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如何实现对工业以太网的诊断?

作者:华镕,施耐德电气(中国)投资有限公司2008.07.31阅读 7247

  1979年www.cechina.cn,施耐德电气(原Modicon公司)发布了世界上第一个工业现场总线Modbus,从此拉开了工业现场总线和工业网络的序幕。面对不断增加设备的工业以太网,无论从拓扑结构(可以构成:星形、树形、总线形、菊花链、环形、网形和混合形等),还是应用层使用的协议(比如:Modbus/TCP、EtherNet/IP、Profinet、EtherCAT、PowerLink、SERCOSIII等),都要比一般的现场总线复杂。因此,如何针对这样的工业以太网进行诊断和管理,是我们每个自动化操作员和工程师不可回避的职责。
  为了帮助现场用户解决所遇到的问题,施耐德电气发布了基于工业以太网的诊断工具-ConneXview,下面就这个软件的特性和功能做一个简单介绍,看看它怎样为用户带来效益,怎样使用户能够轻松自如地应对网络和现场设备给他们提出的挑战。

  ConneXview 概述
  ConneXview,作为ConneXium 家庭的一部分,是一款用于工业以太网络监视和诊断的工具软件。这个工具可以兼容所有的工业以太网设备。因此这个诊断工具即可用于工业现场,也可用于IT的办公环境。 &

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如何实现对工业以太网的诊断?如图

如何实现对工业以太网的诊断?如图

  有一点需要着重指出的是:以太网和现场总线的拓扑结构和诊断方法是相当不同的。传统的现场总线诊断工具有着简单的网络拓扑结构、单一的通讯协议、以及为数不多的连接设备。工业以太网诊断工具必须解决:以太网拓扑的复杂性、众多的通讯协议、 潜在而大量的连接设备、被交换机隔开的网络负载。甚至设备发出了诊断信息,而诊断工具无法收到,因为该设备连接在不同的网段上。
  由于工业以太网的复杂的拓扑结构,采用标准是非常重要的。ConneXview使用的标准之一是SNMP(简单网络管理协议)。SNMP是一个运行在以太网上的管理协议,可以使诊断软件包访问任何支持SNMP协议的设备。
  使用 SNMP,ConneXview 可以访问:
  ■  标准诊断信息;
  ■  任何支持SNMP协议的设备信息;
  ■  私有诊断信息(MIB:企业信息库);
  ■  企业特殊诊断信息CONTROL ENGINEERING China版权所有,比如:施耐德电气提供的关于I/O扫描器的状态诊断信息。
  不是所有以太网设备都支持SNMP(比如:非管理型设备),如果一个非管理型设备连接到一个支持SNMP的设备,或许能够得到一些摘要信息。然而,这需要一些变通。ConneXview使用Modbus/TCP做为一种变通,来读取Modbus设备的寄存器数据。目前,市场上还没有哪款诊断工具具有这种功能。

  ConneXview : 以太网诊断工具
  ConneXview 是一款强大的、易用的工具,用于以太网络的设计、监视和故障排除。网络管理人员可以使用 ConneXview 达到:
  ■  自动发现和识别以太网上的设备CONTROL ENGINEERING China版权所有,然后创建网络图控制工程网版权所有,显示已经发现的设备和它们之间的连接关系。
  ■  手动创建一个新的-或者编辑一个已有的-网络图。
  ■  通过使用识别问题设备和通讯连接、调查每个报警的细节、分析设备或通讯连接属性控制工程网版权所有,来查找复杂网络的问题。
  ■  使用网络助理来诊断和解决每个报警问题、
  每个人员,即使没有经过正规的网络培训,也能够使用 ConneXview 监视以太网的实时状态,识别、得到帮助、确定网络产生的问题。

如何实现对工业以太网的诊断?如图

  自动网络发现
  ConneXview 使用一组包含 ARP,Ping,SNMP,DNS 和 Modbus 协议的各种命令来自动检测、分类和识别网络上的设备,然后组成一幅网络图,来显示已经检测到的设备和它们之间的通信连接。
  自动发现有5个过程:
  1.发现设备
  ConneXview 搜索 1 个子网时,使用:
  ■  ARP 和 ICMP 协议来检测设备的存在和获取每个设备的IP地址及MAC地址。
  ■  SNMP 协议查询管理型路由器和交换机来发现和识别连接在每个管理型路由器和交换机上的设备。
  2.查询设备
  ConneXview 查询每一个检测设备,使用 SNMP 和 Modbus 协议去了解每个设备的能力,并且把它归类到下面缺省设备类型中的一种:路由器、管理型交换机、非管理型交换机、管理型主机、非管理型主机、管理型mbap主机、非管理型mbap主机。
  注:一个管理型设备支持 SNMP;一个Modbus设备支持 Modbus;一个管理型 mbap 设备支持两者。.
  3.分类设备
  ConneXview对每个检测到的设备及其属性与用户已知的设备类型目录进行比较-每个设备做为已知缺省设备类型的子类。如果 ConneXview找到一个匹配类型:把它做为一个用户设备类型的实例加入到网络图中,如果没有找到匹配类型:

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