【虹科】被动诊断工具-快速Profinet故障排除

使用被动诊断工具进行PROFINET分析的优势

01 丨 什么是Profinet？

Profinet(ProcessFieldNetwork，过程现场网络)是用于自动化行业数据通信的开放式工业以太网标准。它用于控制器(=I/O控制器)和现场设备(=I/O设备)之间的循环数据交换。为此，Profinet使用基于I/O以太网的协议。

Profinet有3个主要的组件：

• I/O控制器：控制自动化任务的控制器。
• I/O设备：由控制器控制和管理的现场设备。现场设备可以由几个模块和子模块组成。子模块包含过程的输入和输出信号。
• I/O监控器：对各个I/O设备进行参数化和诊断的工程工具。

02 丨 Profinet数据流程，问题在哪里？

控制器将数据发送到I/O设备。这些信号由交换机转发。可以将该过程比作优先级缓冲区：先到先服务(或先处理什么)。如果优先级缓冲区已满，则丢弃数据。设备的数据速率为100Mbit/s。

交换机在 “存储和转发 “模式下运行，在转发之前，首先检查数据是否有CRC错误。如果数据有纰漏，就会被删除。因此，每个交换机都可能出现时间延迟（抖动）。流量在控制器和第一个交换机之间最为拥挤。这可能给网络带来额外的压力。

此外，来自TCP或IP流量的较大数据包阻碍了数据交换。当流量较大时，这可能会导致交换机上出现排队。如果交换机的缓冲存储器已满，队列中的多余数据将被删除。这可能会导致数据包丢失和故障。为防止在早期阶段可能出现的错误，应长期控制或监控网络。这就需要网络监控工具。但是，主动诊断工具可能给网络带来的额外负载，因此建议使用被动网络工具。

03 丨 虹科Allegro被动监控Profinet网络进行故障排除

虹科Allegro网络万用表为Profinet故障诊断和控制提供了高粒度的数据。基于数据包的分析和统计可用于通信关系、顶级通话者、带宽消耗、抖动、帧、Profinet错误、警报等。

虹科Allegro万用表是被动监听网络，抓取流经网络的完整数据包，可供实时和回溯分析，即插即用，不会给网络带来额外的负载，是网络故障排除工具的首选。

为什么不直接用Wireshark进行Profinet分析？

这里输入标题

要全面了解零星错误(系统中发生了什么？)，Allegro网络万用表更适合。它可以检查实时流量和回溯结果。当需要显示每个数据包和包括的日志，以及需要在短时间内检查安装的数据时，Wireshark是一个有用的工具。但是，如果中断发生在五小时前（而不是几分钟前），而且不清楚是在哪里发生的，首先需要手动记录和过滤一个大的pcap。使用 Allegro 网络万用表，这一过程会快很多。Allegro提供更快，且功能更全面的分析。

实例分析——快速定位Profinet问题

Profinet概览

用浏览器打开Allegro网络万用表web界面，进入“应用层”->”Profinet统计”，这里显示Profinet主设备和所有与主设备通讯的profinet设备的概览。

这里，显示了整个Profinet通信的概况。可以看出，流量以250 kbit/s速率通讯运行，然后在1453左右突然停止了，同时也出现了警报。图一目了然了显示了最小值，平均值，最大值的抖动图在实时帧上的时间偏差，而警报出现时，抖动明显增加。

图片右边的PACP按钮，允许你捕获整个Profinet的相关流量。

如果想要看哪个时间段发生了什么，用鼠标放大到一个时间段，然后导航到仪表板。它将显示这个时间间隔内整个流量的概况。这有助于识别与非Profinet流量有关的Profinet问题，如可能干扰Profinet设置的更新或流。

Profinet设备

“Decives”选项卡可以看到所有的Profinet设备。

所有重要的信息都会显示出来，如字节数和所选时间内的帧数。为了快速识别报警和错误，你可以通过点击相关的列标题对设备表进行排序。通过在过滤栏中输入站名、供应商、MAC或IP地址，可以过滤特定设备。

每个Profinet设备的MAC地址都会显示。只要看到相关的帧，就会显示所有设备的IP地址和Profinet站名。

图可以看出，Profinet统计页面上的两个警报是由WAGO设备00de663006fa发出的，站名是 “montagekanuelekappe”。

• 通过单击MAC地址，您可以查看特定Profinet设备的详细统计数据。

• 设备的统计信息包括传入和传出流量、抖动以及传出警报和错误的数量。

• Pcap按钮使您能够为该特定Profinet设备创建所有传入和传出流量的捕获。

通信关系

选项卡“Communication relations-通信关系”列出了来自该设备的所有传入和传出帧组。同时显示源和目的地，因此可以很容易地识别方向。

“警报 “选项卡显示了该设备发送的所有警报。图中，WAGO设备00de66:fa，站名 “montagekanuelekappe “向VIPA设备00d519:45发送了一个低优先级的警报。

如果您对选定的时间段的流量感兴趣，只需点击右边PCAP按钮，即可保存该时间段的所有流量包，以便进行数据包分析。

在Profinet实时选项卡中，可以看到所有实时通信和不良的抖动。

抖动是如何计算的？

通过使用周期计数器计算两个相邻帧的时钟周期。之后将其与这两个帧之间的测量时间进行比较。一个好的抖动的值是0，意味着所有帧在同一时钟周期内无偏差地达到。一个差的抖动值将等于或甚至大于周期时间。

如何分析：该设备在发送帧方面是否有问题，是否只有它有较差的抖动值或甚至帧丢失？还是网络中的某个交换机导致了这个问题？检查在同一交换机上通信的其他Profinet设备的抖动值和错误。或者，将Allegro网络万用表连接到另一个交换机，看看抖动和错误是否减少。

产品概览

虹科Allegro网络万用表是先进的网络诊断工具，通过浏览器中的Web界面访问分析数据。无需配置，只需单击几下即可检测到网络问题。可以诊断问题区域或错误，并可以从预选的网络流量中捕获pcap以进行进一步分析。

• 一体化分析设备

• 软件永久许可证

• L2-L7全面分析

• 即插即用，无需配置

• 多种型号可选

• 高速全流量捕获分析

• 中文界面支持