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广州虹科电子技术部：support@hkaco.com
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摘要：TH SCOPE+TH LINK是一套实现PROFINET工业网络统一化监 控、诊断和分析的智能解决方案。本文主要阐述了PROFINET网络监测和 诊断的重要性和必要性，并结合实际情况描述了本套方案的优势之处，其中包括网络拓扑、故障趋势、诊断建议、设备清单、历史统计、网络 对比、导出报告等，并以汽车工业领域为例子说明了本套方案的经济性 和可靠性。 关键词：PROFINET工业网络；监测与诊断；拓扑图；汽车工业
随着工业网络的广泛应用，特别是PROFINET的发展，在 现代生产过程中，现场工程师将面临着越来越多可能出现的新技术问题。为了更全面地利用PROFINET的优势，即使是建立 已久的试车和运行实例也需要重新评估并应用于新的环境中。目前为止，PROFINET网络中验收测试、监控和诊断的通用标 准和规则仍处于讨论阶段。Softing Industrial Automation公司在 PROFINET网络技术中积累了大量的经验，并且能够提供相应的解决方案。
在工业现场中，永远存在这么一个真理，PROFINET也 不例外，那就是生产设备在生产过程中必须是经济的，有成本效益的，以保证产品的竞争力。然而，只有在现场网络正确工 作并永久可用的前提下才能实现这一目标。而PROFINET比 PROFIBUS更具优势的一点是它支持的网络结构更大，一个典型 的PROFIBUS网络最多能支持50个设备，而一个PROFINET网 络能支持的设备多达2000个。而且它的灵活性和适应性使得生产设备更容易被拓展和修改，所以在现有的PROFINET网络中添加新的设备要比PROFIBUS来得更加容易和便捷。
预测性监控
PROFINET的发展带来了对网络可用性要求的不断增加。 在谈到PROFIBUS的时候，我们总会遇到一些类似的说法，如 “我们的网络每年都会发生一两次故障，导致生产停滞不前。” 或者是“我们意识到网络问题出现了，但是我们没法找到问题 出现的原因。”而在一个PROFINET网络中，有多达2000个 节点，如果出现了类似的问题，那损失将是不可估量的。
尽管 PROFIBUS网络的错误诊断一般只是偶尔执行或只在出现故障的 时候执行，但在PROFINET网络中，建立有预测性、连续性的监控是非常必要和明智的。它时刻监视着即将发生的故障、网络 负载的变化和潜在的错误源。在最先进的生产过程中，设备一定 是要保证一周7天、每天24小时正常运转的。
安全地运行并记录网络所有设备的状态和动作
使用者非常重视PROFINET的灵活性，也因如此，他们需 要清楚地知道哪些设备已经连接到网络中，哪些故障可能会出现。而且随着网络中设备的增多，这些故障会比原先的网络更容 易出现。像TH SCOPE这种最先进的监测软件，它不仅能够随时访问当前网络的拓扑结构，网络负载，节点的数量和状态，网络 设备的固件版本和订购数量等，还能检测标准的Ethernet设备，如服务器或摄像机等。
虽然这些设备不是网络配置特定的，但它们时常会影响网 络的安全性和稳定性。TH SCOPE的这一功能是基于IT标准如 SNMP实现的，而另外的专用协议版本还有DCP。现场的维护工 程师要记录网络所有设备的状态和动作的一个原因是他们必须保 证通信的可靠性，因为即使是合格的Ethernet设备也会造成过高 的网络负载，并对实时性能产生不利的影响。最先进的监测软件 TH SCOPE实现了更进一步的功能：它除了能够监测PROFINET 和标准Ethernet之外，还能监测其它主要的Industrial Ethernet标准，如EtherNet/IP和Modbus TCP，并集成在一个独立的应用软件界面中。
快速地试车和自动地验收测试
在Ethernet网络中，考虑到有大量的设备存在，利用各式各 样的工具来加快试车和验收过程是非常有必要的。其中比较重要的一步是自动测定拓扑结构，而TH SCOPE是不需要任何工程工 具就可以完整地实现这一功能的。对于很多来自不同领域的专家，从设备制造商到服务供应商，在搭建现场系统的时候都同时 面对着相似的网络，而最理想的方法是通过拓扑结构去获得所有 已连设备的最新概况。像TH SCOPE这样强大的系统，它能够轻 松地生成各个设备的信息以及错误，这些信息涵盖了设备性能， 协议分配，配置清单等，并且还能比较实际布局与之前计划的不同之处。因此，它能够大大地加快试车和验收过程。在自动工业 领域中，TH SCOPE的自动诊断还能收集到更多的网络参数信息。
（如IP地址，子网掩码和默认网关）和设备参数信息。而捕获的 数据还能与工程工具生成的配置进行比较。当使用光纤的时候， TH SCOPE还能捕获更多的细节，如线缆长度，传送质量和连接 质量，换句话说，也就是丢包数量，发送周期的偏差，广播帧和多路广播帧的数量等等。并且所有这些条件和参数都是在试车过 程中可以直接获取的。
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图1 TH SCOPE拓扑视图 （说明：TH SCOPE拓扑视图以最先进的方式给出任意时刻整个网络的拓扑概况）
为维护工程师而生的实用工具
通过合适的工具读出网络参数是维持PROFINET网络正常 工作的唯一途径。这就要求当网络出现问题的时候，Profinet 诊断和监控工具能易于操作而且快速响应。维护工程师可以快 速地判断问题能否自己解决或需要相关的IT专家提供服务，因为一般的维护工程师往往都不是精通帧解析和抖动的IT专家或网络专家，他们需要的是一个无需追加工程量的简单易用的工 具。
而高质量的TH SCOPE就是他们所需要的，可以这么说， TH SCOPE实现了网络的自行监测。当问题出现时，系统会自 动根据事先设置的联系方式给用户发送邮件或初始故障信息， 如果需要的话，系统还能提供有效的解决建议。TH SCOPE可 以集中存储长达一个月的网络、线缆和设备的诊断信息，并且 它是基于网页设计的，所以无论您在世界的哪个角落都轻松地访问TH SCOPE。
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图2 TH SCOPE趋势视图 （说明：TH SCOPE趋势视图显示了所有网络设备的历史状态）
长期监测和预防可以给用户带来回报
Softing公司的一次调查显示，76%的PROFINET使用者至今 仍没有试车和监测的经验，37%的使用者仍在使用不支持诊断和 拓扑结构扫描的非管理型设备。这意味着：关于诊断和监测的咨 询和培训仍处于发展阶段，因为在这一领域人们对PROFINET 的实践还比较少，发展还比较慢。
Softing公司已经意识到这一需 求并为所有工业领域内的设备操作者、系统集成者和设备生产商提供全面的网络服务。在安装设备后的十分钟内即可实现标 准化网络的局部检查和PROFINET网络条件的初步评估。
汽车 工业在PROFINET技术领域一直扮演着先驱的角色，并已经在 PROFINET试车诊断方面运用了最先进的方法和工具，而最主 要的原因正是因为这些工具用于监测PROFINET网络具有极高 的成本效益。只需投入不到所有设备成本的1%用于网络监测， 即可实现设备的平稳运行。换句话说，使用TH SCOPE延长设备 可用生命周期1小时或减少试车时间1小时就完全能够收回投入在 网络诊断中的所有成本。
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