[发明专利]基于PROFINET的工业以太网控制系统故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业以太网控制系统技术领域，尤其涉及一种基于PROFINET的工业以太网控制系统故障诊断方法。

背景技术

PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。

在过去的几年间，工业机网络的规模经历了爆炸式的增长。网络的应用已经深入到人们生产的每一个角落，成为必不可少的基础设施。随着对网络依赖性的加强，人们对网络的可靠性也提出了更高的要求：第一，有稳定、高效、安全的网络环境：第二，当网络发生故障时，能够及时的检测出故障原因并修复。可以看出，网络故障诊断对保持网络的健康状态具有重要的意义。然而在当今网络环境下，网络故障诊断遇到了前所未有的困难，其主要表现在以下几个方面；控制器网络无论从规模上，还是从网络复杂性和业务多样性上都有了巨大的发展。大规模网络的故障关系错综复杂，故障原因和故障现象之间的对应关系模糊，大大提高了故障诊断的难度。

网络设备的复杂性也提高了故障诊断的难度。网络设备的复杂性有两个含义：第一是新的网络设备不断推出，功能越来越多，越来越复杂；第二是设备提供商数量众多，产品规格和标准不统一。

随着PROFINET的广泛应用，控制器技术和网络通信技术得到迅速发展，新的数字通信网络不仅拥有多种业务流量，而且采用了多种融合的网络传输技术。不断采用的网络新技术对网络故障诊断提出了越来越高的要求；正是由于上述困难的存在，传统的依靠网络专家人工方式进行的故障诊断已经不能满足需要了。当代网络呼唤智能化的故障诊断技术，以实现网络故障诊断的自动化，将人从繁重的诊断工作中解放出来。

智能化网络故障诊断技术有下列四个方面的难点：

第一，故障发现网络故障发生的不确定性和网络软硬件构架的动态变化，使得包括专家在内的知识受到了局限。

第二，故障定位一个设备产生故障会影响很多和它相连的设备或子系统，甚至会导致网络的瘫痪，这种现象就叫做故障关联。

第三，故障检测常规的故障检测方法需要建立数学模型，而数学模型的复杂性和精确性难以满足高速网络的实时需求；简化的数学模型又导致实际控制效果不能令人满意。

第四，故障表示由于网络应用的多样性与不断更新，现在还不能找到一个明确的函数能表示所有的应用层故障。

发明内容

 本发明的目的是提供一种基于PROFINET的工业以太网控制系统故障诊断方法，能够实现工业以太网内的各种设备信息的探测，以及设备之间的网络连接关系，为工业以太网网络故障诊断提供有利的设备信息，为后续工作提供有效数据。

 本发明采用的技术方案为：

一种基于PROFINET的工业以太网控制系统故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：

A：记录工业以太网设备发生故障时的故障现象及故障前临界状态的设备运行情况；

B：搜集与当前故障相关的准确信息，包括故障发生后采取的处理措施；是否伴随其他故障出现；故障发生前，设备是否正常工作；

C：重现步骤A中的故障，找出故障点；

D：根据步骤C中的故障点，确定故障原因，制定故障解决方案；

E：通过步骤D制定的故障解决方案，经过多次测试，判定故障解决方案的可行性，若经过多次测试后，有效解决故障问题，则判定为有效解决方案，进入步骤F；若经过多次测试后，不能解决故障问题，则判定为无效解决方案，返回步骤D，重新制定故障解决方案；

F：分析故障解决方案对整个工业以太网的潜在影响；

G：将上述步骤A-F编制为故障解决方案的文档。