拓撲診斷

2.1.1 TIA 博途拓撲視圖

TIA 博途的拓撲視圖，可以通過組態期望的連接關系來為 PLC 提供拓撲檢查的功能。實際的網絡連接關系和組態的拓撲不一致，雖然不會影響通信的結果，但是 PLC 會產生響應的報警信息。

如下圖的例子，S7-1500 控制器連接了兩個分布式 I/O，設備名稱分別為 “io device_1” 的ET200MP和 “io device_2” 的ET200SP， “io device_2” 的P1接口應該連接到交換機的P3 口，如果連接錯誤了，PROFINET 雖然正常，但是通過 TIA 博途拓撲視圖在線和在線診斷功能，我們可以看到 ET200 SP 和交換機都產生了報警。

借助 TIA 博途的在線診斷，我們可以知道拓撲連接錯誤的故障，ET200SP 站點連接在了錯誤的接口上。但是在實際工程中，獲得的診斷信息也有幾點不足：

1)     診斷是借助 TIA 博途軟件，PLC 程序不能直接獲得狀態

2)     除了知道拓撲連接錯了，程序中能不能知道 ET200SP 當前連接到交換機的哪個接口呢？

為了實現這兩點要求，我們接下來看看 PLC 程序上該如何處理。

2.1.2 MAC 地址表

以太網數據在2層轉發，依靠的是設備的 MAC 地址，MAC 地址和設備端口的對應關系就是我們常說的 MAC 地址表，交換機轉發數據就是依靠MAC 地址表。如下圖，通過檢查交換機的 MAC 地址表，我們可以知道了設備名 “io device_2” 的設備按照設計應該連接在交換機 P3 口，但是此時錯誤的出現在了 P6 口上。

因此，如果在 PLC 程序中能夠獲得交換機的 MAC 地址表信息，就可以知道哪個設備接錯了，而且還可以知道實際接到了哪個接口上。借助 SNMP 的程序塊，CPU 可以獲得所有這些信息，只需要知道查詢 MAC 地址表的OID 即可。

2.1.3 SIMATIC PLC SNMP 獲得拓撲連接信息

交換機等網絡設備的 MAC地址表，已經在通用的 MIB-2 規范中定義了，其中 MAC 地址對應的端口號的根 OID 為1.3.6.1.2.1.17.7.1.2.2.1.2。

如果需要查詢具體的 MAC 地址對應的端口號，需要在 OID 的Zui后增加需要查詢設備 VLAN 和 MAC 地址 （如下圖，紅色的 “1”表示查詢的交換機的 VLAN1；藍色部分表示需要查詢的設備 MAC 地址。注意，OID 中的MAC地址需要將實際 MAC 地址轉換為十進制數，例如上面列出的 io device_2，MAC地址：28-63-36-8b-da-7d→40.99.54.139.218.125），因此Zui終的 OID 如下。

“io device_1” MAC地址端口 OID：1.3.6.1.2.1.17.7.1.2.2.1.2.1.40.99.54.139.218.125

“io device_2” MAC地址端口 OID：1.3.6.1.2.1.17.7.1.2.2.1.2.1.0.27.27.33.9.205

程序上，我們分別調用兩個“LSNMP_GET” 指令，來查詢交換機的 MAC 地址表，分別讀取兩個分布式設備的 MAC 地址連接在交換機的哪個端口。返回的數據會存儲在 “varBinding” 定義好的 DB 中。

通過在狀態表中監控獲得的數據，可以看到 io device_1 連接在交換機的P2 口，和拓撲組態一致；io device_2 連接在交換機的 P6 口，因此和組態的拓撲不一致。這樣，通過程序的處理，我們不僅很容易知道哪個設備連錯了，而且這個設備當前連接在哪里也能夠知道了。

在實際工程中，我們也對程序塊做了重新的封裝，方便Zui終的應用，如下圖，我們簡單的輸入交換機的 IP 地址和需要查詢的設備的 MAC 地址，這個 MAC 地址在交換機的哪個端口就可以一目了然看到了。

2.1.4 SIMATIC PLC SNMP 批量處理

按照我們上面的介紹，如果我們需要查詢的設備 MAC 比較多，就需要調用大量的 “LSNMP_GET “ 指令，那有沒有辦法通過一個指令就獲得交換機的所有 MAC 地址表信息呢？

SIMATIC PLC SNMP 的指令塊還提供了批處理的指令 “LSNMP_GetBulk” ，通過這個指令可以一鍵讀取一定范圍的 OID，如下圖，我們輸入 MAC 地址表的根 OID，“maxRepetitions” 表示查詢從根 OID 開始的數量（我們這里讀取5條，注意讀取的數量不能超過當前交換機 MAC 地址表的Zui大條目數）

輸出的結果保存在 “varBindings” 定義的數據塊類型中，如下圖，通過OID 字符串的后六個字節，可以知道是哪個設備的 MAC 地址，程序上我們做一下簡單的梳理，整個交換機的 MAC 地址表都可以存儲在 PLC 的 DB 中了。