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影响PROFINET网络稳定运行的因素分析

通信网络 | 发布时间:2018-12-18 | 人气: | #评论# | 本文关键字:Profinet
摘要:对于PROFINET来说我们的印象一直都是: Plug Play 即插即用 没有问题的话,就不进行测量 出现故障才开始维修流程 网络好像不必要规划 相对于PROFIBUS来说,PROFIBUS的故障绝大部分都是物理层问题

对于PROFINET来说我们的印象一直都是:Plug & Play 即插即用  没有问题的话,就不进行测量  出现故障才开始维修流程 网络好像不必要规划

相对于PROFIBUS来说,PROFIBUS的故障绝大部分都是物理层问题造成的通讯故障,

PROFINET于PROFIBUS正好相反,大部分的故障是由于逻辑层的问题所造成,

正常运行情况下存在的故障

■ 安装缺陷

■ 瓶颈

■ 流量的变化

■ 意外的事件

PROFINET系统的拓扑

■ 两配对线缆(1-2 和3-6)

■ 设备到设备连接

■ 两台设备之间用一条网线连接

■ 设备有中继功能和交换功能

■ 智能的设备

对于PROFINET来说影响系统稳定的物理层的参数有哪些?

主要的参数是电缆的长度、串扰、衰减等, CAT5e规定了100米长度的串扰和衰减值,但是当电缆为3米、1.5米的时候衰减还是24dB还算是好的吗?

所我们建议了如下的不同长度电缆的串扰和衰减值:


前面说过,PROFINET的故障原因90%是逻辑层问题造成的,那么逻辑层的主要几个因素如下:

1. 逻辑质量参数– 报文错误

 报文被损坏

(z.B. CRC错误, 碎片…)

 建议: 0

(原因:100%的抖动、设备的错误、交换机的discard等)

2. 逻辑质量参数– 报文抖动

■ 抖动: 设计的和具体的刷新时间之间的差距

(设备不遵守刷新时间、太多的TCP/IP报文,无益的网络结构、连接外边的,主动的诊断工具)

建议: 50%以下

抖动形象点的比喻就是类似火车的晚点,在规定的时间没有到达。

*另外对抖动影响较大因素就是其中之一就是“拓扑层级深度/刷新时间”

报文经过的交换机层级和设备刷新时间的关系会影响到报文传输时间及网络负载

3. 逻辑质量参数– 报文的缺口

■ 报文漏掉

提醒: 对PROFINET协议来说,3个连续的缺口还算合格

■ 建议: 0

4. 逻辑质量参数– 负载

■ 最高的流量是 100 MBit/s

■ 设备属于负载级类

■ 负载级Netload class I: 1%

■ 负载级Netload class III: 5%

■ 建议:系统负载在20%以下没问题,如果超过50%以上一定要改善

*设计PROFINET的拓扑 –预计网络负载

下图是一个设计不合理的拓扑结构,TCP/IP设备产生的报文需要经过每个PN设备来处理,这样增加了PN设备的负载量,容易造成通讯故障。

下图是修改过后的拓扑结构,TCP/IP设备产生的报文直接经过管理型交换机传输,管理型交换机具有区别周期性报文和非周期性报文的功能,PN报文具有优先处理权,这样可以减小网络负载,避免通讯故障。

5. 逻辑质量参数– 流量比例

循环式PROFINET通讯和别的通讯之间的比例 (比如 TCP/IP报文 )

建议: 100:1

原则上,PROFINET系统中,PN报文占的比例越多越好。

所以PROFINET网络的最主要质量参数

PI和我们的建议

*注:数据吞吐量&瓶颈

在PROFINET 中,术语“数据吞吐量”是指相关控制器在一定时间内能够处理的数据量(有关过程数据),原则上不超过4500 byte/ms。一般来说,网络负荷瓶颈在控制器端口。


责任编辑:PROFINET网络
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