避坑指南！PROFINET十大常见错误有哪些？（下篇）

在上一篇文章中，我们回顾了 PROFINET 工程师常见的五个错误，以及如何避免这些陷阱。不过，PROFINET 的部署之路远不止这些。随着网络规模和复杂度的提升，更多隐藏的问题也随之浮出水面。无论您是刚起步的新手，还是经验丰富的技术专家，都有可能在不经意间踩中这些“雷区”。

在本篇文章中，我们将继续深入探讨 PROFINET 网络中的第 6 至第 10 个常见错误。希望通过真实案例和切实建议，帮助您进一步优化网络质量，减少故障风险。

错误 6：低估对 PROFINET 电缆进行认证的重要性

健康的电缆，健康的网络

电缆是任何 PROFINET 网络的神经系统。即使你的网络设计良好、安装得当，使用劣质电缆和连接器也终将导致网络中断，最终可能导致整个网络故障。

这就是为什么在执行电缆测试的同时，还必须优先进行电缆认证，尤其是在调试阶段。

尽早发现问题，而非事后补救

对电缆进行认证需要使用电缆认证仪，而标准电缆测试仪是不够的。测试仪虽然可以验证接线和连接是否正确，但它无法检测以下潜在的电缆问题：

• 长度错误
• 非法设备
• 节点配置错误
• 回波损耗
• 串扰
• 阻抗和衰减不足

在关键环节执行最高标准

与测试仪不同，电缆认证仪符合 ISO 和 TIA 的严格布线标准（最好的设备甚至可以测试网络流量）。这意味着它们可以验证你的电缆是否符合所有法规要求，例如带宽和频率。它们甚至可以添加你可能拥有的任何定制电缆的特性参数。

幸运的是，通常没有必要对网络中的每一根电缆都进行认证。重点关注你主要的 PROFINET 电缆。

由于这些电缆是永久性安装，并且在不关闭网络的情况下难以更换，它们正是最有可能导致非计划停机的部分。

您知道吗？

在所有行业中，平均每小时停机的成本是 260,000 美元。虽然电缆认证仪价格不菲（约 10,000 欧元），但从长远来看，通过预防停机，它们可以为你节省数千美元的成本，更不用说新布线和浪费的人工工时了。

这一点在新建网络时尤其重要，因为损坏、断裂或安装不当的电缆，是 PROFINET 现场造成停机的常见原因。

错误 7：使用交换机的监控端口进行被动监控

被动监控的重要性

本指南中已经多次提到主动监控，这是理所应当的，因为主动监控对于实时了解网络性能至关重要。

然而，在你进行故障排查时，被动监控可以作为主动监控的有力补充。事实上，如果你拥有一个关键网络，全天候 24/7 的被动监控绝对是必需的。

发现那些丢失的数据包

与主动监控不同，被动监控可以在特定时间段内提供实际用户数据，因此在检测丢包方面特别有效——即那些未能成功到达目的地的小型数据单元。

数据包丢失可能由于多种原因造成，例如连接不良或网络拥塞。

接入您的网络

以被动方式监听网络信息的最佳方法是使用 EtherTAP（流量接入点）。

这是一种带有两个端口的硬件设备，它允许你访问并监控你的数据，而不会干扰你的网络或丢失任何信息。

监控端口的局限性

那么，为什么不使用可管理交换机的监控端口来做被动监控呢？原因在于监控端口依赖于交换机本身的处理能力。

如果交换机在处理实时数据时无法应对高网络负载，就会影响监控端口的性能，从而损坏你正在分析的数据。数据包会被丢弃，端口镜像将无法正常工作（或断断续续地工作）。

终极解决方案

与监控端口不同，EtherTAP 是一种被动设备，它能够同时发送和接收数据流，从而消除数据包丢失的风险。它还可以在网络饱和时捕捉到线路上传输的全部内容。

您知道吗？

经验丰富的故障排查人员往往首先查看被动监控的结果。他们发现，在进行任何基于主动监控的数据（这通常是预测性数据）调整之前，先查看真实的网络问题非常有帮助。

被动监控覆盖了更多的性能数据和比主动监控更广泛的指标类型，因此它能提供大量有价值的分析数据。不仅能检测丢包，还包括循环时间、报警和抖动。

不确定该在哪里安装 TAP 吗？最好的位置是在 PLC 和第一台交换机之间。这个位置可以为你提供最真实的网络运行情况，因为所有数据都必须通过这两个点之间传输。

错误 8：没有任何空闲的网络端口

一个次优的情景

想象一下你的厨房只有三个电源插座：一个供你的冰箱使用，一个给自己使用，另一个给洗碗机使用。每当你想使用微波炉、烤面包机或洗衣机时，就不得不拔掉这三样电器中的一个。

问题是你总是记不住哪个电缆是连着冰箱的，所以你只能祈祷不要拔错电源，错误地断掉冰箱。这样显然不是最优方案，对吧？

不要逼自己做选择

同样的原则也适用于你的 PROFINET 网络。无论你是想进行某种监控，还是进行审计，你都不希望为了连接一个诊断工具而不得不拔掉网络中的某个设备。

尤其是当你不确定要拔掉哪根电缆时，因为你不知道它连接的是哪个设备。最好的情况下，你可能断开了一个设备；最糟的情况下，你可能导致一次计划外的停机。

始终保留一个或两个空闲端口

确保你总是至少保留一个用于诊断和测量的端口。如果能有两个那就更好了。这样一来，即使一个端口出现问题，你也还有备用。

真实案例

这本该是一次简单的一天审计，结果却变成了一场昂贵的两晚操作。不幸的是，工程师由于没有空闲端口，无法按计划进行审计。

唯一可以连接诊断工具到网络上的时间，是在现场的每日维护时间段内，也就是凌晨 3 点到 5 点之间。结果，公司不得不为额外的一天审计以及相关费用买单。

错误 9：在整个网络中使用非管理型交换机

故障时的备用方案

非管理型网络交换机价格低廉，易于使用，设备可以即插即用连接——那么，为什么它们不是你 PROFINET 网络的理想选择？因为它们不允许你监控、管理和配置网络设置。非管理型交换机仅仅是通过当前端口传递数据交换消息。这种基础功能对于小型、非关键性的网络来说是可以接受的，比如那些配置固定、只使用一两个交换机的网络。

然而，对于不能容忍停机的网络，例如电厂，你就需要在网络中构建一定的冗余机制。

管理型交换机 vs 非管理型交换机

如果你的网络某处出现故障，你当然不希望整个系统因此崩溃。

假设你有一个故障设备，而且不知道它连接到了哪个端口。非管理型交换机不会发出警报，也不会告诉你该设备连接到了哪个端口，并且无法对该错误采取任何措施。它只会停止工作。

而管理型交换机则足够智能，能够寻找另一条路径将信息送达目的地。这就保证了网络的可用性，并降低了通信故障的风险，同时也大幅减少了故障排查所需的时间。

更灵活，更安全

管理型交换机才是真正支撑你网络运行的骨干，因为它们能让你全面了解并诊断网络的健康状况。它们能让你：

• 将每个端口调整为你所需的任何设置，从而以多种方式监控并配置你的网络
• 优先处理不同的通道
• 将数据复制到另一个端口
• 自定义安全策略
• 使用 SNMP（简单网络管理协议）将网络配置数据传送至外部网络工程师，减少故障排查时间并提升设备运行时间

市面上有各种品牌和型号的交换机，从低端到高端不等。最适合 PROFINET 的管理型交换机内置了一个小型 PROFINET 设备，它能提供你所需的全部诊断数据。

您知道吗？

许多管理型交换机的制造商在出厂时会禁用 SNMP（简单网络管理协议）。因此，你很可能需要自己手动启用它。

错误 10：并非每个网络都配备以太网镜像设备

最大化你的 TAP 使用效率

使用 EtherTAP 来监控网络，是捕获实时性能数据最可靠的方法。然而，当你需要审计或维护 PROFINET 网络时，你不希望为了安装 EtherTAP 而断开连接或关闭网络。

更重要的是，如果你有多个非关键网络，你也不太可能在每个网络上都安装 EtherTAP。那样成本会非常高。

使用以太网镜像更轻松访问

在上述两种情况中，最便宜、问题最少的解决方案就是在每个网络中都安装 EtherMIRROR。这些被动式工业以太网测量点可以为你的 EtherTAP 提供便捷的网络访问，避免中断数据通信，也无需停机。

而且，与镜像端口不同，EtherMIRROR 不会给交换机的 CPU 造成额外负担，也不会在使用频繁的网络中导致数据包丢失。

让诊断像散步一样轻松

因为以太网镜像是被动设备，安装完成后无需做任何额外的操作。它们只是静静地待在那里，让数据通过它们流转。

当你需要访问被动监控数据时，只需将 EtherTAP 连接到 EtherMIRROR，就可以执行诊断操作。

真实案例

当某物流公司要进行网络审计时，前来的工程师需要一个空闲端口，以便将 EtherTAP 连接在 PLC 与交换机之间。

不幸的是，该公司不清楚哪些端口连接到了哪些设备。最终拔错了电缆，导致整个工厂意外停机。

这次事故发生后，该公司很快意识到几个关键问题：首先，必须清楚了解 PROFINET 网络的拓扑结构，确保每一个端口都能被准确识别；其次，在任何需要审计或维护的网络中，始终保留一个空闲端口是极其重要的；最后，为了避免再次出现断网风险，将 EtherMIRROR 安装在每一个网络中，是提高网络可维护性和稳定性的必然选择。