涂裝廠工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)故障排查及解決辦法

張莉，羅小讓

陜西通家汽車(chē)股份有限公司， 陜西 寶雞 722406

引言

目前隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的快速發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)普遍應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，用于監(jiān)控汽車(chē)整個(gè)生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，本公司涂裝廠工業(yè)以太網(wǎng)將涂裝廠中控室服務(wù)器、客戶機(jī)和所有電控設(shè)備連接起來(lái)，以便在中控室通過(guò)服務(wù)器和客戶機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警等，可以說(shuō)它是涂裝廠所有設(shè)備與中控室之間傳遞信息的橋梁。

1 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)的整體布局

涂裝廠工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)是由1臺(tái)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器, 2臺(tái)客戶機(jī)，1臺(tái)打印機(jī)，1臺(tái)UPS，6個(gè)交換機(jī)組成，其中1臺(tái)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器, 2臺(tái)客戶機(jī)，1臺(tái)打印機(jī)，1臺(tái)UPS分別設(shè)置在涂裝二樓中控室內(nèi)，6個(gè)交換機(jī)分別安裝在5個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜內(nèi)（4、5交換機(jī)安裝在4#機(jī)柜，6#交換機(jī)安裝在5#機(jī)柜，其余對(duì)應(yīng)），機(jī)柜設(shè)在涂裝廠一樓機(jī)運(yùn)1區(qū)，之間采用光纖連接，構(gòu)成一個(gè)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每個(gè)交換機(jī)下端掛有不同設(shè)備，形成一個(gè)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各設(shè)備的主控柜MCP中安裝CP343以太網(wǎng)模塊和HMI，采用雙絞線將以太網(wǎng)模塊、HMI與交換機(jī)連接起來(lái)，服務(wù)器、客戶機(jī)、交換機(jī)的電源均取自中控室配電柜，若斷電，由1臺(tái)UPS延長(zhǎng)供電1小時(shí)，布局圖如圖1所示：

圖1

各部分作用：

服務(wù)器：負(fù)責(zé)從PLC采集數(shù)據(jù),發(fā)送到客戶機(jī)1，并對(duì)各系統(tǒng)的PLC程序進(jìn)行監(jiān)控。

客戶機(jī)1：運(yùn)用Intouch 10.0軟件，制作涂裝廠中央監(jiān)控系統(tǒng)PMC，見(jiàn)圖2所示，對(duì)18個(gè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視（點(diǎn)擊每一個(gè)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)各個(gè)子畫(huà)面），顯示各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)報(bào)警、報(bào)表和歷史報(bào)警等，并根據(jù)系統(tǒng)查詢需要，通過(guò)按鈕進(jìn)行查詢。

客戶機(jī)2：用于存放資料和連接打印機(jī)。

圖2

2 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)的故障現(xiàn)象及排查

2.1 故障現(xiàn)象

2012年7月16日，涂裝廠中控室在監(jiān)控過(guò)程中出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)現(xiàn)象，具體故障現(xiàn)象為：

故障1：中控室客戶機(jī)1中央監(jiān)控系統(tǒng)（PMC系統(tǒng)）只能監(jiān)控前處理及機(jī)運(yùn)六區(qū)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，其它設(shè)備處于不可監(jiān)控狀態(tài)。

故障2：中控室總服務(wù)器只能對(duì)前處理和機(jī)運(yùn)六區(qū)的PLC程序進(jìn)行監(jiān)控，其它設(shè)備的程序不能進(jìn)行監(jiān)控。

以上故障使得涂裝廠設(shè)備處于不可監(jiān)控狀態(tài)，給維修人員排查問(wèn)題、檢修設(shè)備增加了很多不便。

2.2 故障排查

1) 在中控室總服務(wù)器和客戶機(jī)1上分別對(duì)6個(gè)交換機(jī)和所有設(shè)備發(fā)送“PING”命令，運(yùn)行命令顯示無(wú)法連接。

2) 參考此系統(tǒng)的維護(hù)手冊(cè)，針對(duì)故障1現(xiàn)象，重新啟動(dòng)客戶機(jī)1，拔掉“硬件加密狗”，打開(kāi)客戶機(jī)1的前面板，按下 “白色按鈕”，重新啟動(dòng)，然后合上其前面板，插上“硬件加密狗”。 等待5分鐘后，重試PING”命令，運(yùn)行命令仍顯示無(wú)法連接。

3) 針對(duì)故障2現(xiàn)象，把中控室配電盒中，1#、2#、3#、4#、5#機(jī)柜電源空開(kāi)斷掉1分鐘后，重新合上。等待5分鐘后，重試PING”命令，運(yùn)行命令仍顯示無(wú)法連接。

4) 依次查看不能監(jiān)控的所有設(shè)備控制柜內(nèi)PLC電源、網(wǎng)線連接等情況 ，經(jīng)檢查，電氣柜內(nèi)PLC電源供電正常，以太網(wǎng)接口、HMI網(wǎng)線全部插好。

5) 依次查看各交換機(jī)、設(shè)備之間的線纜連接：

查看6個(gè)交換機(jī)之間的光纜連接

將6個(gè)交換機(jī)之間的光纖連接斷開(kāi)，單獨(dú)連接1#、2#交換機(jī)，根據(jù)涂裝廠IP地址分配表，在1#交換機(jī)上對(duì)2#交換機(jī)進(jìn)行PING”命令，具體操作方法為：取一根網(wǎng)線，一頭插在筆記本電腦上，另一頭插在1#交換機(jī)的任意一個(gè)網(wǎng)口，筆記本電腦的IP地址設(shè)置與涂裝廠設(shè)備的IP地址不能沖突，點(diǎn)擊“開(kāi)始”→“運(yùn)行”，在輸入框內(nèi)輸入：“cmd”， 進(jìn)入“cmd”界面后，輸入2#交換機(jī)的IP地址：“ping 192.168.127.6”，鏈接正常，同樣在2#交換機(jī)上對(duì)1#交換機(jī)進(jìn)行PING”命令，輸入1#交換機(jī)的IP地址：“ping 192.168.127.5”，鏈接正常。用相同方法，依次連接3#、4#、5#和6#交換機(jī)的光纖，其互相之間任意進(jìn)行“PING”命令，均連接正常，由此可判斷主環(huán)路的鏈接正常。但程序和PMC上仍然只能顯示監(jiān)測(cè)前處理和機(jī)運(yùn)六區(qū)。

查看6個(gè)交換機(jī)所帶設(shè)備的雙絞線連接

按照同樣方法，對(duì)照?qǐng)D紙，在每一個(gè)交換機(jī)上分別對(duì)其所帶設(shè)備進(jìn)行ping命令，發(fā)現(xiàn)2#、4#、5#、6#交換機(jī)所帶部分設(shè)備的端口無(wú)法連接，對(duì)所有無(wú)法連接的設(shè)備端口進(jìn)行更換，更換后仍然無(wú)法連接的，重新制作雙絞線接頭，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常。下表為故障設(shè)備變更清單。

表1 涂裝設(shè)備變更清單

3 結(jié)束語(yǔ)

環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、掛接或摘除節(jié)點(diǎn)容易、安裝費(fèi)用低。每個(gè)站點(diǎn)的任務(wù)就是接收相鄰上一站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)發(fā)送到相鄰的下一個(gè)站點(diǎn)上。各站點(diǎn)之間可采用不同的傳輸媒介和不同的傳輸速度。在數(shù)據(jù)通信頻繁的場(chǎng)合，它的傳輸效率比較高。

鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，涂裝廠工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)采用環(huán)型結(jié)構(gòu)，但其存在一定的缺點(diǎn)：當(dāng)某個(gè)站點(diǎn)發(fā)生故障會(huì)阻塞信息通路，可靠性較差，節(jié)點(diǎn)較多時(shí)會(huì)影響傳送效率。本次出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障，導(dǎo)致涂裝電控設(shè)備、觸摸屏及中控室陷入癱瘓，經(jīng)過(guò)一步步分析排查，對(duì)所有硬件線路進(jìn)行了檢查，無(wú)法連接的設(shè)備更換端口，重新制作雙絞線接頭。將最終數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，方便后期監(jiān)控和維修。

[1]電氣控制與PLC應(yīng)用電子工業(yè)出版社

[2]涂裝廠工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)施工圖