在设备中使用PROFINET IRT时，对整个网络事先通过工程工具按照准确确定的顺序以最高精准度确定对过程数据的发送。总线周期开始时允许的最大偏差为1μs。在通信时没有等待时间。通过预先规划IRT部分并通过IRT硬件监控的方式，排除IRT通信部分被NRT干扰的情况。PROFITNET要求所有成员不再以3KByte/ms发送。但在IEEE 802.3中不存在该要求，反而有更多与该要求对立的扩展内容。现在这可能导致RT帧由于太长的等待队伍在网络元件中被丢弃，因为网络组件例如由于NRT通信的刚刚被传输的巨型帧而被封锁。然后无法再保持RT通信，从而无法再无故障地以正确顺序执行基本的自动化技术任务。为了诊断该问题提出以具有低优先级的包填充网络，从而让网络的负荷几乎为100％。这些包“识别”其路径并实现确定损失了多少和哪些数据包。通过进一步分析缺失的诊断数据包，可以检测有包损失的网络组件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
PROFINET(Process Field Network，过程现场网络)是用于自动化的Profibus(过程现场总线)&Profinet International(PI，国际的过程现场网络)的公开的工业以太网标准，能够实现实时以太网，并且实现现场总线系统的集成。它是一种目前广泛传播的、可实时的、用于传输过程数据的工业协议。人们在PROFINET IRT(Isochronous-Real-Time，同步实时)和RT(Real-Time，实时)之间进行区分。PROFINET IRT与RT相比提供强大的实时能力。PROFINET IRT通信由同步实时的通信部分和非实时的通信部分(NRT)组成。IRT部分是预先规划的，通过将时间间隙(Zeitschlitze)分配给不同发送器的方式。但是这个时间范围不会填满100％的可支配的时间范围(每个周期)。剩余部分可以用于NRT通讯。IRT通信此外还具有以下特征：以同等间隔的时间区间进行数据的传输。每个时间区间都被划分成IRT区间(IRT信道)和开放的区间(开放信道)。在每个时间区间的开始阶段都进行时间同步。IRT帧的特征是其在IRT信道内的时间位置。在IRT中借助精度透明时钟协议(Precision Transparent Clock Protocol(PTCP))或PTP(按照IEEE1588)来进行时间同步。为了确保时间要求而需要特殊的IRT开关。通过这种时间同步，所有的开关都得知开始通过IRT电报的时间点。在使用PROFINET IRT时，对于整个网络(所有的IRT成员)离线地事先通过使用的工程工具(例如由西门子公司提供的所谓的TIA门户网站)，按照准确确定的顺序以最高的精准度来确定对过程数据的发送。总线周期开始时允许的最大偏差为1μs。在进行通信时没有等待时间。对于配置最佳性能的数据传输，使用特殊的PROFINET IRT硬件预防措施，尤其是适用于支持周期同步的以太网控制器。通过预先规划IRT部分并且通过IRT硬件监控的方式，排除IRT通信部分被NRT干扰的情况。在不需要IRT通信的通信路段上，网络可以与标准网络组件组合，PROFINET RT不需要特殊的硬件作为前提。在这些通信路段上可以使用PROFINET RT通信。但是，由此也不会进行预先规划，因为前提是通过硬件监控时间偏移。PROFINET RT反而利用由IEEE 802.3定义的标准机制。由此使得PROFINET RT能够与标准以太网通信(NRT)和配属的硬件共处。RT通信与标准通信相比必须被优先传输，以便使得RT通信能够满足实时要求，当然这些要求不会像在IRT中那么多。这种优选通过利用以太网的优先级层(Prioritaetsebenen)实现。因为在PROFINET RT中RT和NRT通信之间的分隔不像在PROFINET IRT中那么有效，所以必须请求进行NRT通信，尽管这种请求不被IEEE 802.3所要求。PROFITNET要求所有的成员不再以3KByte/ms发送。但是，在IEEE 802.3中不存在这样的要求，反而有更多与这种请求对立的扩展内容，例如所谓的突发模式(Burst-Mode)传输或者巨型帧(Jumbo-Frames)，也就是非标准化的并且超大的帧。现在这可能导致RT帧由于太长的等待队伍而在网络元件中被丢弃，因为网络组件例如由于NRT通信的刚刚被传输的巨型帧而被封锁。然后就无法再保持RT通信，从而无法再无故障地按照正确顺序执行基本的自动化技术任务。在真实的网络中诊断这个问题是很困难的，因为网络中的诊断可行性(例如通过SNMP(简单网络管理协议))对此太迟缓。在这种情况下，在工业设备中构建用于传输实时数据的PROFINET RT网络。在设备使用寿命中，设备在维护的情况下扩展了用于经由VNC(虚拟网络计算)传输屏幕内容的组件。VNC是一种普遍公知的软件，该软件将远程计算机(服务器)的屏幕内容显示在本地的计算器(客户端)上，并且反过来将本地计算机的键盘及鼠标移动发送到远程的计算机。这就导致该设备偶尔地停机，其与用于客户的高成本关联。停机的原因是突发式地传输屏幕内容，这导致了在网络组件上RT帧的损失。高成本由此形成，因为诊断或寻找故障的起因被证明是困难并且缓慢的。为了找到起因，在运行期间在较长的时间内在网络中的不同的点上记录网络协议，并且完成SNMP分析。因为SNMP信息、例如数据包损失和带宽在较大的时间区间内周期性地被取平均值，所以导致出现的突发情况无法被感知到。其被多次记录所“抹掉”。借助网络记录工具、例如Wireshark和SNMP客户端，人们试图理解网络上的行为。PROFINET RT的扩展的要求无法通过系统(网络本身)被识别。此外，标准软件/硬件、例如VNC或者视频相机仅仅关注对标准以太网(IEEE 802.3)要求的遵守，但是不关注对IRT要求的遵守。迄今只有在设备的运营者感知到(设备停机)的情况下才发现并分析问题，以便消除差错或故障源。如果设备处于生产阶段，就不会有网络上的变化，除非加入了用于维护和诊断的附加设备。最高的成本不是由于问题的首次的一次性的出现造成的，反而更多地由于用于找到故障源的缓慢诊断造成的。
技术实现思路
因此，本专利技术目的是提供一种方法，该方法实现了尽可能快地确定故障源的位置。该目的通过一种根据权利要求1所述的方法得以实现。一种用于诊断数据网络中的传输故障的方法，其中，数据网络包括至少一个第一级的网络元件，其仅仅按照用于实现实时通信的数据传输标准、尤其是PROFINET RT标准来发送和/或接收数据包，并且包括第二级的网络元件，其不按照或者不仅仅按照用于实现实时通信的数据传输标准来发送和/或接收数据包，其中，诊断数据包针对目标地被引入到数据网络中，并且数据网络针对目标地以如下方式被诊断数据包填充，即使得数据网络的负荷量几乎达到100％。该目的此外还通过一种根据权利要求10所述的、用于执行根据权利要求1所述的方法的装置得以实现。因为在出现问题时，具有高的优先级的PROFINET RT包被丢弃，所以尤其是所有具有较低优先级的包也被丢弃。网络为了快速诊断而被最低优先级的包填充，也就是因此让网络几乎100％地负荷。这种填充有针对性地在许多成员之间发生。这些包“识别”其路径，并且包含一个计数器，该计数器针对每个发送的诊断数据包是明确的，并且因此实现确定损失了多少和哪些数据包。如果此时出现包损失，那么就可以在出现问题以后立即并且在不浪费更多时间的情况下确定存在问题。通过进一步分析缺失的诊断数据包，以有利的方式通过包含在诊断数据包中的计数器，可以完成对有包损失的网络组件的检测。如果已经找到多个故障点，就能够由此推导出有故障的诊断数据包经过的路径，至少是在第一个和最后一个开关(Switch)上，从而根据权利要求中的方法最终以高的安全性确定故障源。下面的实施例不能理解为局限性的，在这些实施例中，示例性地在伪代码中给出无线电交叉定位测量的分析方式：1初始化有故障的端口的量：S＝{本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于诊断数据网络(NET)中的传输故障的方法，其中，所述数据网络包括至少一个第一级的网络元件(SPS1，2，3，HMI1)，所述第一级的网络元件仅仅按照用于实现实时通信的数据传输标准、尤其是PROFINET RT标准来发送和/或接收数据包(DATA‑RT)，并且包括第二级的网络元件(PC，MES)，所述第二级的网络元件不按照或者不仅仅按照用于实现实时通信的数据传输标准来发送和/或接收数据包(DATA_NRT)，其特征在于，诊断数据包(D_DATA)针对目标地被引入到所述数据网络中，并且所述数据网络针对目标地以如下方式被所述诊断数据包(D_DATA)填充，即使得所述数据网络的负荷量几乎达到100％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于诊断数据网络(NET)中的传输故障的方法，其中，所述数据网络包括至少一个第一级的网络元件(SPS1，2，3，HMI1)，所述第一级的网络元件仅仅按照用于实现实时通信的数据传输标准、尤其是PROFINET RT标准来发送和/或接收数据包(DATA-RT)，并且包括第二级的网络元件(PC，MES)，所述第二级的网络元件不按照或者不仅仅按照用于实现实时通信的数据传输标准来发送和/或接收数据包(DATA_NRT)，其特征在于，诊断数据包(D_DATA)针对目标地被引入到所述数据网络中，并且所述数据网络针对目标地以如下方式被所述诊断数据包(D_DATA)填充，即使得所述数据网络的负荷量几乎达到100％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送以低的发送优先级为特征的所述诊断数据包(D_DATA)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了检测触发所述传输故障的网络组件(PG)，在接收到的所述诊断数据包(D_DATA)的基础上进行评估。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于检测触发所述传输故障的网络组件(PG)的评估在损失的所述诊断数据包(D_DATA)的基础上进行。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，为了进行评估，在所述诊断数据包(D_DATA)中包含具有相应明确的计数器的第一数据区域、具有起始地址的第二数据区域和具有目标地址的第三数据区域。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在检测触发所述传输故障的网络组件(PG)时，确定至少两个导致所述诊断数据包(D_DATA)损失的网络组件，推导出所述诊断数据包经过的路径。7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯文·克施鲍姆，马蒂亚斯·黑勒，弗兰克·福尔克曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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