Experion PKS系统容错以太网经典问题分析与维护

Experion PKS系统容错以太网经典问题分析与维护

郎海

中国石化齐鲁石化公司   山东淄博 255400

摘要：容错以太网（FTE）是Honeywell Experion PKS系统的控制网络，不仅提供了容错的功能，也提供了快速网络的响应及工业以太网的控制应用的安全性。本文从网络维护角度出发，着重论述容错以太网（FTE）的故障现象和处理措施。

关键词：容错以太网；控制网络；故障；PKS

1 概述

Experion PKS过程知识系统是Honeywell最新一代的过程自动化系统，它将人员与过程控制、经营和资产管理融合在一起。Experion 过程控制网络应用了一种高性能的先进的工艺以太网解决方案——容错型以太网（FTE）。容错型以太网是 Honeywell专利技术，为PKS量身定制开发的FTE驱动与CISO交换技术完美结合突破以太网瓶颈实现优先级选择。而且解决了工业以太网长时间困扰的实时数据没有优先级选择的问题；并且以多路由选择逻辑单网的组网方式代替了双网结构，实现了多路由选择、最优路径选择和交换机快速切换。

2 结构

容错以太网(FTE)用在Experion PKS中的主干网络，是冗余网络结构（物理）的单网（逻辑），这种冗余的结构是通过honeywell的FTE驱动及商用的(100Mbps)网络设备实现的。网络硬件连接中采用了双口单网卡或单口双网卡，交换机及一根级联线，允许所有的单点故障，以及一些多点故障，以先进的多路由选择替代了双网结构的传统冗余模式网络，实现约1秒（传统双网约20-30秒）的快速切换。

容错以太网(FTE)网络包括冗余的交换机（A、B）和电缆，采用拓扑结构的双重并行树形网络在顶部接在一起，FTE节点同时连到两个树网中，优于普通以太网节点（非FTE）只连在一个树网里。

普通以太网节点之间只有1条路径，FTE节点与普通以太网节点之间只有2条路径，FTE节点之间有4条路径。而且FTE应用的安全性很高，对外仅是服务器可见，有专有设备对信息进行过滤，每个FTE节点连续发布与其他节点通讯的测试信息，并建立FTE状态表。

3 组态

容错以太网(FTE)的组态类同于普通以太网，且其特别之处：不但为每一台终端设备组态IP地址，而且每台终端设备还要有唯一的“device Index” 号。如服务器、console操作站、Flex操作站、FSC操作站组态为：双击“”网络图标，选择“properties”，分别进入“internet协议（TCP/IP）” 、“Honeywell Fault Tolerant Ethernet Series”， 组态服务器IP地址和“device Index”号。

但控制器C300的IP地址和“device Index”号组态则不同，即可用螺丝刀旋转C300控制器上白色的3个FTE地址旋钮，通过跳线设置控制器地址。例如，某一个控制器FTE地址为17，就把左边起，第一个旋钮指示到“0”，第二个为“1”，第三个为“7” 。

4 故障分析及处理

容错以太网(FTE)网络可连接多种终端设备，包括Experion PKS服务器，操作站，ACE，TPS GUS ，APP及其他PC和网络硬件。这里主要论述与1#VCM装置容错以太网(FTE)网络的相关故障。

4.1 操作站

操作站有CONSOLE操作站和FLEX操作站，这里以CONSOLE操作站为例，分析常见的故障：

4.1.1 通讯电缆单根故障

以1#VCM装置Experion PKS系统一台console操作站（CSNT1）的通讯电缆单根故障为例，若是通讯A缆故障，就在状态测试信息“A→A” “A→B”显示“SILENT”。且网络图标为红色。

处理措施：先检查交换机A的CSNT1的A缆状态显示灯“▽”和console操作站主机上的通讯A缆指示灯状态是否属实。若两者的指示灯都为“黄色”且闪烁，或“红色”且闪烁，可确认console操作站通讯A缆故障。这种现象多为console操作站主机上的通讯A缆接头接触不好或接头老化，可拔插此通讯A缆接头或更换通讯接头以及通讯电缆即可。当console操作站主机上的通讯B缆出现故障，现象和处理方法雷同A缆。

4.1.2 通讯电缆双根故障

同样以 console操作站（CSNT1）的通讯电缆双根故障为例，通讯A、B缆同时故障，FTE诊断网络中，CSNT1站的状态测试信息“A→A”“A→B” “B→A”“B→B”显示“SILENT”。且网络图标为红色。

处理措施：先检查交换机A和B的CSNT1的A与B缆状态显示灯“▽”和console操作站主机上的通讯A与B缆指示灯状态是否属实。若两者的指示灯都为“黄色”且闪烁，或“红色”且闪烁，可确认console操作站通讯A、B缆故障。这种现象多为console操作站主机上的通讯A、B缆接头接触不好或接头老化，可拔插此通讯A、B缆接头或更换通讯接头以及电缆即可。

4.2 交换机故障

4.2.1 单台交换机故障

容错以太网(FTE)网络中的两台交换机A和B，其中一台交换机出现故障，以交换机A故障为例，就会发现FTE状态表75%的通讯的测试信息为“SILENT”。即所有FTE节点的通讯状态测试信息“A→A” “A→B”“B→A”三列显示“SILENT”，且交换机A的通讯电缆显示灯“▽”和所有终端设备A缆显示灯都为红色。

处理措施：检查交换机A是电源故障、软件故障，还是硬件故障。

①.电源故障，若是断电或电源线坏，可及时送电启动交换机或更换电源线。

②.软件故障，及时联系商家重装软件系统。

③.硬件故障，更换交换机。

4.2.2 级联线故障

若两台交换机A和B之间的通讯级联线故障，就是FTE节点通讯状态测试信息中会出现：所有的终端设备的通讯状态测试信息“A→B”“B→A” 列为“SILENT”且网络连接图标为黄色或红色。 但交换机(A和B)的显示灯“▽”所有终端设备A缆显示灯均正常（绿色）。

处理措施：若是级联线接触不好，可拔下级联线，重新插上。如是级联线故障，由于级联线是特制的，则需要联系相关厂家，配备新级联线。

4.3 控制器故障

4.3.1 控制器通讯电缆故障

控制器的通讯电缆单根或双根故障，其FTE节点状态测试信息、指示灯状态及处理措施类同于操作站⑴、⑵，略。

4.3.2 控制器故障

以控制器C300#017/018为例，且C300#017为主，C300#018为副。其A、B缆指示灯和交换机相应的指示灯“▽”都变为红色，且控制器的通讯状态测试信息“A→A”“A→B”“A→B”“B→A”显示“SILENT”且状态图也为红色。

处理措施：这种情况由以下几种原因造成的：控制器C30017#主副地址冲突，无法正常通讯；防火墙故障或通讯电缆故障；控制器失电且电池故障。针对这三种状况，可分别采取不同的处理措施。

①按照通用习惯主奇副偶的原则，重新设置控制器主副地址。

②检查防火墙或通讯电缆，发现故障及时处理。

    ③ 查找失电原因及电池测试，及时送电和更换电池。

5 结论

容错以太网(FTE) 通过系统软件驱动及CISCO交换软件实现工业生产的实时确定性控制。以上所列都是容错型以太网(FTE)日常维护过程中的一些典型的故障的分析及处理措施，通过学习将会对我们今后的工作具有很强的指导作用，从而减少事故和避免事故，确保生产稳定、高效运行。

参考资料

1．Experion PKS参考手册. Honeywell

2. TPS中文参考手册. Honeywell 

3. 交换机及其应用技术.黎连业向东明王安 .清华大学出版社.2004

4. 三层交换机.思科（CISO） .

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