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实时监测EPA网络的利用率,网络的传输性能、整个EPA网络上的设备上线情况,并根据网络上的设备声明报文,对EPA网络上的设备进行性能分析。
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说 明 书
便携式工业以太网协议分析与现场测试仪
技术领域
本发明涉及通信技术、计算机技术和自动控制技术,具体是一种
应用于工业控制网络的产品。
背景技术
在国家标准――《用于工业测量与控制系统的 EPA(Ethernet
for plant automation)系统结构和通信标准》(简称“ EPA 标
准”)的基础上形成的 65C/357/NP 以 95.8%的得票率被国际电工
委员会 IEC 发布为 IEC/PAS 62409,作为第十四类型列入实时以太
网国际标准 IEC 61748-2,也将作为第十四类型列入现场总线国际
标准 IEC 61158(第四修订版)。目前,基于 EPA 标准的产品正在
越来越多地被应用于工程实际,而对 EPA 网络的分析、EPA 网络设
备现场安装调试以及对 EPA 相关产品的测试都还处于起步阶段。正
是基于此点考虑,我们研制了便携式 EPA 协议分析与现场调校仪表。
随着 EPA 标准的推广,越来越多的 EPA 相关产品开始进入实际
应用领域。EPA 网络作为一种工业以太网有其自身的特点如在链路
层增加了 EPA 通信调度管理实体、定义了自己的用户层等,因此在
EPA 网络的现场安装调试与运行阶段,现有的网络分析、现场调试
工具存在着不能分析 EPA 网络的调度规则、识别不了 EPA 协议定义
的各种服务报文等问题,因此有必要开发针对 EPA 网络的便携式网
络分析与现场调校仪。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种便携式仪表,能对
EPA
网络进行分析,在
EPA
网络的现场安装调试过程中能够检测到
故障的发生,并帮助用户完成故障的排除工作,同时还能对
EPA
相
关产品进行协议一致性测试。
本发明解决上述技术问题的技术方案是,设计一种便携式
EPA
协
议分析与现场调测仪,该仪器包括电源管理部分,网络分析部分、
现场调校与故障排除部分、
EPA
协议一致性测试部分。网络分析部
分:实时监测
EPA
网络的利用率,网络的传输性能、整个
EPA
网络
上的设备上线情况,并根据网络上的设备声明报文,对
EPA
网络上
的设备进行性能分析;其中
EPA
网络状况统计模块完成对
EPA
网络
上的各种报文的统计;
EPA
网络设备分析模块监测整个
EPA
网络上
的设备上线情况,根据网络上的设备声明报文,对
EPA
网络上的每
个设备进行分析;
EPA
网络利用率测试模块,实时的监测整个
EPA
网络的利用率,从而可以知道
EPA
网络工作是否工常、是否最优以
及是否处于超负载等实时工作情况;吞吐量测试模块,完成对
EPA
网络发送和接收的数据量进行统计,灵活地对
EPA
网络吞吐量进行
测试,比较实际吞吐量与理论值,从而可以知道整个网络的传输性
能,通过对不同位置之间的吞吐量测试还能发现影响整个网络性能
的瓶颈位置。现场调校与故障排除部分:检测
EPA
网络连接是否正
常,确定目标设备路由,检查地址冲突,查询目标设备信息,探测
目标设备端口状态。其中,
EPA
目标设备连通性检查模块:检查测
试
EPA
目标设备是否已正确地接入
EPA
网络;
EPA
目标设备路由追踪
模块:通过追踪
EPA
目标设备的路由,检测
EPA
网络结构、报文的
路径及目标设备的位置,进一步结合网络的路由器分布情况确定目
标设备的物理位置;
IP/MAC
地址冲突检查模块:检测
EPA
网络上设
备的
IP
地址
/MAC
地址是否有冲突,并查询对应的
MAC
地址
/IP
地址
设备查询模块:利用设备查询请求服务根据物理设备位号
PD Tag
或
功能块实例位号
FB Tag
查询设备状态;端口扫描模块:探测目标设
备的指定用户数据报协议
UDP
端口,并扫描目标设备的全部传输控
制协议
TCP
端口打开情况,从而可以掌握目标设备的网络运行情况。
EPA
产品的一致性测试部分完成测试被测对象是否按
EPA
标准实
现了该对象声明的服务,测试被测设备与主时钟的时间同步精度,
根据
EPA
标准对网络上捕获的报文进行确定性调度分析,对管理信
息库中的对象进行属性测试,测试被测对象的操作状态。其中服务
测试模块:测试被测协议实现(如
EPA
相关产品)是否按
EPA
标准
实现了其所声明的服务;时间同步测试模块:测试被测协议实现的
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