發布日期：2022-07-14 點擊率：29
隨著工業4.0大數據應用規模的迅速增長，我們會遇到越來越多的數據風暴問題。
【問題描述】
某F&B行業大客戶的生產線控制系統采用Ethernet-IP工業以太網通訊。穩定運行兩年后的某一天，現場設備與PLC主站之間的Ethernet-IP數據交換，突然間全部斷線了!為什么會這樣?
【常規診斷】
檢查硬件：從宏觀與細節兩方面觀察測試，該Ethernet網絡結構架設都是正常的;
檢查軟件：Rockwell上位機控制的Logix程序與現場設備的參數設定都未發生過改動;
檢查固件：PLC上位機、現場設備、交換機的固件版本也都沒有改動。似乎一切都是OK的?
【深入診斷】
請注意故障現象是大批量以太網設備同時斷線。這就好像一個網吧里所有電腦突然全部斷網，那么有經驗的網管就知道了，問題一定出在這個網吧的交換機上，需要逐個排查交換機柜內的所有網絡端口。工業現場也是如此，這種問題也是鎖定在現場交換機上，而且網絡端口數量比計算機房交換機柜內的少很多，排查工作量更小。
但是這并不意味著情況就更簡單：因為仔細觀察現場的交換機，我們發現端口上不僅連接了工業現場設備，并且還連接了企業管理ERP數據網線。拔下ERP數據網線后再觀察，所有這些工業現場設備的Ethernet-IP通訊立即恢復正常，由此可斷定IT以太網域對工業以太網域造成了干擾，引發了網絡風暴。
【深入分析】
那為什么之前的兩年內沒有出現這樣的情況?這就要用發展的眼光看問題了。
兩年前該項目剛設計出來并調試的時候，基于成本控制的考慮，以及現場網絡簡單的實際情況，一個交換機混合兩種性質網絡進行數據交換的做法，那時候看起來是可行能用的。然而這種網絡構建方案其實是不規范的，因為正規的做法是配置兩個Ethernet-IP主站模塊，一個連接企業管理ERP交換機拓撲，另一個連接現場工業以太網設備交換機拓撲。
而設備投產兩年后發生網絡風暴的原因，很可能是由于：
1、工業以太網比IT以太網要求更高的實時性能，對于Ethernet數據波動更加敏感;
2、企業管理ERP系統發生變動而變復雜后，發送到生產現場的數據量增加，超出了該臺現場交換機的數據流量極限，造成數據波動，而實時性要求更高的Ethernet-IP通訊自然更早地受此影響而中斷了通訊。
【解決方案】
短期措施：由于企業管理ERP數據不參與生產系統的具體控制，為了應急可以先脫開ERP網線，進行離線生產，先確保產品能夠正常生產并出貨。
長期措施：1、升級現場交換機，換成更大容量的、Ethernet-IP專用的管理型交換機;2、在上位機PLC模組內再增加Ethernet-IP通訊模塊，把控制網絡分為外網與內網，外網用于企業級數據交換，內網用于實時工業以太網通訊。這樣能徹底隔開ERP信息網對現場工業以太網設備的影響。但是成本較高。
還有一種方案三有待實驗，如下圖所示，以 PROFINET IO 協議為例，常規以太網設備與工業以太網設備，不能接入同一個交換機上的端口;我們需要兩個管理型PROFINET專用交換機，并且將常規的以太網設備集中連接到靠近PLC的那個交換機端口上：
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