涂装厂工业以太网系统故障排查及解决办法

张莉，罗小让

陕西通家汽车股份有限公司， 陕西 宝鸡 722406

引言

目前随着网络信息化的快速发展，工业以太网已经普遍应用于汽车行业，用于监控汽车整个生产线设备的运行状态，本公司涂装厂工业以太网将涂装厂中控室服务器、客户机和所有电控设备连接起来，以便在中控室通过服务器和客户机对现场设备的运行状况进行实时监控，出现故障及时报警等，可以说它是涂装厂所有设备与中控室之间传递信息的桥梁。

1 工业以太网系统的整体布局

涂装厂工业以太网系统是由1台数据采集服务器, 2台客户机，1台打印机，1台UPS，6个交换机组成，其中1台数据采集服务器, 2台客户机，1台打印机，1台UPS分别设置在涂装二楼中控室内，6个交换机分别安装在5个网络机柜内（4、5交换机安装在4#机柜，6#交换机安装在5#机柜，其余对应），机柜设在涂装厂一楼机运1区，之间采用光纤连接，构成一个环型拓扑结构。每个交换机下端挂有不同设备，形成一个星型拓扑结构，各设备的主控柜MCP中安装CP343以太网模块和HMI，采用双绞线将以太网模块、HMI与交换机连接起来，服务器、客户机、交换机的电源均取自中控室配电柜，若断电，由1台UPS延长供电1小时，布局图如图1所示：

图1

各部分作用：

服务器：负责从PLC采集数据,发送到客户机1，并对各系统的PLC程序进行监控。

客户机1：运用Intouch 10.0软件，制作涂装厂中央监控系统PMC，见图2所示，对18个系统现场设备的运行状况进行实时监视（点击每一个系统会出现各个子画面），显示各系统的实时报警、报表和历史报警等，并根据系统查询需要，通过按钮进行查询。

客户机2：用于存放资料和连接打印机。

图2

2 工业以太网系统的故障现象及排查

2.1 故障现象

2012年7月16日，涂装厂中控室在监控过程中出现时有时无现象，具体故障现象为：

故障1：中控室客户机1中央监控系统（PMC系统）只能监控前处理及机运六区设备的运行状态，其它设备处于不可监控状态。

故障2：中控室总服务器只能对前处理和机运六区的PLC程序进行监控，其它设备的程序不能进行监控。

以上故障使得涂装厂设备处于不可监控状态，给维修人员排查问题、检修设备增加了很多不便。

2.2 故障排查

1) 在中控室总服务器和客户机1上分别对6个交换机和所有设备发送“PING”命令，运行命令显示无法连接。

2) 参考此系统的维护手册，针对故障1现象，重新启动客户机1，拔掉“硬件加密狗”，打开客户机1的前面板，按下 “白色按钮”，重新启动，然后合上其前面板，插上“硬件加密狗”。 等待5分钟后，重试PING”命令，运行命令仍显示无法连接。

3) 针对故障2现象，把中控室配电盒中，1#、2#、3#、4#、5#机柜电源空开断掉1分钟后，重新合上。等待5分钟后，重试PING”命令，运行命令仍显示无法连接。

4) 依次查看不能监控的所有设备控制柜内PLC电源、网线连接等情况 ，经检查，电气柜内PLC电源供电正常，以太网接口、HMI网线全部插好。

5) 依次查看各交换机、设备之间的线缆连接：

查看6个交换机之间的光缆连接

将6个交换机之间的光纤连接断开，单独连接1#、2#交换机，根据涂装厂IP地址分配表，在1#交换机上对2#交换机进行PING”命令，具体操作方法为：取一根网线，一头插在笔记本电脑上，另一头插在1#交换机的任意一个网口，笔记本电脑的IP地址设置与涂装厂设备的IP地址不能冲突，点击“开始”→“运行”，在输入框内输入：“cmd”， 进入“cmd”界面后，输入2#交换机的IP地址：“ping 192.168.127.6”，链接正常，同样在2#交换机上对1#交换机进行PING”命令，输入1#交换机的IP地址：“ping 192.168.127.5”，链接正常。用相同方法，依次连接3#、4#、5#和6#交换机的光纤，其互相之间任意进行“PING”命令，均连接正常，由此可判断主环路的链接正常。但程序和PMC上仍然只能显示监测前处理和机运六区。

查看6个交换机所带设备的双绞线连接

按照同样方法，对照图纸，在每一个交换机上分别对其所带设备进行ping命令，发现2#、4#、5#、6#交换机所带部分设备的端口无法连接，对所有无法连接的设备端口进行更换，更换后仍然无法连接的，重新制作双绞线接头，网络恢复正常。下表为故障设备变更清单。

表1 涂装设备变更清单

3 结束语

环型网络结构已广泛应用于各个领域，其特点是：结构简单、挂接或摘除节点容易、安装费用低。每个站点的任务就是接收相邻上一站点发送的数据，然后把数据发送到相邻的下一个站点上。各站点之间可采用不同的传输媒介和不同的传输速度。在数据通信频繁的场合，它的传输效率比较高。

鉴于以上优点，涂装厂工业以太网系统采用环型结构，但其存在一定的缺点：当某个站点发生故障会阻塞信息通路，可靠性较差，节点较多时会影响传送效率。本次出现的网络故障，导致涂装电控设备、触摸屏及中控室陷入瘫痪，经过一步步分析排查，对所有硬件线路进行了检查，无法连接的设备更换端口，重新制作双绞线接头。将最终数据进行备份，方便后期监控和维修。

[1]电气控制与PLC应用电子工业出版社

[2]涂装厂工业以太网系统施工图