PROFINET故障診斷-煙廠

故障診斷與分析

工業現場使用PROFINET網絡通信越來越普遍。大多數的使用者都只是停留在對PROFINET網絡會使用狀況，而對于PROFINET底層的工作機制卻知之甚少。隨著PROFINET設備節點數量越來越多，網絡的規模比起以前來說也越來越大，越來越復雜。很多用戶在使用的過程中由于使用不當造成了這樣那樣的問題。下面我將給大家介紹一個由于使用不當造成網絡故障的案例。

     某煙廠在制絲車間的控制網絡使用的是PROFINET的網絡。現場反映PROFINET控制網絡經常會出現網絡中斷的故障現象?，F場的網絡拓撲如下圖1所示。

                     圖1、制絲車間PROFNET的網絡拓撲結構

        從上圖1可以看到S7-400的PLC連接到了SCLANCE X414的交換，然后SCLANCE XM414的交換機再次級聯X200的交換機，再由X200的交換機去連接分布式IO站；有的二次級聯X200交換機后連接分布式IO站。且在有的分支線上的終端連接有S7-300PLC。圖2為圖1放大圖的部分。  

                                 圖2、拓撲圖的部分放大圖

        在連接S7-400與SCALANCE XM414的網線進行數據抓包分析，可以看到通過此線路既有PNIO的通信數據包也有S7的通信數據包，且在一些時刻PNIO的通信的頻繁程度與S7通信的頻繁程度差不多，如下圖3所示。

                        圖3、PLC下連網絡的數據抓包情況

        對圖3中的數據包進行分析，如下圖4所示。從圖4可以看出有時S7的通信負載高于PNIO的通信負載。

                    圖4、S7通信負載高于PNIO的通信負載的情況

      當圖4的情況發生且持續的時間很長，就會造成當PNIO的數據和S7通信的數據都到達SCALANCE XM414的時候，XM400交換機把PNIO數據幀的優先級由6變為了0，也就是PNIO的數據不具有了優先級。此時當有大量的S7通信的數據發生時就會造成PNIO的通信延遲。這樣就會造成PNIO掉站的故障。

        所以XM400的交換機雖然價格高，但它主要用于骨干網的交換機而不是是用于PNIO通信鏈路上的交換機。所以不能把XM400的交換機級聯在PNIO通信的鏈路中。對于PNIO的通信建議用PNIO的專用交換機X200系列交換機，X200交換機可以保證PNIO的優先級出入X200交換機時不變。而此案例的特殊之處在于由于網絡架構的不合理導致了S7通信與PNIO的通信共用邏輯鏈路且當通信量大時就會出現PNIO通信故障的現象。