲視圖 （說明：TH SCOPE拓撲視圖以最先進的方式給出任意時刻整個網絡的拓撲概況）
為維護工程師而生的實用工具
通過合適的工具讀出網絡參數是維持PROFINET網絡正常 工作的唯一途徑。這就要求當網絡出現問題的時候，Profinet 診斷和監控工具能易于操作而且快速響應。維護工程師可以快 速地判斷問題能否自己解決或需要相關的IT專家提供服務，因為一般的維護工程師往往都不是精通幀解析和抖動的IT專家或網絡專家，他們需要的是一個無需追加工程量的簡單易用的工 具。
而高質量的TH SCOPE就是他們所需要的，可以這么說， TH SCOPE實現了網絡的自行監測。當問題出現時，系統會自 動根據事先設置的聯系方式給用戶發送郵件或初始故障信息， 如果需要的話，系統還能提供有效的解決建議。TH SCOPE可 以集中存儲長達一個月的網絡、線纜和設備的診斷信息，并且 它是基于網頁設計的，所以無論您在世界的哪個角落都輕松地訪問TH SCOPE。
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圖2 TH SCOPE趨勢視圖 （說明：TH SCOPE趨勢視圖顯示了所有網絡設備的歷史狀態）
長期監測和預防可以給用戶帶來回報
Softing公司的一次調查顯示，76%的PROFINET使用者至今 仍沒有試車和監測的經驗，37%的使用者仍在使用不支持診斷和 拓撲結構掃描的非管理型設備。這意味著：關于診斷和監測的咨 詢和培訓仍處于發展階段，因為在這一領域人們對PROFINET 的實踐還比較少，發展還比較慢。
Softing公司已經意識到這一需 求并為所有工業領域內的設備操作者、系統集成者和設備生產商提供全面的網絡服務。在安裝設備后的十分鐘內即可實現標 準化網絡的局部檢查和PROFINET網絡條件的初步評估。
汽車 工業在PROFINET技術領域一直扮演著先驅的角色，并已經在 PROFINET試車診斷方面運用了最先進的方法和工具，而最主 要的原因正是因為這些工具用于監測PROFINET網絡具有極高 的成本效益。只需投入不到所有設備成本的1%用于網絡監測， 即可實現設備的平穩運行。換句話說，使用TH SCOPE延長設備 可用生命周期1小時或減少試車時間1小時就完全能夠收回投入在 網絡診斷中的所有成本。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號