Der Industrial-Ethernet-Tester kann über die zwei integrierten Ports entweder an einem Gerät am Ende des Netzes angeschlossen werden oder in Linie direkt zwischen der Steuerung und den Geräten eingeklinkt werden.

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Adern in den Netzen. Darüber hinaus führt er zur Überwachung der Kommunikation eine Analyse des gesamten Netzes sowie auch einzelner Telegramme durch. Damit ist eine Aussage über die verfügbaren Geräte, die Qualität des Datenaustauschs sowie über die Netzlast, die durch einzelne Busteilnehmer verursacht wird, möglich. Zudem lassen sich  Geräte im Netz gezielt suchen und der Telegrammverkehr für eine spätere Untersuchung aufzeichnen.

Die Kommunikationsanalyse nutzt konfigurierbare Filter, so dass auf diesem Weg selbst komplexe Probleme entdeckt und behoben werden können. Für Netz-Stresstests erzeugt der Industrial-Ethernet-Tester zusätzliche Telegramme. Auf diesem Weg sind Untersuchungen über das Verhalten des Netzes bei einer bestimmten Auslastung und damit Aussagen über die verfügbare Bandbreite einer Profinet-Installation möglich. Für die Anzeige der Mess-Ergebnisse verfügt die Lösung schließlich über ein integriertes Display und zur detaillierten Visualisierung der Daten am PC steht eine entsprechende Software zur Verfügung.

Die Ergänzung zur mobilen Lösung ist die Langzeitüberwachung auf Basis einer stationären Diagnose wie sie zum Beispiel mit dem so genannten Profinet-Monitor möglich ist. Dabei wird das Netz Schritt für Schritt auf das Eintreten einzelner konfigurierbarer Ereignisse hin überwacht. Auf diese Weise lassen sich unter anderem fehlerhafte Telegramme, Ausfälle verfügbarer Stationen oder auch Änderungen der Netzlast erkennen. Darüber hinaus kann der Profinet-Monitor geringfügige Abweichungen der Zykluszeit ermitteln: eine Funktionalität, die im Vergleich zu anderen PC-gestützten Lösungen auf einer speziellen Hardware mit FPGA aufsetzt. Diese Hardware ist in der Lage, schritthaltend den Jitter zu berechnen.

Im Rahmen eines umfassenden Diagnosekonzepts übernimmt der Profinet-Monitor die Überwachung von Sendezyklen, ermittelt den Einfluss von IT-Anwendungen auf die Profinet-Kommunikation und erkennt zu große Abweichungen der Zykluszeit.

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Bei Überschreiten einer vom Anwender festlegbaren Anzahl von Ereignissen lässt sich ein Alarm auslösen oder der Meldekontakt einer Steuerung aktivieren. Der Alarm wird dann in einer „Management Information Base“ (MIB) gespeichert und über das „Sim­ple Network Management Protocol“ (SNMP) zur Weiterverarbeitung übertragen.

Weiterhin werden die aufgetretenen Alarme in eine Alarmliste eingetragen, und zusätzlich lässt sich ein Ausschnitt des Telegrammverkehrs aufzeichnen. Diese Informationen stehen dann bereits während der laufenden Kommunikation für eine Ereignis-Auswertung zur Verfügung und ermöglichen die frühzeitige Durch­führung vorbeugender Wartungsmaßnahmen.

Der Profinet-Monitor arbeitet rückwirkungsfrei als passiver Teilnehmer im Netz und kommt idealerweise direkt an der Steuerung zum Einsatz, um auf diesem Weg möglichst alle Telegramme erfassen zu können. Zur Konfiguration des Gerätes mittels Internet-Browser ist ein Web-Server integriert. Die grafische Darstellung der einzelnen Einstellungen und auch der Zugriff auf die mit diesem Überwachungsgerät aufgezeichneten Informationen erfolgen ebenfalls über eine webbasierte Benutzerschnittstelle.

Diagnose als durchgängiges Gesamtkonzept

Was jetzt noch fehlt, ist eine Diagnose-Suite in Form einer zentralen Software-Komponente, welche sowohl den mo­bilen Industrial-Ethernet-Tester als auch den Profinet-Monitor in ein Diagnose-Gesamtkonzept einbindet. Die dementsprechende Lösung von Softing läuft auf jedem PC und ermöglicht den Import von Gerätebeschreibungen (GSDML-Dateien), so dass Details der einzelnen erkannten Geräte in der Profinet-Diagnose-Suite zur Verfügung stehen. Die Suite unterstützt zwei Einsatz-Szenarien:

Die Profinet-Diagnose-Suite unterstützt die Anzeige der gesammelten Informationen sowie des aktuellen Anlagenzustands in Klartext.

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Zum einen erlaubt sie die detaillierte Analyse der Daten, die wahlweise mit einem Ethernet-TAP, am Mirror-Port eines Managed-Switch oder mit dem Industrial Ethernet-Tester beziehungsweise dem Profinet-Monitor aufgezeichnet wurden. Was letzteren betrifft, so lassen sich aus der frühzeitigen Erkennung und tiefgehenden Analyse von Fehlern im Rahmen des Asset Managements vorbeugende Wartungsmaßnahmen ableiten, die dann während geplanter Anlagenstillstände durchführbar sind.

Neben dem Zugriff auf die Diagnosegeräte unterstützt die Diagnose-Suite die direkte Einbindung in das Profinet-Netz. Der Funktionsumfang deckt somit die Inbetriebnahme und die Fehlersuche ab und kann beispielsweise den aktuellen Zustand des Netzes und jedes einzelnen Profinet-Geräts darstellen. Darüber hinaus ist der aktive Datenaustausch mit Geräten möglich, was die Durchführung von Abnahmetests ermöglicht. Dazu werden Ereignisse wie der Verbindungsaufbau protokolliert, Telegramme aufgezeichnet und der aktuelle Netzstatus (erkannte Geräte, Netztopologie und weitere Informationen) ermittelt. Außerdem lassen sich Schnellmessungen durchführen, so dass auf eine einzige Bedieneraktion hin eine umfassende Übersicht des Netzzustandes zur Verfügung steht.

Auf den Punkt gebracht: Moderne Diagnose-Tools für Profinet sind in der Lage, in ihrem Zusammenspiel nahezu alle Fehler zu erkennen, die in einem Netz auftreten können. Dazu gehören etwa Konfigurationsabweichungen, doppelt vergebene IP-Adressen oder falsche Firmware-Stände. Auch aktuelle Zykluszeiten und ein hoher Jitter beziehungsweise eine fehlende Reservebandbreite sowie der Einfluss weiterer Ethernet-Kommunikation auf die Netzlast sind erfassbar. Nicht zuletzt lassen sich mit den beschriebenen Werkzeugen Fehlverdrahtungen, Wackelkontakte oder gelöste Steckverbinder aufspüren.

Autor: Georg Süss ist im Bereich Operational Marketing bei Softing tätig.