Menu Close

Princip diagnostiky sítí PROFINET

Princip diagnostiky sítí PROFINET


V tomto článku naleznete základní informace o principech diagnostiky a monitorování průmyslových sítí typu PROFINET.


Princip komunikace PROFINET RT

  • připojení pomocí dvou párů vodičů (1-2 a 3-6)
  • signál se přenáší jako změna napětí
  • kabel spojuje pouze dvě stanice v síti
  • různé možné topologie: linie, hvězda, kruh
  • stanice mají integrované opakovače (switch)
  • stanice mohou být identifikovány pomocí IP adresy, MAC adresy a jména stanice
  • až 250 zařízení v síti
  • každé zařízení cyklicky (bez vyžádání) komunikuje s nastavenou periodou (update time)
  • PROFINET je kompatibilní se standardem Ethernet a proto zde mohou probíhat i další komunikace (např. TCP/IP)

Parametry definující kvalitu sítě PROFINET


Fyzikální
(Parametry kabeláže)

– délka kabelu
– přeslechy
– útlum


Parametry kabeláže jsou příčinou cca 10% snížení kvality a poruch v sítích PROFINET


Logické
(Parametry komunikace)

– zpoždění telegramů
– ztráta telegramů
– poškození telegramů
– zátěž sítě

Parametry komunikace jsou příčinou cca 90% snížení kvality a poruch v sítích PROFINET


Nástroje pro měření kvality PROFINET kabeláže


Útlum (attenuation) a přeslech (crosstalk) PROFINET kabelů

  • Útlum – vyjadřuje, kolikrát se zmenší výkon signálu po průchodu kabelem určité délky (poměr mezi sílou signálu na vstupu a výstupu). Udává se v decibelech (dB) a je frekvenčně závislý.
  • Přeslech – je fyzikální jev, při kterém signál přenášený jedním okruhem/kabelem/vodičem nebo kanálem přenosového systému nežádoucím způsobem ovlivňuje jiný okruh nebo kanál. Hodnota NEXT udává míru odolnosti kabelu/kanálu vůči přeslechu a je udávána v dB.

Útlum (v dB, méně je lépe)

Délka kabelu
(m)
Max. útlum dle
specifikace
Cat. 5e 100MHz

(dB)
Max. útlum
přepočtený
na délku kabelu

(dB)
Doporučený
maximální
útlum

(dB)
100242421
50242118
25241815
12241512
624129
32496
1,52463

Přeslech/NEXT (v dB, více je lépe)

Délka kabelu
(m)
Max. přeslech
dle specifikace
Cat. 5e 100MHz

(dB)
Max. přeslech
přepočtený
na délku kabelu

(dB)
Doporučený
maximální
přeslech

(dB)
100303033
50303336
25303639
12303942
6304245
3304548
1,5304851

Jitter telegramů

  • jitter = rozdíl mezi nakonfigurovaným a reálným update time
  • stanice nedokáží dodržet nakonfigurovaný update time
  • jitter může být způsoben složitostí sítě (každý switch vložený mezi kontroler a zařízení zvyšuje latenci), vysokým zatížením sítě (netload), nebo poruchou zařízení
  • vysoké zatížení sítě může být způsobeno např. TCP/IP komunikací na PROFINET síti
  • doporučená maximální hodnota pro jitter telegramů je 50% (když nakonfigurovaný update time = 4ms a reálný update time = 6ms, pak je jitter 50%)

Chybějící telegramy

  • ztráta telegramů je jasný doklad o chybě sítě
  • PROFINET ve standardním nastavení akceptuje maximálně 3 ztracené telegramy v řadě
  • požadovaný stav kvality sítě by však měl být takový, že nepřipouští žádnou ztrátu telegramů

Poškozené telegramy

  • poškození obsahu telegramu je jasný doklad o chybě sítě
  • PROFINET ve standardním nastavení akceptuje maximálně 3 poškozené telegramy v řadě
  • požadovaný stav kvality sítě by však měl být takový, že nepřipouští žádné poškozené telegramy

Zatížení sítě (netload)

  • zatížení sítě by mělo být měřeno za plného běhu a v uzlových bodech, kde se sbíhá komunikace ze sítě
  • přílišné zatížení PROFINET sítě může být často způsobeno jinou komunikací (např. TCP/IP), která je do sítě vpuštěna
  • poměr zatížení mezi cyklickou komunikací PROFINET a jinou komunikací (např. TCP) by měl být cca 100:1
  • vytížení sítě (netload) by němělo překročit cca 20% technologické propustnosti sítě (100Mb/s * 20% = max. 20 Mb/s netload)
  • přílišné zatížení sítě může vést až k selhání PROFINET komunikace

Pasivní vs. Aktivní diagnostika sítě

  • aktivní: diagnostický nástroj aktivně komunikuje se zařízeními v síti
  • pasivní: diagnostický nástroj pasivně naslouchá komunikaci v síti

PROFINET-INspektor
Sofistikovaný nástroj pro pasivní diagnostiku PROFINET sítě, který umožňuje kontinuální měření všech důležitých parametrů definujících kvalitu PROFINET sítě (jitter telegramů, ztráty telegramů, chybné telegramy, netload, poměr zatížení, atd.)

PROscan Active V2
Softwarový nástroj, který v kombinaci se zařízením PROFINET-INspektor umožňuje komplexní scanování topologie sítě, detekování stavu jednotlivých zařízení, detekci změn a sběr hodnot kvalitotvorných parametrů sítě


Máte dotazy? Potřebujete poradit? Kontaktujte nás!