FB126Profinet诊断.ppt

© CS CS2 FAAutomation and DrivesPROFINET IO Zhaoxin IA&DT CSpage 2© CS CS2 FA工业自动化的发展工业自动化的发展工业生产对自动化的要求：§ms甚至us的周期时间§每个设备的数据量的从1到100字节，甚至更多§设备可以同步到一个时钟周期，抖动精度为us级§网络拓扑可以自由选择和组合§可以无线通信§过程，HMI，组态和诊断数据，甚至更多的信息使用同一根线传输§……page 3© CS CS2 FAPROFIBUS系统限制系统限制不断增长的需求，PROFIBUS达到了它的系统极限：§每个报文的最大长度为244 bytes§传输数据最大波特率为12 Mbit/s§总线周期依靠设备的数量和数据量的大小§一致性数据块的最大为32 bytes§分级架构的网络§每个PROFIBUS网络仅允许一个一类DP主站§网络扩展限制，例如12 Mbit/s的距离100 m§网络节点数的限制，整个PROFIBUS网络最大为126个节点page 4© CS CS2 FAPROFINET 是开放的、标准的、实时的工业以太网标准§基于工业以太网§现场总线IEC61158§使用UDP/IP和IT标准§实时以太网§现场总线系统的无缝集成PROFINET标准标准运动控制故障安全IT标准& 安全过程控制PROFINET实时通信网络安装分布式自动化分布式现场设备page 5© CS CS2 FAPROFINET –一根总线实现所有任务一根总线实现所有任务!工业以太网工业以太网Web/TCP/IP诊断设备诊断设备WLANHMIPLCPG/PC现场设备现场设备现场设备现场设备传统自动化的拓扑传统自动化的拓扑 PLC现场设备现场设备page 6© CS CS2 FA现场设备现场设备IndustrialEthernetWeb/TCP/IP诊断设备诊断设备IWLANü üü üü üPROFINET自动化拓扑自动化拓扑HMIPG/PCPLC现场设备现场设备驱动驱动运动控制运动控制Access-Pointü üPROFINET –一根总线实现所有任务一根总线实现所有任务!page 7© CS CS2 FA集成集成PROFIBUS到到PROFINET代理设备代理设备PROFINETPROFIBUSpage 8© CS CS2 FAPROFINET的新技术的新技术§共享设备一个设备的IO子模块灵活分配给不同的控制器。

一个子模块明确的分配给一个控制器 §智能设备IO控制器的功能外还具有IO设备的功能IO控制器和IO设备同时运行§PROFIenergy通过PROFIenergy可以有效的节约工厂电能IO-Controller 1IO-Controller 2IO-Controller 2IO-Controller 1IO-Device 1CPU1CPU2IO-Device 2ControllerHMIDistributed I/OMotion Control & DrivesDC24Vpage 9© CS CS2 FA数据传输类型数据传输类型PROFINET提供3种类型并行数据传输：NRT 基于IP的非实时通讯RT周期的实时通讯IRT周期的，确定性和同步通讯典型的响应时间1/n0.25~1.0ms10ms100msIRTRTTCP/IPpage 10© CS CS2 FAPROFINET实时通信实时通信标准通道 §参数化和组态§读诊断数据§对于过程数据协调通信通道 实时通道RT§循环交换过程数据§事件触发的信息RT1EthernetTCP/UDP PROFINET应用应用IT应用应用例如例如....n HTTPn SNMPn DHCP...标准数据标准数据过程数据过程数据IP 122page 11© CS CS2 FAPROFINET IO实时报文结构实时报文结构Pre-ambel7 bytesSourceMAC6 bytesDest.MAC6 bytesTPID2 bytesFCS4 bytesSync1 byteData40*….1440 bytesEthertype2 bytesFrameID2 bytesStatus Information4 bytesEthernet frameVLAN2 bytesType=0x81002bytesPriority3bits0VLAN-ID1bit12bitsTypeProtocol0x08000x8892IPPNCycle-CounterData StatusTransfer Status2bytes1bytes1bytesTransfer StatusMeaning0OK01234567Data Status0000Reservedx1 如果使用冗余通道，定义首要通道x1 数据有效0 仅在启动时允许xx1 产生数据的过程运行1 没有问题0 可在诊断缓冲区中读出page 12© CS CS2 FAPROFINET IO实时通信实时通信IO控制器IO设备实时数据Δt1Δt1page 15© CS CS2 FARTC-看门狗时间看门狗时间ProviderConsumerApplication故障实时数据实时数据实时数据Δt1Δt2Δt3故障Δt1:Provider更新时间Δt2:Provider控制时间(等于Δt1)Δt3:看门狗时间（3*Δt2）page 16© CS CS2 FARTA实时实时报警数据报警数据IO 控制器IO 设备应答通知报警数据采用通知、应答机制。

实时通道高优先级报文AH低优先级报文ALVLAN优先级65Frame IDFC01~FCFFFE01~FEFC报警类型过程中断诊断中断处理OBOB40OB82,83,86page 17© CS CS2 FARTA报警数据报警数据（报警处理机制）（报警处理机制）报警应答序列N-1IO设备报警通知协议层确认IO控制器执行中断处理程序应用层报警应答序列N报警通知序列N应用层确认报警通知序列N+1执行中断处理程序应用层报警通知协议层确认报警应答序列N+1应用层确认收到应用层确认报文page 18© CS CS2 FA报警应答报警通知RTA报警数据报警数据（（IO Device 报警服务模型）报警服务模型）0001报警处理单元报警源0通道0通道0通道0通道§如果应答过慢同通道的报警无法发出§报警处理单元在不接到报警应答的情况下，不会再响应同一通道报警page 19© CS CS2 FA报警应答RTA报警数据报警数据（（IO Device 报警服务模型）报警服务模型）触发中断通道0001报警处理单元报警源0通道报警通知触发中断通道00101通道2通道触发中断通道01103通道触发中断通道1110报警通知page 20© CS CS2 FA从从PROFIBUS到到PROFINET§由于 PROFINET 具有处理大量数据的框架能力，因此为 PROFINET IO 设计新的功能块。

这些也适用于PROFIBUS§对于带有集成 PROFINET 接口的 CPU• 从 PROFIBUS DP 移植到 PROFINET IO 时，必须升级的SIMATIC 的系统功能和标准功能• 新的系统功能和标准功能page 21© CS CS2 FA模板分类模板分类基本模板的分类：§ 可编程模板（可以为模板设定属性参数）： 0AB0§ 不可编程模板： 0AA0 其中可编程模板的参数可分为静态参数与动态参数：设置要求设置方式存储位置静态参数CPU停止时CPU运行时STEP7组态调用系统功能块数据记录0区动态参数CPU停止时CPU运行时STEP7组态调用系统功能块数据记录1区page 22© CS CS2 FAPROFINET的的GSD文件文件设备的属性在 GSD (Generic Station Description)文件中进行描述§IO设备的属性（例如，通讯参数）§插拔模块 （点数和类型） §模块的组态数据 （例如，模拟输入）§模块的参数（例如，4..20mA） §诊断信息（例如，断线）GSD基于XML§可以使用任意的XML编辑器创建§标准的XML定义内容和格式 §GSD文件架构遵守ISO 15745标准GSDMLpage 23© CS CS2 FAXML和浏览器视图和浏览器视图page 24© CS CS2 FA通过通过SFB53修改动态参数修改动态参数page 25© CS CS2 FAPROFINET IO组态组态与PROFIBUS具有相同的组态界面和编程方法。

page 26© CS CS2 FA网络诊断网络诊断§交换机会传递IO设备所产生的诊断信息§可以再CPU, Step7，HMI，或通过RSE进行评估§交换机会报告网络问题作为PROFINET诊断信息传递给控制器（1）§在STEP 7中组态交换机作为IO设备 §另外SNMP也可以提供标准的诊断信息 (2)IO设备设备1IO设备设备2IO控制器控制器IO设备设备312IO设备设备1IO设备设备2IO控制器控制器page 27© CS CS2 FA标准的诊断机制标准的诊断机制PLC中的诊断中的诊断§IO设备发送报警给IO控制器§PLC直接响应出现的报警在在PG和和HMI中诊断中诊断§IO监控器直接从IO-Device中读取诊断信息§相应的故障可以可视化在HMI上IO-DeviceIO-ControllerIO-Supervisor1212page 28© CS CS2 FA诊断诊断“维护维护”§对于PROFINET，模板状态具有另外一种中间状态，该状态处于“完好”和“故障”之间，是一种临界状态，称为“维护”§对于PROFINET的接口模板支持维护中断事件 ，例如ET200S IM151-3 PN HF接口模块支持检测网络错误，包括同步丢失，端口连接状态，光纤信号质量等。

§“维护”有两种状态，一种是Maintenance required，与维护状态绿色 相对应另外一种是Maintenance demanded，与维护状态黄色 相对应 page 29© CS CS2 FAWeb服务器服务器§S7-400PN的CPU从Firmware v5.2开始支持WEB服务器，S7-300PN的CPU从Firmware v2.6开始支持WEB服务器§WEB服务器可以读到以下信息：•起始页CPU基本信息•识别，订货号，版本等信息•CPU的诊断缓冲区•模块的信息•消息（没有应答选项）•关于通讯的信息•拓扑信息•变量状态•变量表§组态上述WEB服务器的数据存储在CPU的存储介质上，例如MMC卡推荐使用大于512k§打开IE浏览器输入该CPU的IP地址，可浏览CPU的信息page 30© CS CS2 FAWeb服务器诊断服务器诊断page 31© CS CS2 FA下一版本的下一版本的Web服务器服务器Homepage for application Bernds60er© CS CS2 FAOPCwithaS7-1200谢谢谢谢!page 33© CS CS2 FA现象现象一条线型分支设备D100，D109和D111时常会随机的发生丢站现象。

page 34© CS CS2 FA诊断过程诊断过程调整PROFINET IO的刷新时间§方法：通过Step7编程，设置RSE功能，通过查看CPU 消息，调整PROFINET IO的刷新时间为4ms，确定D100，D109和D111频繁会随机的发生丢站现象（约为10秒1次）§结论：初步证明3个ET200S设备确实存在丢站问题page 35© CS CS2 FA诊断过程诊断过程排除3个ET200S设备本身存在问题§方法：使用一个新的ET200S接口和终端模块，不带有任何IO模块，连接在D100（最后一个站点）的P2口，仍然会出现该设备丢站§结论：初步证明3个ET200S设备本身不存在问题page 36© CS CS2 FA诊断过程诊断过程Step7端口诊断§方法：打开Step7硬件组态，双击D100，D109和D111的端口Port1和Port2，可见“Bad received packets”出现错误接收包数，而且会随着点击“Update”按钮，不断增加但是在D111前面的D104没有出现任何接收的错误包§结论：这样间接证明D104和D111之间的网线存在问题page 37© CS CS2 FA诊断过程诊断过程网线检测§方法：使用IQcable tester工具，进行测试，发现引脚2和S (Shield)之间出现短路。

§结论：最终证明D104和D111之间的网线存在问题page 38© CS CS2 FA解决方案解决方案page 39© CS CS2 FA扩展扩展-交换机交换机§交换机的统计信息Packet Error，如果出现CRC错误，可以判断以太网的物理层存在问题，可能由于电缆短路，例如其中一根线与SH短路或干扰所致© CS CS2 FAZhao xinI CS CS2 FAPhone: +86 010 64763849E-Mail: xin.zhao@OPCwithaS7-1200Thank you for your attention!。