Phoenix Contact FL Switch 2000 EtherNet/IP түйіні өшуі: Schneider M580 желілері үшін диагностика және түзету

Мәселе: Кездейсоқ түйіндердің үзілуі өндірістік жұмыс уақытын тоқтатады

Schneider Modicon M580 PAC Phoenix Contact FL Switch 2000 басқарылатын желісінде қашықтағы I/O түйіндеріне EtherNet/IP байланысын әр 4–8 сағат сайын жоғалтады. Біріншіден, M580 CPU журналы белгілі бір I/O рельсінің IP мекенжайлары үшін «Connection Timeout» хабарламасын белгісіз аралықтарда көрсетеді. Екіншіден, үзіліс 2–12 секундқа созылып, содан кейін байланыс автоматты түрде қалпына келеді. Сонымен қатар, зауыттың DCS жоғалған I/O-ны процесс қатесі ретінде тіркейді, бұл қажетсіз дабылдар мен оператордың араласуын тудырады. Сондықтан өндірістік желіде басқарылатын өнеркәсіптік Ethernet желісінде болмауы тиіс мәселе үшін әр ауысымда 3–5 рет тоқтайды.

Көптеген инженерлер алдымен PLC-ны кінәлайды. Алайда, дұрыс конфигурацияланған M580-де кездейсоқ EtherNet/IP үзілістері әрқашан 1 немесе 2 деңгейдегі желі мәселелеріне байланысты болады: нашар кабельдерден CRC қателері, дуплекс сәйкессіздігі, spanning tree қайта бірігуі немесе CIP имплицитті хабарламаларының QoS аштыққа ұшырауы. Бұл нұсқаулық Phoenix Contact FL Switch 2000 ішкі диагностикалық құралдарын пайдаланып жүйелі диагностика жүргізуді қамтиды. BMENOC0311 Schneider Modicon M580 желілік модулі және оған қатысты M580 жабдықтары туралы біздің өнім каталогымызға қараңыз.

1-қадам: Алдымен Switch порт статистикасын оқыңыз

Біріншіден, Phoenix Contact FL Switch 2000 веб-интерфейсін оның басқару IP мекенжайында ашыңыз (әдепкі: 192.168.1.254). Diagnostics → Port Statistics бөліміне өтіңіз. Екіншіден, әрбір белсенді порт үшін CRC Error Count және Collision Count көрсеткіштерін тексеріңіз. 100 Мбит/с портта CRC қателерінің деңгейі 0,01%-дан жоғары болса, бұл физикалық деңгейдегі мәселені білдіреді: зақымдалған RJ45 коннекторы, 100 м-ден ұзын кабель немесе ақаулы трансивер.

• 1-қадам: Ауысым басында CRC қателерінің бастапқы көрсеткіштерін жазып алыңыз.
• 2-қадам: Бірінші үзіліс болғаннан кейін көрсеткіштерді қайтадан тіркеңіз.
• 3-қадам: Қателердің өзгерісін есептеңіз. 10 минут ішінде 500-ден астам CRC қатесі бар портта кабельді дереу ауыстыру қажет.
• 4-қадам: Input Discards көрсеткішін тексеріңіз. Егер Input Discard саны нөлден жоғары болса, бұл трафиктің шапшаңдығы кезінде свитч буферінің толып кеткенін білдіреді. Бұл CIP имплицитті пакеттерінің жоғалуына әкеледі, бірақ свитч жағында CRC қатесі болмайды.

Сонымен қатар, FL Switch 2000 LLDP (Link Layer Discovery Protocol) кестесін пайдаланып, әрбір қосылған құрылғының дұрыс MAC мекенжайы мен порт жылдамдығымен көрінетінін тексеріңіз. LLDP көршісінің жазбасының жоқтығы сілтеменің кем дегенде бір рет физикалық түрде үзіліп кеткенін білдіреді. LLDP кестесін SNMP MIB OID 1.0.8802.1.1.2 арқылы экспорттап, желі диаграммасымен салыстырыңыз. Ұқсас LLDP және SNMP мүмкіндіктері бар басқарылатын өнеркәсіптік Ethernet свитч үшін TCSESM083F23F0 Schneider Ethernet TCP/IP Managed Switch өнімін қараңыз.

Дуплекс сәйкессіздігі: CIP-тің үнсіз өлтірушісі

Phoenix Contact FL Switch 2000 порты Auto-Negotiate режимінде, ал Schneider Modicon M580 BME NOC 0311 Ethernet модулі 100 Мбит/с Full-Duplex режимінде болғанда дуплекс сәйкессіздігі кездейсоқ кешіктірілген соқтығыстарға әкеледі. Біріншіден, свитч толық дуплекс сілтемесін көреді және соқтығыстарды анықтамайды. Екіншіден, M580 NOC модулі соқтығыстарды көреді, себебі свитч NOC-тың жіберу терезелері деп есептейтін уақытта кадрларды жібереді. Сондықтан NOC бұл кадрларды runts ретінде тіркеп, оларды CRC қатесі тудырмай жояды.

Дуплекс сәйкессіздігін дереу түзетіңіз:

• 1-қадам: Unity Pro XL арқылы M580 CPU рельсіне кіріңіз. NOC 0311 → Ethernet Port Configuration бөліміне өтіңіз. Қазіргі дуплекс пен жылдамдық параметрлерін жазып алыңыз.
• 2-қадам: FL Switch 2000 веб-интерфейсіне кіріңіз. Port Configuration → Port X бөліміне өтіп, порт жылдамдығын 100 Мбит/с Full-Duplex деп нақты орнатыңыз — егер соңғы құрылғыда бекітілген параметр болса, Auto-Negotiate қолданбаңыз.
• 3-қадам: Кабель crossover екені белгілі болса ғана Auto-MDI/X-ті өшіріңіз. Барлық патч кабель қосылымдары үшін Auto-MDI/X қосулы болсын.
• 4-қадам: Екі жақты да бірдей жылдамдық пен дуплекске мәжбүрлеңіз. NOC модулін қайта жүктеңіз. 2 сағат бойы бақылаңыз.

Алайда, жылдамдық пен дуплексті мәжбүрлеу авто-келісімнің сәтсіздігі арқылы кабельдің тозуын анықтау мүмкіндігін жояды. Сондықтан барлық мәжбүрленген дуплекс сілтемелерінде Fluke DTX-1800 кабель анализаторымен тоқсан сайын кабельді тексеруді жоспарлаңыз. TDR ақау қашықтығын ±1 м дәлдікпен анықтау коннектор зақымын толық кабельді ауыстырмай табуға көмектеседі.

RSTP қайта бірігуі: CIP уақытын баптау үшін Spanning Tree-ді реттеу

Phoenix Contact FL Switch 2000 сақина немесе торлы топологиясында Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) қайта бірігуі сілтеме үзіліп қалғанда 1–6 секундқа созылады. Біріншіден, бұл қайта бірігу терезесінде барлық EtherNet/IP имплицитті хабарламалары жоғалады. Екіншіден, M580 CIP байланысының тайм-ауты әдепкіде 4 × RPI (Requested Packet Interval) болып табылады. 10 мс RPI үшін тайм-аут 40 мс. Сондықтан 40 мс-тан ұзақ RSTP қайта бірігуі M580-де байланыс тайм-аут қатесін тудырады.

Өнеркәсіптік CIP уақытына RSTP-ны оңтайландырыңыз:

• 1-қадам: Негізгі свитчте (M580 CPU-ға ең жақын) RSTP Bridge Priority-ді 4096-ға орнатыңыз. Басқа барлық свитчтерді 32768-ге қойыңыз. Бұл анықталған spanning tree түбірін қамтамасыз етеді.
• 2-қадам: I/O рельстеріне, драйверлерге және соңғы құрылғыларға қосылған барлық свитч порттарында PortFast (Edge Port) режимін қосыңыз. Edge порттар 30 секундтық тыңдау және үйрену кезеңдерін өткізіп, тікелей жіберуге өтеді. Бұл әр порттың қайта бірігу уақытын 30 секундтан 500 мс-тан азға дейін азайтады.
• 3-қадам: Hello Time-ды 1 секундқа, Max Age-ты 6 секундқа, Forward Delay-ді 4 секундқа орнатыңыз. Бұл мәндер 3-свитч сақинасында RSTP қайта бірігуін 1 секундтан аз уақытқа дейін қысқартады.
• 4-қадам: M580 CIP RPI-ды 20 мс-ден кем емес етіп орнатыңыз, егер I/O 80 мс тайм-аут терезесін көтерсе. Бұл RSTP қайта бірігуінің аяқталуына дейін CIP тайм-аутының іске қосылуына мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, егер сіздің Phoenix Contact свитчтеріңіз бен Schneider I/O модульдеріңіз қолдаса, Device Level Ring (DLR) топологиясын қарастырыңыз. DLR RSTP-ның 1 секундтық минимумы орнына 3 мс-тан аз қалпына келтіруді қамтамасыз етеді. FL Switch 2000 микробағдарламасының нұсқасы 1.44 немесе одан жоғары болғанда DLR бақылаушы режимін қолдайды. EtherNet/IP тап және сақина топологиясы жабдығы үшін 1783-ETAP Allen Bradley 3 Port EtherNet/IP Tap өнімін қараңыз.

QoS DSCP белгілеуі: CIP имплицитті трафигін аштықтан қорғау

Modbus TCP, PROFINET, бейнекамералар және EtherNet/IP бір Phoenix Contact FL Switch 2000 VLAN-да жұмыс істейтін зауыт алаңында трафиктің шапшаңдығы кезінде CIP имплицитті хабарламалары аштыққа ұшырауы мүмкін. Біріншіден, бейне ағындары 100 Мбит/с портта 30–80 Мбит/с тұтынады. Екіншіден, CIP имплицитті хабарламалары әр пакетте тек 44–128 байт, бірақ олар RPI терезесінде жеткізілуі керек. Сондықтан бейне ағынының шапшаңдығы CIP кезегін аштыққа ұшыратып, кабель ақауына ұқсас үзіліс белгілерін тудырады.

FL Switch 2000-де QoS-ты баптаңыз:

• 1-қадам: FL Switch 2000 веб-интерфейсінде QoS → DSCP Mapping бөліміне өтіңіз. DSCP 46 (Expedited Forwarding) мәнін Queue 7 (ең жоғары басымдық) кезегіне тағайындаңыз.
• 2-қадам: M580 NOC 0311 модулінде CIP I/O трафигінің DSCP мәнін 46 етіп орнатыңыз. Бұл әрбір CIP имплицитті хабарламасын EF басымдықпен белгілейді.
• 3-қадам: Барлық Modbus TCP трафигін DSCP 26 (AF31), Queue 4 кезегіне тағайындаңыз.
• 4-қадам: Барлық бейне және үлкен файл тасымалдау трафигін DSCP 0, Queue 0 (ең төменгі басымдық) кезегіне тағайындаңыз.
• 5-қадам: Queue 7 үшін Strict Priority Queuing-ті қосыңыз. Бұл CIP пакеттерінің басқа трафик жүктемесіне қарамастан свитчтен бірінші шығуын қамтамасыз етеді.

Сонымен қатар, бейнекамералар мен үлкен деректер тасымалдарын бөлек VLAN (VLAN 20) бөлікшесіне бөліп, басқару VLAN-ына (VLAN 10) 802.1Q trunk арқылы қосыңыз. Камераға қосылған порттарда 20 Мбит/с кіріс жылдамдығын шектегіш орнатыңыз, бұл бейне шапшаңдығының CIP свитч матрицасына жетуін болдырмайды. Schneider M580 артықшылықты процессор конфигурациялары үшін VLAN сегментациясы артықшылық жүрек соғу трафигін қорғауда ерекше маңызды.

Қорытынды және іс-шаралар бойынша кеңес

Phoenix Contact FL Switch 2000-де Schneider M580 желілеріндегі EtherNet/IP түйіндерінің үзілуі әрқашан анықталатын түпкі себепке ие. Біріншіден, кез келген конфигурацияға қол тигізбестен бұрын порттың CRC қателері мен Input Discard есептегіштерін оқыңыз. Екіншіден, дуплекс сәйкессіздігін түзету үшін свитч порты мен M580 NOC модулін 100 Мбит/с Full-Duplex режиміне мәжбүрлеңіз. Үшіншіден, PortFast қосылған шеткі порттарда, түбірлік свитчте Bridge Priority 4096 және Hello Time 1 секунд орнату арқылы RSTP-ны баптаңыз, қайта бірігу уақытын 1 секундтан аз ұстаңыз. Төртіншіден, CIP имплицитті хабарламалар үшін FL Switch 2000-де QoS DSCP 46 белгілеуін және Strict Priority Queuing-ті қосыңыз, трафик аштыққа ұшырауын болдырмаңыз. Соңында, бейне және үлкен трафикті VLAN 20 бөлікшесіне бөліп, 20 Мбит/с кіріс жылдамдығын шектеңіз. Барлық төрт түзетуді бірге қолданыңыз — бір ғана түзету өндірістік желідегі барлық үзіліс түрлерін жоюға сирек жетеді.