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    張龍（1974—）
男，1996年畢業(yè)于北京理工大學(xué)自動(dòng)控制專業(yè)，研究方向?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)。

    7.1  緒論

    在工業(yè)以太網(wǎng)的安裝和運(yùn)行中，需要有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理軟件對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行組態(tài)和監(jiān)控。菲尼克斯公司提供了Factory Manager軟件對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。

    Factory Manager是可視化的網(wǎng)絡(luò)管理工具，用于控制環(huán)境中工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備的組態(tài)和診斷，可運(yùn)行在Windows 95/98/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)中。Factory Manager軟件集成了Network Spy；集成了BootP Server；集成了TFTP Server進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的固件（Firmware）升級(jí)；可啟動(dòng)PCWORX或Diag+軟件。另外，還可將配置文件（*.ncf）導(dǎo)入到附加的“FL IO Configurator”和“SNMP OPC Configurator”軟件。

    在對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行組態(tài)時(shí)，F(xiàn)actory Manager可以集中地對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置，對(duì)設(shè)備IP地址和其它組態(tài)參數(shù)進(jìn)行管理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行快速啟動(dòng)、維護(hù)、故障排除和長(zhǎng)時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控。在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)過(guò)程中，系統(tǒng)同時(shí)也建立了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，可用于網(wǎng)絡(luò)管理中后續(xù)工作，如組態(tài)、操作和診斷，這樣，既節(jié)省了時(shí)間，并杜絕了數(shù)據(jù)不一致所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。

    7.2 Factory Manager的功能

    7.2.1 IP地址的分配

    通過(guò)Factory Manager軟件可以為以太網(wǎng)設(shè)備分配IP地址。Factory Manager軟件提供多種分配IP參數(shù)的方式，這里只介紹其中的一種。

    一旦點(diǎn)擊“添加”，設(shè)備就被添加到項(xiàng)目中，并顯示為不可用，模塊必須進(jìn)行重啟或復(fù)位。重啟后，模塊重新發(fā)送BootP請(qǐng)求，并從Factory Manager接收到相應(yīng)的BootP應(yīng)答。一旦引導(dǎo)過(guò)程完成，則模塊就顯示為可用。圖3所示是通過(guò)Ethernet對(duì)模塊MMS進(jìn)行地址設(shè)置示意圖。
     

　　圖3   模塊IP地址的設(shè)置

    如果MMS仍顯示為“不可用”，則檢查網(wǎng)卡設(shè)置。請(qǐng)注意這兩個(gè)設(shè)備必須位于相同的網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)中。由于BootP請(qǐng)求作為廣播發(fā)送能跨越網(wǎng)絡(luò)邊界，因此，如果Factory Manager接收到BootP請(qǐng)求，但這并不意味著這些設(shè)備全部位于同一個(gè)子網(wǎng)中。

    Factory Manager軟件設(shè)置IP地址的功能，同時(shí)也集成在菲尼克斯PCWORX控制軟件中。另外，也可以采用免費(fèi)的IPAssign工具設(shè)置菲尼克斯以太網(wǎng)設(shè)備的IP地址。

    7.2.2 組態(tài)與診斷

    Factory Manager提供了基于SNMP網(wǎng)絡(luò)管理和診斷功能，應(yīng)用簡(jiǎn)單方便。Factory Manager的診斷功能支持所有的菲尼克斯工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品Factory Line系列，同時(shí)也支持設(shè)備單個(gè)端口的診斷，能隨時(shí)檢查網(wǎng)絡(luò)連接完好，設(shè)備操作模式以及數(shù)據(jù)傳輸速度。特別是對(duì)FL SWITCH工業(yè)以太網(wǎng)模塊，系統(tǒng)能夠?qū)NMP診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)價(jià)，能精確檢測(cè)出數(shù)據(jù)包的發(fā)送數(shù)量和錯(cuò)誤類型，以及錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包的數(shù)量和類型，并反映出它們的分布。由此，甚為關(guān)鍵的設(shè)備狀態(tài)可以在設(shè)備出現(xiàn)故障前就能檢測(cè)出來(lái)。Factory Manager能檢測(cè)出含有冗余選項(xiàng)任務(wù)（冗余管理器或備用模式）的設(shè)備，并標(biāo)識(shí)成冗余功能，系統(tǒng)能檢查出該冗余選項(xiàng)（如電源或數(shù)據(jù)傳輸）是否有效。

    在Factory Manager中，設(shè)備屬性中提供了常規(guī)（General）、系統(tǒng)（System）、診斷（Diagnostics）、端口（Ports）、陷阱目標(biāo)（Trap Targets）、固件（Firmware）、更新（Update）、選項(xiàng)（Options）、擴(kuò)展選項(xiàng)（Extended Options）和配置（Configuration）選項(xiàng)。

    常規(guī)：用戶可以查看或修改設(shè)備的名稱和類型，以及IP參數(shù)；必須注意的是，當(dāng)設(shè)備IP地址修改后，必須對(duì)模塊進(jìn)行復(fù)位或重啟才能生效。

    系統(tǒng)：用戶可以對(duì)設(shè)備添加附加信息，并保存在設(shè)備中。這些信息也可經(jīng)SNMP和WBM得到。

    診斷：顯示設(shè)備狀態(tài)和冗余信息。設(shè)備的所有信息都將在消息欄中顯示。

    端口：顯示設(shè)備的全面信息。如：從接口類型和狀態(tài)，到傳輸數(shù)據(jù)到端口層。所有的信息都將自動(dòng)創(chuàng)建和更新。

    陷阱目標(biāo)：顯示或設(shè)置陷阱目標(biāo)，并可使“發(fā)送陷阱”功能激活或失效。點(diǎn)擊“設(shè)定默認(rèn)值”，則自動(dòng)將安裝了Factory Manger的計(jì)算機(jī)的IP地址作為陷阱目標(biāo)激活。

    固件：用戶可以瀏覽到所有有關(guān)當(dāng)前設(shè)備軟件（固件）的信息，也可以使用Factory Manager更新此軟件/固件。Factory Manager是通過(guò)TFTP下載固件的。當(dāng)點(diǎn)擊“更新”時(shí)，將出現(xiàn)一個(gè)窗口，顯示了所使用固件的信息。

    在固件更新時(shí)，在模塊顯示屏上顯示當(dāng)前狀態(tài)。具體如下：

    03-通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載固件；

    04-保存固件于MMS閃存中；

    05-新的固件被成功保存。

    顯示消失。

    bo—引導(dǎo)設(shè)備，并在RAM中加載新固件。

    固件更新后，自動(dòng)執(zhí)行復(fù)位，并激活新固件。

    更新：通過(guò)TFTP（TFTP固件更新）固件更新。

    選項(xiàng)：有兩個(gè)功能可供選擇：激活/取消激活web服務(wù)器和配置端口鏡像功能。如果源端口和目的端口的值設(shè)為相同，則端口鏡像將被禁用。而在相關(guān)多播組中輸入目的端口，以使在設(shè)定的目的端口中接收到多播數(shù)據(jù)包。

    擴(kuò)展選項(xiàng)：這里通過(guò)選擇菜單，直接進(jìn)入web接口。

    配置：提供了保存或裝載配置的各種選項(xiàng)。

    7.2.3 其它

    網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和診斷信息可以集成到系統(tǒng)的操作和SCADA系統(tǒng)中。網(wǎng)絡(luò)中（例如交換機(jī)）傳遞來(lái)的SNMP消息可以很方便地轉(zhuǎn)換為OPC，從而在可視化軟件中實(shí)時(shí)反映出來(lái)，并可在遠(yuǎn)程監(jiān)控。

    Factory Manager有機(jī)與診斷軟件Diag+有機(jī)地集成在一起，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的診斷。同時(shí)它也能集成I/O配置軟件（Factory Line I/O Configurator），用于啟動(dòng)FL IL 24 BK（-B）總線耦合器，如圖5所示。FL IL 24 BK（-B）是菲尼克斯提供的帶有以太網(wǎng)接口的總線耦合器，用于將菲尼克斯INLINE系列I/O模塊耦合到工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)中，通過(guò)OPC或者DDI的方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與以太網(wǎng)I/O子站的數(shù)據(jù)通信。

    總之，F(xiàn)actory Manager能有效地對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行管理，其功能可以歸納成表1。

    表1  Factory Manager網(wǎng)絡(luò)管理功能和性能特征：
 

　　圖5   I/O配置軟件（Factory Line I/O Configurator）

    7.3 FL SNMP OPC網(wǎng)關(guān)

    在工業(yè)控制領(lǐng)域，一提到網(wǎng)絡(luò)管理，通常是指SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）。實(shí)際上，所有的智能以太網(wǎng)設(shè)備，如菲尼克斯所提供的Factory Line組件，都具有SNMP智能體（Agent）。智能體的功能是一直對(duì)設(shè)備以及相連接的網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的信息進(jìn)行采集，采集到的這些信息可以在適當(dāng)?shù)墓芾硐到y(tǒng)中進(jìn)行處理，但是這些系統(tǒng)往往會(huì)因?yàn)槠涑杀景嘿F而不適合應(yīng)用于諸多的自動(dòng)化應(yīng)用中。

    FL SNMP OPC網(wǎng)關(guān)可用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，它將基于OPC的HMI/SCADA系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功能完全且成本合理的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，如圖6所示，該網(wǎng)關(guān)將SNMP智能體所采集的信息透明地提供給HMI/SCADA系統(tǒng)，如圖7所示。

    在SNMP OPC網(wǎng)關(guān)中，一個(gè)核心是設(shè)備規(guī)范。所謂設(shè)備規(guī)范，它定義了OPC客戶端所能訪問(wèn)的設(shè)備信息。所有的Factory Line設(shè)備都提供了預(yù)定義的設(shè)備規(guī)范，因此，可以通過(guò)OPC就能訪問(wèn)得到完整的設(shè)備信息。此外，SNMP OPC網(wǎng)關(guān)也可以與SNMP兼容的設(shè)備進(jìn)行通信，為此，對(duì)其它廠商的工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備，只需簡(jiǎn)單地在網(wǎng)關(guān)中裝載制造商專用的數(shù)據(jù)庫(kù)（MIB），用戶友好的MIB瀏覽器可用來(lái)快速創(chuàng)建或修改相關(guān)的設(shè)備規(guī)范。

圖6   SNMP OPC網(wǎng)關(guān)



圖7   FL SNMP OPC網(wǎng)關(guān)的工作過(guò)程