BANY PN IO Siemens

Область применения

BANY PN IO является инструментом анализа сетей Ethernet / PROFINET. Он содержит аппаратные компоненты и приложение Windows, которые поддерживают коммуникационный обмен данными через Ethernet. Управление аппаратурой и настройку ее параметров выполняет приложение Windows (триггеры, фильтры, пуск, стоп и т.д.). Это же приложение загружает зарегистрированные и статистические данные, отображает и сохраняет их на компьютере, используемом для анализа работы сети.

Множество функций BANY PN IO поддерживается индивидуальными модулями. Модульная структура позволяет выполнять целевую локализацию источников ошибок и выявлять слабые места задолго до возникновения проблем. Набор доступных модулей:

• Frame recording для прецизионной регистрации фреймов Ethernet / PROFINET.
• PROFINET analysis для автоматического обнаружения всех связанных сетевых параметров (количества фреймов, цикла шины и т.д.) в интерактивном режиме и реальном масштабе времени и отображать их в табличном или графическом виде.
• Online value tracking позволяет извлекать и регистрировать любые переменные и значения из трафика обмена данными с партнером по связи.
• Генератор пакетов (packet generator) позволяет использовать в сети Ethernet сохраненные или сформированные последовательности фреймов и выполнять автоматическое измерение параметров реакции сети на их прохождение.
• Управление всеми функциями выполняется с помощью скриптов или дистанционно через интерфейс Ethernet, TCP.

Обзор

• Анализатор сети BANY PN IO.
• Содержит программные и аппаратные компоненты. 
• Расширение памяти через USB.
• Регистрация сообщений с разрешением 10 нс.
• Автоматический анализ сети PROFINET.
• Интерактивное отслеживание величин.
• Генератор пакетов данных с анализом обратной связи.
• Интерфейс управления с использованием скриптов или TCP команд.

Дизайн

• Корпус для установки на стандартную профильную шину DIN. Работа с естественным охлаждением. 
• Внешнее напряжение питания 24 В.
• Четыре независимых интерфейса RJ45 для выполнения операций анализа и подключения к сети Ethernet.
• Один интерфейс RJ45 для подключения модуля к главному компьютеру через Ethernet.
• Внутреняя память объемом 2 Гбайт. Может использоваться в режиме кольцевого буфера.
• Бинарные аппаратные входы и выходы (могут использоваться для фиксации входных и выходных сигналов).
• Интерфейс USB для подключения внешнего носителя данных. 

Версии продукта

Стандартная версия: 
Включает модули frame recording и PROFINET analysis.

Версия Premium: 
Включает модули frame recording, PROFINET analysis, online value tracking и packet generator.

Опция управления с помощью скриптов или с помощью приложения доступна для всех версий продукта.

Функции

Управление всеми функциями BANY PN IO выполняет программа "BANYscope", включенная в комплект поставки. Приложение Windows подключается к модулю BANYsys через Ethernet. Для этого может использоваться непосредственное подключение, подключение через сеть или через VPN туннель.

Четыре порта анализатора могут использоваться всеми функциональными модулями, но не одновременно. Они должны быть включены и подчинены соответствующему модулю.

После настройки параметров и запуска соответствующей функции анализа соединение между BANY PN IO и "BANYScope" может быть отключено. Модуль работает автономно.

Модуль frame recording поддерживает комфортабельные опции регистрации процессов обмена данными через Ethernet соединения на скоростях 10/ 100/ 1000 Мбит/с.
BANY PN IO использует технологию FPGA для безошибочной регистрации всех данных с разрешением 10 нс. Даже плохие кадры не удаляются автоматически. Они могут быть сохранены и подвергнуты дальнейшему анализу.
Черыре порта регистрации могут использоваться независимо друг от друга. Если для мониторинга кадров вместо концентратора или зеркального коммутируемого порта используется тестовая точка доступа (TAP – Test Access Point), то появляется возможность соединения портов. Т.е., объединять свои потоки данных, выполнять их сохранение и оценку.
Для обеспечения эффективной регистрации данных можно использовать свободно программируемые триггеры и фильтры. Помимо стандартных фильтров и функций (адреса, протоколы и шаблоны) можно использовать и специальные функции, способные фиксировать тайм-ауты и плохие кадры (ошибка контрольной суммы, ошибка размера и т.д.). Встроенные аппаратные входы могут использоваться для фиксации данных в моменты поступления входных сигналов.
Данные сохраняются в оперативной памяти емкостью 2 Гбайт, которая может использоваться как кольцевой буфер. В конце регистрации данные передаются на сохранение в компьютер через Ethernet или на внешний носитель через USB. 
При необходимости сохранения больших объемов данных данные могут передаваться на компьютер во время их регистрации. Все кадры сохраняются в файле в формате "pcap" и могут быть загружены, например, в Wireshark.

Модуль PROFINET analysis автоматически обнаруживает все наиболее важные параметры сети PROFINET. BANY PN IO анализирует трафик обмена данными в реальном масштабе времени, определяет типы кадров, время цикла и множество других важных характеристик сети.
Во время анализа все узлы PROFINET, перечисленные в таблице. Для каждого узла выполняется циклическое обновление и отображение следующей информации:
PROFINET класс, количество отправленных/ принятых пакетов, желаемое время цикла, минимальное/ максимальное время цикла, минимальное/ максимальное отклонение времени цикла.

Количество кадров, пересылаемых каждым узлом в единицу времени, может быть отображено в виде временной диаграммы. Этот график позволяет наглядно иллюстрирует, насколько четко выдерживается время цикла соответствующего компонента  PROFINET.

В ходе анализа сети PROFINET IRT важна не только информация о выдерживании времен циклов отдельными компонентами, но и время смещения отправки в рамках цикла. Т.е., поведение компонентов при взаимодействии с другими партнерами по связи. Смещения в рамках цикла могут отображаться в виде графиков кривых, позволяющих анализировать качество работы всей сети и распределение интервалов между ее узлами.

Модуль online value tracking использует интуитивно понятную структуру меню фильтров для извлечения необходимых данных из передаваемых кадров и регистрацию этих данных. Он не регистрирует кадры целиком. Регистрации подлежат только отдельные параметры, передаваемые соответствующими компонентами через PROFINET.
Это позволяет, например, производить считывание текущих значений уставок контроллера, скорости вращения двигателя и т.д. непосредственно из сети PROFINET и сохранять полученные значения с отметками времени (разрешение 10 нс). Накопленная информация может отображаться в табличной или графической форме для анализа характера изменения данных параметров в реальном масштабе времени.

Специальные фильтры позволяют выбирать нужные значения, адреса узлов, позицию байта в кадре и количество считываемых байтов. Размер переменной ограничен 8 байтами. Допускается использование переменных всех форматов (бинарный, целочисленный, аналоговый, ...).
Одновременно может регистрироваться до 4 переменных. Ограничений на время регистрации не существует.

Модуль packet generator позволяет отправлять в сеть Ethernet кадры любых типов. Для выполнения этих операций могут использоваться все четыре порта анализатора независимо друг от друга. При необходимости порты могут соединяться в пары приемника/ передатчика, что позволяет считывать и проверять отправляемые кадры.
Кадры, которые нужно передать, загружаются в модуль в виде файлов формата "pcap". Эти кадры могут быть сгенерированы и отправлены в сеть или открыты pcap редактором для формирования новых кадров.
Каждый порт имеет собственное меню для настройки своих параметров. С помощью этих настроек пакеты данных могут передаваться:

• циклически; 
• с фиксированной процентной нагрузкой на сеть;
• с заданным количеством повторений;
• в течение заданного времени и т.д.

В конце выполнения необходимых действий выводятся статистические данные по наиболее важным параметрам сети (сетевая нагрузка, продолжительность и т.д.).

Все перечисленные выше модули могут управляться скриптами. Для реализации этих процессов все выполняемые пользователем действия регистрируются во встроенном скрипте window. Скрипт может быть сохранен, отредактирован и передан в BANYscope по соответствующему вызову. После загрузки выполняются все инструкции скрипта. Это позволяет выполнять автоматически определенные тестовые последовательности. В руководстве по продукту приведен обзор всех команд, которые могут использоваться в скриптах.
Альтернативно команды скрипта могут быть переданы в BANYscope другим приложением через удаленный интерфейс (через TCP/IP). При использовании интерфейса TCP приложение может находиться на другом компьютере, подключенном к той же сети, что и компьютер с BANYscope. В комплект поставки продукта включено несколько примеров скриптов, написанных на языке C#.

Особенности

• Непосредственный и немедленный интерактивный анализ в реальном масштабе времени, точное определение качества сети.
• Регистрация на всех скоростях без потери данных с присвоением отметок времени на аппаратном уровне.
• При анализе и мониторинге компонентов PROFINET существует возможность проверки структуры фреймов, их времени и синхронизации.
• Быстрый анализ ошибок в сетях с компонентами различных производителей снижает время простоя и повышает производительность предприятия.
• Активные измерения в сети с использованием генератора пакетов данных: считывание последовательности пакетов, измерение времен задержки, оценка реакции сети.
• Простое автоматическое повторение тестов с использованием скриптов.