工具排除工业以太网问题

由于其固有的可靠性，性能和互操作性，以太网迅速成为工业环境中自动化和控制系统的首选通信协议。事实上，最近的调查发现，70％的新安装的工厂自动化节点采用工业以太网。这包括Modbus TCP / IP，EtherCAT，Ethernet / IP和PROFINET等工业以太网应用，封装有以太网帧以发送和接收工业设备和系统之间的监控和控制信息。

所有这些应用程序的设计都是基于以太网的双绞线或光纤电缆和连接器，这些电缆和连接器经过了加固，能够承受诸如振动、灰尘和液体进入、化学物质和工业环境中的电磁干扰等因素。通过工业以太网维持运营和生产率的能力只能与这个底层的电缆基础设施一样好，但即使基础设施已经安装、测试并明显完成了它的工作，也可能会出现问题，导致工业运营急刹车。

无论是由于在恶劣的工业环境中电缆和连接器的意外损坏和污染物，新机器的干扰，或由于错误的组件或安装不当导致的基础设施的改变，工厂经理和操作技术(OT)人员需要迅速行动，定位和解决问题，以保持机器在生产。由于超过一半的工业以太网问题都可以追溯到电缆基础设施，知道最有效的故障排除方法可能意味着一个小时的计划外停机时间与可能对生产标准造成严重破坏并导致数百万美元收入损失的天数之间的差异。

好消息是，有很多简单，廉价的故障排除工具，可以帮助您快速识别和定位铜缆和光纤布线问题，以加快维修，减少昂贵的计划计划停机。

简单的工具，简单的问题

当机器关闭时，由于它没有接收到电缆上的工业以太网控制信号，问题可能是简单的，作为电缆中的切割或断裂引起的缺乏连续性或在连接接口处终止不良。使用WireMap测试可以轻松地完成检查连续性，这些测试在损坏的导线造成的潜在问题，从不正确的终止或损坏的连接器短路，或导致反向对，交叉对或分裂对的误导，其中布线内的导体终止于连接器接口处的错误引脚位置。

您可以使用简单，低成本的Wiremap工具，而不是带入昂贵的测试设备的外部帮助即可快速识别问题。良好的丝网也将指示哪一对导致问题，并且验证电缆上的屏蔽的完整性 - 这对于屏蔽双绞线布线是常态的理想选择。

如果连接器接口上的终端不是问题，并且故障存在于电缆长度的某个地方，则可以通过音调和探头识别位置来减少停机时间。一些线工甚至可能有内置的音调生成，所以所需要的只是一个低成本的探针。

通过将高谐波信号注入到在故障位置处产生可听噪声的导体上的音调和探测器。然而，在一些工业环境中，可能难以进入电缆的整个长度 - 特别是如果它安装在位于天花板附近的保护导管中，或者穿过生产仍在运行的植物地板的其他区域。在这种情况下，可以使用更复杂的时域反射值表（TDR）来指示与电缆故障的确切距离。可以使用TDR，可以在任何铜缆上定位故障，并包括集成墨粉，以缩小电缆内的实际问题导体对。

当选择这些简单的故障排除工具之一时，重要的是要确保它支持电缆的类型和电缆运行的距离。为了简化这个过程，可以考虑使用一个带有用户友好的图形界面的工具，它可以简单而清晰地识别问题。你可能还想找一个有充足的电池寿命和坚固的结构的工具，以经得起更严酷的工业环境。当使用音调和探头时，另一个需要考虑的是探头滤除附近工业机械常见50或60赫兹噪声干扰的能力。

当布线是光纤时

虽然纤维布线在工厂地板上不太常见，但是长度倾向于更短，并且传输速度通常小于1000 MB / s，但一些区域具有更长的链路，更高的工作温度和来自光纤电缆的电磁铁干扰呼叫的更高的工作温度和免疫力。虽然光纤安装和初始测试需要更多的专业知识和专业化工具，但您可以使用一些廉价的选项来解决故障排除。

纤维布线的问题有可能是由沿链路某处的弯曲或突破引起的。当光纤弯曲超出其推荐的弯曲半径时，这通常是电缆直径的20倍，它会导致光信号从光纤中泄漏并防止适当的数据传输。这些弯道可以在安装期间或之后发生;在安装期间可能已经被忽视的小微管可能导致纤维玻璃随时间开裂。其他差的安装实践，如超出电缆上的拉伸载荷最终也可以导致断裂。

一种低成本、简单的故障诊断工具是视觉故障定位器(VFL)，它可以确定光纤的连续性，并发现光纤的弯曲或断裂。视觉故障定位器用可见激光照射光纤，在光纤断裂或弯曲的地方“泄漏”出来。然而，VFL只有在您能够目视地检查整个光纤运行时才能正常工作。如果光纤很难连接或穿过导管，你可能需要购买一个光学故障探测器。这些更先进的工具通过光纤发出光脉冲，并测量光从中断、弯曲和电缆长度连接反射回来的功率和时间。它们也是定位光纤末端的理想材料。通过测量反射回来的光的时间，光学故障探测器可以快速指示到问题的距离。

除了粗糙化的设计和使用友好的图形界面外，在选择光学故障查找器时，要使用一个可以在故障排除之前检测线路上的实时光信号的界面，因为来自光纤收发器的光可能对此有害人类的眼睛。您还需要使用它来使用基础架构的光纤电缆和连接器。如果您的工厂中安装了多种类型的光纤连接器以容纳各种I / O接口，理想情况下，您希望使用可互换适配器的光学故障查找器。

光学故障发现者的另一个值得注意的特征是其识别受污染的连接器的能力。光纤连接器端面上的灰尘或污垢是光纤故障最常见的原因。透光器需要沿链路的清晰路径，即使是单个灰尘也会导致反射并降低信号。

工业环境本质上是尘土飞扬的，所以肮脏的光纤端面可能是问题并不奇怪。如果光学故障查找器识别出问题在于连接器，则手头上的另一个工具是光纤检查摄像机或显微镜。在使用显微镜看光纤连接器端面时，可以要求专业知识了解您正在研究的内容，有有可用的光纤检查工具，具有内置智能来分析您的光纤端面。

它们通过分析端面上的缺陷的数量和大小并将其与IEC 61300-3-35（如IEC 61300-3-35）的行业标准进行比较，以指定Endface清洁度标准的情况下进行比较。当然，如果您确实发现了脏光纤Endface，则要确保您拥有清洁端面所需的现场技能组和耗材。如果没有，您可能需要返回到最初安装光纤基础架构的承包商。

有时需要专家

当所有其他人失败并由内部团队使用简单的故障排除工具时仍然无法识别网络问题，可能是在专家中调用更复杂的测试和故障排除设备的时间。他们可能首先安装和测试了基础设施的那些，因此他们应该能够充分找到并解决问题。但是，如果您有员工的专业知识，请使用它并投资更先进的工具，防止您必须等待和支付外部帮助以启动和运行。

对于故障排除，超出您可以通过简单的Wiremap工具，音调和探头和TDR完成的铜，以及良好的资格测试仪将执行诀窍。资格测试仪不仅可以执行Wiremap工具和TDR可以做的所有内容，它还可以测量网络速度并识别像串扰等较低的性能问题。最终，资格测试员可以帮助您确定布线基础架构实际上不是问题。

当涉及到更高级的光纤故障排除时，光学故障探测器的下一个步骤是昂贵的光学时域反射仪(OTDR)。虽然这种更复杂的故障排除工具需要操作技巧，但它能够识别和定位光纤沿线引起反射的事件，并测量它们对信号整体损失的影响，这可能是导致故障的原因。

在专家们呼召可能最终可能是不可避免的，重要的是要记住的，即您可以用作第一道防线的简单，易于使用的工具，以便将生产备份并更快地运行并降低从长远来看。