标签: 工业通信

一、前言 传统路由器通过电缆或光纤线路访问Internet，在很多场景或区域下存在着很大的局限性，例如在行驶的火车上，在固定电话稀缺或没有其他接入方式的地区都是十分受限的。随着科技的发展，很多行业应用都需要具有更强大功能的路由器，此时蜂窝路由器的引入就发挥了极大的作用。 与标准路由器不同，蜂窝路由器可以通过蜂窝数据网络访问Internet，并且在连接到 Internet 时移动的能力是蜂窝宽带的主要优势 。蜂窝路由器在连接的 LAN 设备和企业数据中心等端点之间建立安全连接，将企业安全扩展到边缘解决方案， 允许企业或政府机构几乎在任何地方提供数据连接 。 二、 虹科M!DGE工业蜂窝路由器 虹科M!DGE工业蜂窝路由器主要用于关键基础设施的 SCADA系统和遥测应用，如电力和水利设施、石油和天然气行业。 由于M!DGE的多功能性，它也很适合于 POS、ATM、网络监控和安全/监视等对可靠性要求较高的应用场景 。 三、亮点优势 （1）串行SCADA协议 虹科M!DGE是一款工业级蜂窝路由器，非常适合在许多不同的无线应用中使用。作为SCADA通信的主要手段，虹科M!DGE通过特殊的软件驱动程序将串行SCADA协议地址映射到路由器 IP地址，并减少通过无线传输的数据量，支持DNP3, DF1, IEC101, Modbus RTU, PR2000, RDS, Siemens 3964(R), COMLI, SAIA S-bus, Mars-A, UNI, Async Link协议。 （2）高可靠性 侧面设计有2个用于Micro SIM的SIM卡槽，支持自动故障切换；通过IEC 61850-3, IEEE 1613认证，符合变电站要求。 （3）高安全性 提供权限管理控制功能，提供4个级别访问方式（访客、技术人员、安全技术工程师、管理员），每个级别支持无限个用户登录；支持IPsec协议，提供加密的端到端隧道模式，在隧道模式，整个IP数据包都经过加密和身份验证，然后封装到新IP数据包中。此外，虹科M!DGE配置有功能齐全的标准Linux防火墙（第2层– MAC,第3层– IP,第4层 – TCP/UDP, SMS筛选器）。 （4）接口类型丰富 含有1个SFP接口、4个千兆以太网口、1个RS232/RS485接口、1个USB、3个DI、3个DO、 1个DiffDI、2个天线接口以及5个终端服务器。虹科M!DGE还支持可选mPCle扩展模块，扩展第二个蜂窝模块、2个RS232接口、GPS等。 （5）管理与诊断 提供Web管理界面，用户通过输入设备IP地址进行登录，支持远程访问和固件升级。同时，虹科M!DGE提供嵌入式诊断，包含事件日志、技术包支持、数据统计、固件报警输出和输入等；提供事件功能，用户可以在管理页面中设置各个事件的严重性，某些事件可以生成 SNMP 通知并可以更改硬件报警输出（AO、DO1、DO2）的电平。事件还可以生成 SMS 通知发送到定义的电话号码。

  最为实用的Profibus故障诊断仪 “再也不能没有它（Profibus Tester）了” ——谢晓锋 广州虹科电子技术支持工程师         在Deckel Maho Pfronten（德国公司），每一台设备都必须带有合格的详细测试报告，报告内容必须包括总线物理层及通信层，才能够在工业现场正常地使用。而Softing公司的Profibus Tester 4在这一测试过程中扮演着一个至关重要的角色，它保证了设备的运行质量和故障的可探测性。         现代设备的高精度、高可靠性对于设备厂家来说是至关重要的，因为这是他们能够在竞争如此激烈的设备生产领域占有一席之地的资本。所有的设备厂家都知道坚持技术的创新是保持设备高质量和高可靠性的唯一途径，而目前的技术焦点在于现场总线技术。Deckel Maho Pfronten GmbH电气装配部门的部门经理Klaus Asen这么说到：“我们的客户中，特别是来自于汽车工业和设备供应行业的，他们都需要一些可以保证我们公司产品运行质量的证明。以往的做法仅仅就是在设备中加入一个信号示波器，而现在我们用的是Softing公司的Profibus Tester 4，它可以提供我们设备的各种详细信息。”       图1：Profibus Tester 4（BC-600-PB）是一款能够在运行过程中进行总线诊断的强大工具。它不单单能诊断总线，还能随意诊断各个设备，即使没有PLC运行，它也能轻松地完成诊断。 Profibus Tester是最顶级的诊断设备         在Deckel Maho Pfronten GmbH电气装配部门，Profibus Tester已经成为他们的设备和现场服务工程师不可或缺的一部分。一开始Klaus Asen并不觉得总线诊断工具对他们来说很容易上手，因为在还没使用Profibus Tester之前，市场上所有的诊断工具都需要文件配置并应用于特定的环境中，比如测试信号质量，扫描零散故障，或进行最终质量控制，但是Profibus Tester的出现彻底抹平了他的顾虑。他补充到：“Profibus Tester取得成功的因素在于它形象化地提供了现场设备的各种有效数据，而其他厂家的诊断工具仅仅只是以十六进制的格式去显示分析数据。我们最感兴趣的是Profibus Tester能够快速地反馈信号的质量，通过这种方式，我们可以直接得出造成故障的原因，比如是否存在失效的终端电阻，是否存在有缺陷的线缆，或是否存在不正确的连接方式等等。而且Profibus Tester精细的工艺设计更是其锦上添花之处。”另一个至关重要的方面在于Profibus Tester能够在诊断的过程中进行数据记录——可作为设备能够在总线系统中完整正常运行的质量凭证，或用于生成记录文件存放于设备文件资料中。   图2：Profibus Tester 4：信号测试，可存储示波器，协议分析，模拟主站 一个工具可满足所有的诊断         之前一个完整的总线诊断工具至少包含了两个独立的部分，分别用于物理层诊断和通信层面的分析。而现在仅仅一个Profibus Tester 4就包括了信号测量，可存储示波，模拟主站，协议分析等多种功能，这使得它完全可用于设备试车，系统验收，总线排故等。另外，Profibus Tester 4不仅可以手持使用，而且可以连接PC或笔记本并用Profibus Diagnostics Suite软件进行诊断。Klaus Asen还提到Profibus Tester使用起来非常容易上手，测试结果也清晰易懂。您只需一个按钮或点击一下鼠标就可以进行诊断，诊断的结果可以清楚直观地显示在自带的显示屏上，或显示在Profibus Diagnostics Suite软件上，即使使用者没有足够的经验也能够轻松地进行诊断。Profibus Tester 4连接上总线系统之后就可以自动地扫描波特率和开路电压。在手持方式下，Live Mode模式可以简单地实现总线诊断；在PC方式下，Profibus Diagnostics Suite软件提供了更多的选项用于分析和显示诊断结果。例如，Profibus Diagnostics Suite的状态栏可持续地指示当前总线的状态；利用Network Status功能可对总线进行快速诊断或自定义诊断；拓扑功能（Topology Scan)可反映整条总线和各个从站之间的线缆长度；趋势图功能（Trend Test)可及时发现和识别零散的故障。而对于更为专业的用户，Profibus Tester 4提供的示波器功能和报文帧分析功能允许用户进行更为彻底，更为细节的总线分析。 再也不能没有它（Profibus Tester）了        “我们不敢想像要是装配部门没有十二台Profibus Tester的话会是什么样子。我们利用这套工具进行设备的最终验收以保证设备处于完美的工作状态，而当试车过程中有问题出现时也能被及时地发现并解决，”Klaus Asen解释到“在大多数情况下，问题都是零散故障造成的，但一般不会立即导致设备故障，只有当这些故障持续一段时间之后就会导致设备的紧急停机并被断定为Profibus故障。在这种情况下，我们会把Profibus Tester连接到总线系统中实时检查所有Profibus设备的信号电平，一旦信号电平过低，说明一定有问题出现。”Klaus Asen还举了个例子：每一个被错误配置的设备都存在两个终端电阻，一个在内一个在外，这两个电阻造成的零散故障很难被立刻发现的。而Deckel Maho Pfronten GmbH的现场调试服务工程师只需简单地连接Profibus Tester到总线中就能够及时地发现那些信号水平比其它设备低的设备，然后再详细检查一下这些设备，就能快速地发现过剩的终端电阻并解决问题。 总结         Klaus Asen认为使用Profibus Tester 4最为关键的好处在于可以缩短查找总线故障的时间，使故障分析变得更加快速，从而大大节约了公司成本。他在总结与Softing公司的合作中说到：“Softing在各个方面都给他们留下了深刻的印象：从购买决策阶段的面对面演示再到后期的功能分析和广泛应用，他们都尽心尽力，并给我们的团队在评估解析转堵方面提供了专业的技术支持。”

在现代 工业现场中 ，设备 的 多样 性 和总线 的兼容性给我们 带 来 无限 的 可能 性和灵活性，但 同 时也 给 我们带 来 了诸多 的问题，如何 实现 两 协议完全不同的设备之间 的 正常通信成为 每 一个工程师不得不考虑的 首要问题 ，同时也附加了相应 的可靠 性、稳定性，经济性等问题。而我们喜闻乐见的 网 关 以 其灵活 多变 ， 稳定 可靠 ， 经济实惠的 特点 为我们提供了最 完美 的解决方案 ， 并在实际应用中 证实 了自己的强大性能。 本案例主 要介绍了如何 使用 NT50-DN-EN网关 实现  DeviceNet  与  PROFINET IO 这 两种不同总线协议之间的 转换。目的 是想让 作 为 PROFINET IO Controller 的西门 子 PLC 能够 控制作 为 DeviceNet   Slave 的图 尔克 IO 模块。因 为总线的结构要求总线中至少 要 有一个控制器，而 PROFINET 总线中已有 PLC 作为主站，所以 NT 50 作 为 PROFINET 中的 IO  Device ， 而 DeviceNet 总线 中只有图尔克的 IO 模块作为从站，所以 NT 50 必须 作为 DeviceNet 的 Master 作用。 也 就是说 NT 50 即 是 PLC 的从站，也是 IO 模块的主站 ，需要 注意的是 NT 50 作 为主站只能带动一个从站。 在安装 配置这套方案的 时候 首先应该明确 以 下几个 关键 问题。 1 、 PROFINET IO 组态下的 要 求 该网关NT 50 作 为 PROFINET IO Device ， 而 PLC作 为 PROFINET IO Controller ，所 以 NT 50 也 跟其它 IO Device 一样需要在 STEP7 中 完成组态 ，需要 注意的是 NT 50 下 带的模块的 IO 点 需要 跟 DeviceNet  IO 从站保持一致 。   2 、 DeviceNet 组态下的要求 NT50 作 为 DeviceNet Master ，图尔克IO模块 作 为 DeviceNet Slave ，所以需要把 IO模块 的 EDS 文件导入到 NT50 的 配置软件 SYCON.net 中 ，并 打 开 DeviceNet 网络组态，设置网络基本参数。   3 、 DeviceNet IO 从站的 要 求 Device Net IO 从站 自身的工作 方式决定了 最 为关键的地址映射 问题， 如果 地 址映射出现问题，那么通信不可能正常进行。所 以 ，正确配置地 址 映射的前提是明确 DeviceNet IO 从站的工作方式 并做 正确的配置 ， 所以必须 先 与 IO 从站 厂 家 明确这 些问题。而这一 IO 模块共 有 16 个 IO 点， 且 每个 IO 点即可作为 输入 ，也可作为输出 。而且它要 求我们必须 把 POLL 模式下 的 Consumption 设置 为 2 Bytes ， Production 设置 为 3 字节 ，即 3 in2out ， 才能让 IO模块 正常工作 。   4 、 NT  50 网 关的配置 要 求 NT 50 的 配置贯穿在整个方案的配置 过程 中 ，其 关键 点 在于 协议设置和固件的下载 。本 案例中 ， NT 50 作 为 PLC 的从站， 故 Port X3 设置 为 PROFINET  IO Device ； 而 NT 50 又 作为 IO 模块 的 主 站 ，故 Port X2 设置 为 DeviceNet  Master 。 最 后 一 部分也是最为关键的一步就是地址映射 ， 地 址 映射 是一一对应 的 。 若映射错误，会给 后续 的编程带来麻烦，通信也会 错误 。   在完成 所有配置并下载到 NT50网关 之后 ，我 们就可以进行硬件连接了，需要注意的是 必须 给 DN 口 外 接 24 V 电源 ， 而原来用于下载配置的网口连接到 PLC 上 。实物 图及 DN 口 引脚 图如下 。   通过 LED 的显示状态，也可以诊断出当前 IO 模块与 网关 的 运行 状态 ，并 采取 相应的 应对 措施。   写 在最后 ，网关作为一个解决工业通信的方案，无论是赫优讯的，还是菲尼克斯，还是其它牌子的，配置的过程和注意事项也都是大同小异的。 工业 通信网关 能够 简单有效地 实现两 种 工业 通讯 协议 的 转换， 无论 是简单的 串行 通讯 ， 传统 的 现场 总线 还 是 众 多的 实时 以太 网 协议 ， 工业网关都 提供 了一个 共同的 平台 ， 用以进行任何两种 工业 自动 化 通讯协议的 透明 转换 。这 对于 需要工厂 改造，系统升级 的 用户来说，是 非常 便利的，因为他们 可以 在无需 更换 既有的 已经 被验证的 现场设备的 前提下 实现 新 旧 设备 之间 的 通讯 。

“棱镜”折射国家通信安全危机，振兴民族工业通信在行动       “棱镜”事件再次引发人们对国家通信安全的关注，发达国家利用先进的通信设备“入侵”国内电信、通信、网络等关键领域，中国民族通信企业使命重大。 　　八十年代末，华为、中兴承载着振兴民族通信的信念，成为中国第一批国内通信设备提供商，在保障国家通信安全上发挥了关键作用，也向世界树立了民族通信企业的光辉典范。 　　目前，据中科院公布一份报告显示，在我国电网、交通、自动化、安防、煤矿等关键工业通信领域欧、美、日通信设备占有率超过七成，并且占据高端地位，这对我们经济、国家安全非常不利。 　　本世纪初，以东土、三旺通信为代表，秉承创建民族工业通信的新使命，成为中国第一批国内高端工业级通信设备专业提供商的典范。 　　三旺通信作为国内民族工业通信佼佼者，倾力打造民族工业通信领军品牌，始终牢记使命，关注国家工业通信安全，以技术创新为导向，掌握核心技术，在电网、交通、自动化、安防、煤矿等领域全面扩张，在保障国家工业通信安全意义深远。 了解民族工业通信、支持民族工业通信企业成长是你我共同的责任，诚邀您为我们投上宝贵的一票，请转发给你的亲朋，我们为您的行动支持表示真诚感谢。 　　　 　　您想为“中国创造”架设保护伞尽一份力吗？你想支持民族工业通信企业吗？请转发本消息，用行动证明。 　　　 　　支持民族工业通信品牌，期盼您参与，请仔细阅读投票规则! 活动详情页： http://www.3onedata.com.cn/tp/pinpai.html