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案例分析——PROFINET通信受干扰

香港嘉玮科技有限公司   作者:SystemMaster 发布日期: 2016-05-30 10:21:08   点击率:694

前些日子去某客户现场帮助解决一个涉及PROFINET和故障安全的问题。在现场意外发现一个PROFINET网络受干扰的现象,在这里与大家分享一下。

当时在检查交换机状态信息时,发现有交换机的统计信息显示其中某端口会有错误报文,如下图中端口2,就有错误报文统计,而且数量会缓慢增加。但是连接在端口2上的站点并没有掉站,也没有出过其它问题,因此客户也没有关注到相关站点。所以一开始到现场看到该现象时并没有深入检查,等处理完客户关心的问题后,才回过头来继续处理。

以太网端口统计数据显示有错误报文犹其是CRC错误,一般提示数据在传输过程中受到干扰而发生较验错误,尽管不掉站,但是对网络而言是有风险的。经检查,2号端口所连接的站点与该交换机就在同一电控柜内的上下两排,网线长度不超过两米,用的也是西门子的工业以太网线和金属接头

检查网线和接头并没有发现明显的错误,用专用工具检查网线,也是正常的。为了进一步排查,做了许多替换实验。

在交换机上更换端口,故障依旧。

更换网线,故障依旧。

更换分布式IO站点接口模块,故障依旧。

更换交换机的固件,故障依旧。

后来借助万用表检测,发现分布式IO模块RJ45接口的外围金属部分在不插网线的时候与安装背板是不导通的,只有当插上网线的时候才会导通。

这说明交换机和IO站点的等电位连接是通过网线的屏蔽层来实现的。这就造成当连线两端电位不等时,就会有电流从屏蔽层上流过,进而造成数据线受到干扰,数据出错。而为什么模块RJ45接口的金属外围冲部分与背板不导通,原来是安装导轨造成的。在接口模版的背面有金属弹片与安装导轨相连,该金属弹片与RJ45接口的外围金属部分是导通的。但是安装导轨上有涂层,是绝缘的,这从肉眼上很难看出来,以为是个普通的铝轨。对于排除问题来讲,看来还真是要有怀疑一切的态度,即使在那些认为理所当然的地方。

在这个案例中,尽管会有错误报文,但并不会造成掉站。这是因为PNIO站点的掉站判断都是有看门狗时间设定的,缺省值是允许接受丢失PNIO周期通信三次,即看门狗时间是刷新时间的三倍。这样只要不是连续的错误包,并不会造成掉站。