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WO2017021199A1 - Verfahren zur gesamtnetzwerkanalyse - Google Patents

Verfahren zur gesamtnetzwerkanalyse Download PDF

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Publication number
WO2017021199A1
WO2017021199A1 PCT/EP2016/067719 EP2016067719W WO2017021199A1 WO 2017021199 A1 WO2017021199 A1 WO 2017021199A1 EP 2016067719 W EP2016067719 W EP 2016067719W WO 2017021199 A1 WO2017021199 A1 WO 2017021199A1
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WO
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network
parameters
automation
defined amount
participant
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/067719
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel EIDMANN
Johannes Sprenger
Original Assignee
Endress+Hauser Process Solutions Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Endress+Hauser Process Solutions Ag filed Critical Endress+Hauser Process Solutions Ag
Publication of WO2017021199A1 publication Critical patent/WO2017021199A1/de

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/14—Network analysis or design
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0852—Delays
    • H04L43/087—Jitter

Definitions

  • the invention relates to a method for the overall network analysis of an industrial Ethernet-based automation network.
  • field devices are often used to detect and / or influence process variables.
  • Mass flow meters, pressure and temperature measuring devices, etc. which detect the corresponding process variables level, flow, pressure and temperature as sensors.
  • Pipe section or the level can be changed in a container.
  • field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information.
  • Industrial Ethernet represents an overriding factor, which includes all efforts to harness the Ethernet standard for the networking of devices used in industrial automation technology.
  • the term Industrial Ethernet thus includes, for example, EtherNet / IP, Modbus TCP, EtherCAT, PROFINET or Powerlink.
  • PROFINET and / or EtherNet / IP offer concepts for the diagnosis of the automation network.
  • field devices also referred to below as network subscribers, can send, for example via device alarms, diagnostic device information relating to the device state via the fieldbus.
  • diagnostic device information can be received and evaluated from any location via so-called supervisor stations, also referred to below as higher-level units.
  • PROFINET and EtherNet / IP the possibilities of diagnostics or analysis are limited to sections of the network. For example, at switches, network diagnostic information related to the network (e.g., data volume per port) may be queried or passed through
  • Diagnostic reports are performed on the switches protocol analysis (e.g., Wireshark). However, this diagnosis or analysis is limited locally to a subsegment of the EtherNet / IP or PROFINET network.
  • the invention is therefore based on the object to propose a method with which a diagnosis or analysis over a sub-segment of the entire network is also possible.
  • the object is achieved by a method for
  • Automation network preferably a PROFINET and / or
  • EtherNet / IP based automation network solved, with the Automation network at least one controller and at least one network participant, preferably several network participants, and the method comprises the following steps:
  • Network access point by means of the respective set of network parameters provided by all network subscribers.
  • the parameters to be understood as network parameters are those which relate exclusively to the diagnosis and / or communication between network users and the controller.
  • the network parameters differ from the
  • Device parameters that relate exclusively to the configuration of a single device or network participant.
  • making available in the context of the present application means making available (publishing) the network parameters by a network subscriber. This can be made accessible in the form that the network parameters, for example, via a notebook, laptop, smartphone, etc. from the corresponding
  • Network participants are readable to make them accessible to a service technician or display.
  • Network participants are readable to make them accessible to a service technician or display.
  • the term of the overall network analysis also includes in particular the analysis beyond a subsegment of the network.
  • Network participants keep a defined amount of network parameters ready, with all network participants the same defined amount
  • Network parameters or the same values to the network parameters stores.
  • access can be made to each of the respective defined set of network parameters made available in each of the network subscribers from each network access point of the network in order to enable overall network analysis.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the defined amount of network parameters at least one, preferably two, more preferably three of the following
  • Network parameter has:
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that to provide the defined amount of
  • Network parameters a network protocol is used.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a Simple Network Management Protocol (short form: SNMP) is used as the network protocol.
  • SNMP Simple Network Management Protocol
  • An alternative embodiment for this provides that a protocol is used as the network protocol, which has the ability to read data, in particular network parameters, distributed.
  • a database is used.
  • the embodiment provides that a database based on a Management Information Base (MIB) is used as the database.
  • MIB Management Information Base
  • FIG. 2 shows an exemplary representation of an automation network as the basis for the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a known from the prior art
  • Automation network for example, a PROFINET or EtherNet / IP based automation network 1.
  • This includes a controller 2, which controls the automation task, a supervisor 6, which a
  • FIG. 1 A possible network diagnosis in such an automation network 1 is always limited to a subsegment or a subarea of the network.
  • the supervisor 6 shown in FIG. 1 only sees the jitter, network load for the controller 2.
  • Other network areas are not seen or detected by the supervisor 6.
  • the supervisor 6 can not detect or locate a high network load occurring between the switches 3b.
  • a supervisor 6 would have to be implemented in each network connection, that is, for example, between the individual switches 3b, in order to be able to carry out an overall network analysis.
  • Fig. 2 shows an exemplary representation of a
  • Automation network 1 for the inventive method.
  • the structure is essentially the same as in FIG. 1. It is different, however, that now all network subscribers 3a, 3b, 3c and the controller 2 have a data memory 7 and in the data memory 7 a defined amount of network parameters 4 is stored (for reasons of clarity, in Fig. 2 only in some network subscribers the defined amount
  • Network parameters shown The network participants 3a, 3b, 3c and the controller 2 are connected to each other via a field bus 8, which has a corresponding protocol 9.
  • An advantageous protocol 9 has proven to be a Simple Network Management Protocol (SNMP). Furthermore, it has proved to be advantageous if for managing the defined amount of network parameters 4 in the respective
  • MIB2 management information base 2
  • Controller 2 starts the automation network 1 and all
  • Network subscribers (remote I / Os, switches, field devices) 3a, 3b, 3c are involved in the cyclic data exchange of the network.
  • each of the network participants 3a, 3b, 3c the defined amount of network parameters 4 is provided so that all network participants 3a, 3b, 3c hold the same defined amount of network parameters 4 in their respective data memories 7. This step can either take place in such a way that the values of the respective network parameter of the defined quantity 4 from the controller 2 into the respective ones
  • Network subscriber 3a, 3b, 3c is written down or that the respective network subscriber 3a, 3b, 3c, the values of the respective
  • Network parameters of the defined amount 4 independently determined based on collected information, for example, calculated.
  • Network parameters 4 may also have other network parameters or, for example, only one, or two, or three, the above network parameters. It is only important that the same or the same network parameters are provided in all network subscribers.
  • a supervisor 6 which may be connected to any network access point, can read all values of the defined set of network parameters 4 from all
  • Network participants 3a, 3b, 3c read in and, for example, an operator view. Furthermore, it can be provided that in the event that the supervisor has access to a higher-level system (not shown), which, for example, is located behind a firewall 10, the values of the defined set of network parameters 4 are also there
  • Diagnostic options such as jitter of the entire network, delay of the entire network, watchdog of the entire network,
  • Total network load network load in one or more sub-segments too.
  • an analysis of derived variables such as, for example, topology of the plant or the network can be done with cable length calculation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Verfahren zur Gesamtnetzwerkanalyse eines auf Industrial Ethernet basierenden Automatisierungsnetzwerkes (1), vorzugsweise ein PROFINET und/oder EtherNet/IP basiertes Automatisierungsnetzwerk (1), wobei das Automatisierungsnetzwerk (1) zumindest eine Steuerung (2) und wenigstens einen Netzwerkteilnehmer (3a, 3b, 3c), vorzugsweise mehrere Netzwerkteilnehmer (3a, 3b, 3c), aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen von jeweils einer definierten Menge an Netzwerkparametern (4), welche die Diagnose und/oder Kommunikation des Industrial Ethernet basierten Automatisierungsnetzwerks (1) betreffen, in allen Netzwerkteilnehmern (3a, 3b, 3c); Verfügbar machen der jeweiligen definierten Menge an Netzwerkparametern (4) durch jeden der Netzwerkteilnehmer (3a, 3b, 3c); Durchführen einer Gesamtnetzwerkanalyse an einem beliebigen Netzzugangspunkt (5) mittels der jeweiligen durch alle Netzwerteilnehmer (3a, 3b, 3c) zur Verfügung gestellten definierten Menge an Netzwerkparametern (4).

Description

Verfahren zur Gesamtnetzwerkanalyse
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gesamtnetzwerkanalyse eines auf Industrial Ethernet basierenden Automatisierungsnetzwerkes.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen.
Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte,
Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck bzw. Temperatur erfassen.
Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, z. B. Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem
Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann.
Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress+Hauser hergestellt und vertrieben.
Zunehmend werden etablierte Feldbusprotokolle wie Profibus oder Foundation Fieldbus durch Industrial Ethernet ersetzt. Hierbei stellt Industrial Ethernet einen Obergriff dar, welcher alle Bestrebungen, den Ethernet-Standard für die Vernetzung von Geräten, die in der industriellen Automatisierungstechnik eingesetzt werden, nutzbar zu machen, umfasst.
Unter den Begriff Industrial Ethernet fallen somit beispielsweise EtherNet/IP, Modbus TCP, EtherCAT, PROFINET oder Powerlink. Gerade PROFINET und/oder EtherNet/IP bieten Konzepte für die Diagnose des Automatisierungsnetzwerks an. So können Feldgeräte, im Folgenden auch als Netzwerteilnehmer bezeichnet, bspw. über Alarme Geräte- Diagnoseinformationen, welche sich auf den Gerätezustand beziehen, über den Feldbus versenden. Auch Tools, welche an Switche angeschlossen werden, bieten die Möglichkeit der Diagnose an. Diese Geräte- Diagnoseinformationen können von jedem Ort über sogenannte Supervisor- Stationen, im Folgenden auch als übergeordnete Einheiten bezeichnet, empfangen und ausgewertet werden.
Bei der Diagnose bzw. Analyse des Ethernet-Netzwerkes basierend auf dem Standard IEEE 802.3, welcher die Grundbasis der Kommunikation von
PROFINET und EtherNet/IP darstellt, sind die Möglichkeiten der Diagnose bzw. Analyse jedoch auf Teilstücke des Netzwerkes beschränkt. So können bspw. an Switches Netzwerk-Diagnoseinformationen, welche sich auf das Netzwerk beziehen (z.B. Datenvolumen je Port), abgefragt oder durch
Diagnosereports an den Switches Protokollanalysen (z.B. Wireshark) durchgeführt werden. Diese Diagnose bzw. Analyse ist jedoch örtlich auf ein Teilsegment des EtherNet/IP oder PROFINET-Netzwerkes begrenzt.
Eine Möglichkeit den Zustand des ganzen bzw. des gesamten Netzwerkes an jedem beliebigen Netzwerkpunkt abzugreifen, um Aufschluss über die Güte des Gesamtnetzwerkes und/oder Trendaussagen dieses betreffend zu erhalten, ist momentan nicht gegeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchem eine Diagnose bzw. Analyse über ein Teilsegment des gesamten Netzwerkes hinaus möglich ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur
Gesamtnetzwerkanalyse eines auf Industrial Ethernet basierenden
Automatisierungsnetzwerkes, vorzugsweise ein PROFINET und/oder
EtherNet/IP basiertes Automatisierungsnetzwerk gelöst, wobei das Automatisierungsnetzwerk zumindest eine Steuerung und wenigstens einen Netzwerkteilnehmer, vorzugsweise mehrere Netzwerkteilnehmer, aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen von jeweils einer definierten Menge an
Netzwerkparametern, welche die Diagnose und/oder Kommunikation des Industrial Ethernet basierten Automatisierungsnetzwerks betreffen, in allen Netzwerkteilnehmern;
- Verfügbar machen der jeweiligen definierten Menge an
Netzwerkparametern durch jeden der Netzwerkteilnehmer,
- Durchführen einer Gesamtnetzwerkanalyse an einem beliebigen
Netzzugangspunkt mittels der jeweiligen durch alle Netzwerteilnehmer zur Verfügung gestellten definierten Menge an Netzwerkparametern.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung sollen als Netzwerkparameter solche Parameter verstanden werden, die sich ausschließlich auf die Diagnose und/oder Kommunikation zwischen Netzwerkteilnehmern und Steuerung beziehen. Somit unterscheiden sich die Netzwerkparameter von den
Geräteparametern, welche sich ausschließlich auf die Konfiguration eines einzelnen Gerätes bzw. Netzwerkteilnehmers beziehen.
Weiterhin soll unter Bereitstellen das Herunterschreiben bzw. der Upload von Netzwerkparametern aus der Steuerung in einen Netzwerkteilnehmer und/oder das Berechnen eines Netzwerkparameters durch den
Netzwerkteilnehmer selbst verstanden werden.
Im Gegensatz hierzu soll unter verfügbar machen im Sinne der vorliegenden Anmeldung das zugänglich machen (Veröffentlichen) der Netzwerkparameter durch einen Netzwerkteilnehmer verstanden werden. Dieses zugänglich machen kann in der Form erfolgen, dass die Netzwerkparameter bspw. über ein Notebook, Laptop, Smartphone, etc. aus dem entsprechenden
Netzwerkteilnehmer auslesbar sind, um sie einem Servicetechniker zugänglich zu machen bzw. anzuzeigen. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist ferner unter dem Begriff
Gesamtnetzwerkanalyse die Möglichkeit den Zustand des ganzen bzw.
gesamten Netzwerkes zu analysieren bzw. zu diagnostizieren zu verstehen. Somit umfasst der Begriff der Gesamtnetzwerkanalyse insbesondere auch die Analyse über ein Teilsegment des Netzwerkes hinaus.
Erfindungsgemäß wird also eine definierte Menge an Netzwerkparametern, welche die Diagnose und/oder Kommunikation des Industrial Ethernet basierten Automatisierungsnetzwerkes betreffen, in allen Netzwerkteilnehmern vorgehalten bzw. gespeichert. Oder anders ausgedrückt, jeder
Netzwerkteilnehmer hält eine definierte Menge an Netzwerkparametern bereit, wobei alle Netzwerkteilnehmer dieselbe definierte Menge an
Netzwerkparametern bzw. dieselben Werte zu den Netzwerkparametern speichert. Auf diese Weise lässt sich bspw. mittels einer übergeordneten Einheit bzw. Supervisor-Station auf alle der jeweiligen definierten Menge an Netzwerkparametern, die in jedem der Netzwerkteilnehmer verfügbar gemacht werden, von jedem Netzzugangspunkt des Netzwerkes aus zugreifen, umso eine Gesamtnetzwerkanalyse zu ermöglichen.
Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren muss somit nicht mehr an mehreren Netzwerksegmenten eine Analyse bzw. Abfrage durchgeführt werde, um eine Gesamtnetzwerkanalyse zu erhalten, sondern es bedarf lediglich nur noch einer einzigen Abfrage, welche von einer beliebigen Stelle im Netzwerk aus erfolgen kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die definierte Menge an Netzwerkparametern zumindest einen, vorzugsweise zwei, besonders bevorzugt drei der folgenden
Netzwerkparameter aufweist:
- Watch-Dog-Faktor des jeweiligen Netzwerkteilnehmers,
- Jitter des jeweiligen Netzwerkteilnehmers,
- Delay des jeweiligen Netzwerkteilnehmers, oder
- Erzeugte Buslast des jeweiligen Netzwerkteilnehmers. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zum Bereitstellen der definierten Menge an
Netzwerkparametern ein Netzwerkprotokoll verwendet wird. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Netzwerkprotokoll ein Simple Network Management Protokoll (Kurzform: SNMP) verwendet wird.
Eine alternative Ausführungsform hierzu sieht vor, dass als Netzwerkprotokoll ein Protokoll verwendet wird, welches die Fähigkeit aufweist Daten, insbesondere Netzwerkparameter, verteilt auszulesen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zum Verfügbar machen der definierten Menge an
Netzwerkparametern eine Datenbank verwendet wird. Insbesondere sieht die Ausführungsform vor, dass als Datenbank eine auf einer Management Information Base (Kurzform: MIB) basierende Datenbank verwendet wird.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : ein aus dem Stand der Technik geläufiges Automatisierungsnetzwerk,
Fig. 2: eine exemplarische Darstellung eines Automatisierungsnetzwerks als Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren.
Fig. 1 zeigt ein aus dem Stand der Technik geläufiges
Automatisierungsnetzwerk 1 bspw. eine PROFINET oder EtherNet/IP basiertes Automatisierungsnetzwerk 1 . Dieses umfasst eine Steuerung 2, die die Automatisierungsaufgabe kontrolliert, ein Supervisor 6, welcher ein
Entwicklungs-Werkzeug darstellt, welches typischerweise auf einem Personal Computer (PC), einem Handy, etc. basiert und der Parametrierung und Diagnose dient, sowie ein oder mehrere Netzwerkteilnehmer 3. Als Netzwerteilnehmer sind in Fig. 1 exemplarisch zwei miteinander verbundene Remote I/Os 3a sowie mehrere Switches 3b, an denen wiederum diverse Feldgeräte 3c als Netzwerkteilnehmer hängen, dargestellt. Eine mögliche Netzwerkdiagnose in einem solchen Automatisierungsnetzwerk 1 ist immer auf ein Teilsegment bzw. einen Teilbereich des Netzwerkes beschränkt. So sieht bspw. der in Fig. 1 dargestellte Supervisor 6 nur den Jitter, Netzlast zur Steuerung 2 hin. Andere Netzwerkbereiche werden von dem Supervisor 6 nicht gesehen bzw. erfasst. Beispielsweise kann der Supervisor 6 eine zwischen den Switches 3b auftretende hohe Netzwerklast nicht erkennen bzw. lokalisieren. Hierfür müsste ein Supervisor 6 in jeder Netzwerkverbindung, also bspw. zwischen den einzelnen Switches 3b, implementiert werden, umso eine Gesamtnetzwerkanalyse durchführen zu können.
Fig. 2 zeigt eine exemplarische Darstellung eines
Automatisierungsnetzwerkes 1 für das erfindungsgemäße Verfahren. Der Aufbau ist dabei im Wesentlichen gleich wie in Fig. 1 . Unterschiedlich ist jedoch, dass nun alle Netzwerkteilnehmer 3a, 3b, 3c sowie die Steuerung 2 einen Datenspeicher 7 aufweisen und in dem Datenspeicher 7 eine definierte Menge an Netzwerkparametern 4 gespeichert wird (aus Übersichtsgründen ist in Fig. 2 nur in einigen Netzwerkteilnehmern die definierte Menge an
Netzwerkparametern dargestellt). Die Netzwerkteilnehmer 3a, 3b, 3c und die Steuerung 2 sind dabei über einen Feldbus 8, welcher ein entsprechendes Protokoll 9 aufweist, miteinander verbunden. Als ein vorteilhaftes Protokoll 9 hat sich ein Simple Network Management Protocol (kurz: SNMP) erwiesen. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Verwaltung der definierten Menge an Netzwerkparametern 4 in den jeweiligen
Netzwerkteilnehmern eine Management Information Base 2(kurz: MIB2) eingesetzt wird. Mittels eines Automatisierungsnetzwerks 1 , welches wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren gemäß
entsprechend den nachfolgenden Schritten durchführen:
1 . Steuerung 2 startet das Automatisierungsnetzwerk 1 und alle
Netzwerkteilnehmer (Remote I/Os, Switches, Feldgeräte) 3a, 3b, 3c sind an dem zyklischen Datenaustausch des Netzwerkes beteiligt.
2. In den Netzwerkteilnehmer 3a, 3b, 3c wird jeweils die definierte Menge an Netzwerkparametern 4 bereitgestellt, sodass alle Netzwerkteilnehmer 3a, 3b, 3c dieselbe definierte Menge an Netzwerkparameter 4 in ihren jeweiligen Datenspeichern 7 vorhalten. Dieser Schritt kann entweder so erfolgen, dass die Werte des jeweiligen Netzwerkparameters der definierten Menge 4 aus der Steuerung 2 in die jeweiligen
Netzwerkteilnehmer 3a, 3b, 3c heruntergeschrieben wird oder, dass der jeweilige Netzwerkteilnehmer 3a, 3b, 3c die Werte des jeweiligen
Netzwerkparameters der definierten Menge 4 anhand von gesammelten Informationen selbstständig ermittelt, bspw. berechnet.
Exemplarisch sind in Fig. 2 die folgenden Netzwerkparameter dargestellt:
- Watch-Dog-Faktor des jeweiligen Netzwerkteilnehmers,
- Jitter des jeweiligen Netzwerkteilnehmers,
- Delay des jeweiligen Netzwerkteilnehmers,
- erzeugte Buslast des jeweiligen Netzwerkteilnehmers.
Es versteht sich von selbst, dass die definierte Menge an
Netzwerkparametern 4 darüber hinaus noch weitere Netzwerkparameter aufweisen kann oder bspw. nur aus einem, oder zwei, oder drei, der obenstehenden Netzwerkparameter besteht. Wichtig ist nur, dass in allen Netzwerkteilnehmern der gleiche bzw. die gleichen Netzwerkparameter bereitgestellt wird bzw. werden.
3. Nachdem die Werte der jeweiligen Netzwerkparameter der definierten Menge 4 in allen Netzwerkteilnehmern 3a, 3b, 3c bereitgestellt wurden, können diese durch die entsprechenden Netzwerkteilnehmer 3a, 3b, 3c verfügbar gemacht werden. Beispielsweise kann ein Supervisor 6, der an einem beliebigen Netzzugangspunkt angeschlossen sein kann, sämtliche Werte der definierten Menge an Netzwerkparameter 4 von allen
Netzwerkteilnehmern 3a, 3b, 3c einlesen und bspw. einem Bediener anzeigen. Ferner kann vorgesehen sein, dass in dem Fall, dass der Supervisor Zugang zu einem übergeordneten System (nicht dargestellt) hat, welche sich bspw. hinter einer Firewall 10 befindet, die Werte der definierten Menge an Netzwerkparametern 4 auch diesem
übergeordneten System zugänglich macht.
Durch das Verfügbar machen der jeweiligen definierten Menge an Netzwerkparametern 4 lässt sich eine Gesamtnetzwerkanalyse durchführen. Somit kann eine Aussage bspw. über die Netzwerkgüte des Gesamtnetzwerkes von jedem Netzzugangspunkt aus getroffen werden. Die Analyse des gesamten Netzwerkes lässt dabei zahlreiche
Diagnosemöglichkeiten wie bspw. Jitter des Gesamtnetzwerkes, Delay des Gesamtnetzwerkes, Watch-Dog des Gesamtnetzwerkes,
Gesamtnetzlast, Netzlast in einem oder mehreren Teilsegmenten zu. Daneben kann auch eine Analyse von abgeleiteten Größen, wie bspw. Topologie der Anlage bzw. des Netzwerkes mit Kabellängenberechnung erfolgen.
Bezugszeichenliste
Automatisierungsnetzwerk
Steuerung
a Remote I/O als Netzwerkteilnehmerb Switch als Netzwerkteilnehmerc Feldgerät als Netzwerkteilnehmer
Definierte Menge an Netzwerkparametern
Netzzugangspunkt
Supervisor bzw. Supervisorstation
Datenspeicher
Feldbus
Protokoll
0 Firewall

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Gesamtnetzwerkanalyse eines auf Industrial Ethernet basierenden Automatisierungsnetzwerkes (1 ), vorzugsweise ein PROFINET und/oder EtherNet/IP basiertes Automatisierungsnetzwerk (1 ), wobei das Automatisierungsnetzwerk (1 ) zumindest eine Steuerung (2) und wenigstens einen Netzwerkteilnehmer (3a, 3b, 3c), vorzugsweise mehrere
Netzwerkteilnehmer (3a, 3b, 3c), aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen von jeweils einer definierten Menge an
Netzwerkparametern (4), welche die Diagnose und/oder
Kommunikation des Industrial Ethernet basierten
Automatisierungsnetzwerks (1 ) betreffen, in allen Netzwerkteilnehmern
(3a, 3b, 3c);
- Verfügbar machen der jeweiligen definierten Menge an
Netzwerkparametern (4) durch jeden der Netzwerkteilnehmer (3a, 3b, 3c),
- Durchführen einer Gesamtnetzwerkanalyse an einem beliebigen
Netzzugangspunkt (5) mittels der jeweiligen durch alle
Netzwerteilnehmer (3a, 3b, 3c) zur Verfügung gestellten definierten
Menge an Netzwerkparametern (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die definierte Menge an
Netzwerkparametern (4) zumindest einen, vorzugsweise zwei, besonders bevorzugt drei der folgenden Netzwerkparameter aufweist:
- Watch-Dog-Faktor des jeweiligen Netzwerkteilnehmers,
- Jitter des jeweiligen Netzwerkteilnehmers,
- Delay des jeweiligen Netzwerkteilnehmers, oder
- Erzeugte Buslast des jeweiligen Netzwerkteilnehmers.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Bereitstellen der definierten Menge an Netzwerkparametern (4) ein Netzwerkprotokoll verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei als Netzwerkprotokoll ein Simple Network Management Protokoll (Kurzform: SNMP) verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei als Netzwerkprotokoll ein Protokoll verwendet wird, welches die Fähigkeit aufweist Daten, insbesondere
Netzwerkparameter, verteilt auszulesen.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Verfügbar machen der definierten Menge an Netzwerkparametern (4) eine Datenbank verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei als Datenbank eine auf einer
Management Information Base (Kurzform: MIB) basierende Datenbank verwendet wird.
PCT/EP2016/067719 2015-08-05 2016-07-26 Verfahren zur gesamtnetzwerkanalyse WO2017021199A1 (de)

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