张龙（1974—）
男，1996年毕业于北京理工大学自动控制专业，研究方向为现场总线和工业以太网等技术。

    7.1  绪论

    在工业以太网的安装和运行中，需要有一个网络管理软件对工业网络模块进行组态和监控。菲尼克斯公司提供了Factory Manager软件对工业以太网网络进行管理。

    Factory Manager是可视化的网络管理工具，用于控制环境中工业以太网设备的组态和诊断，可运行在Windows 95/98/NT/2000/XP等操作系统中。Factory Manager软件集成了Network Spy；集成了BootP Server；集成了TFTP Server进行本地或远程的固件（Firmware）升级；可启动PCWORX或Diag+软件。另外，还可将配置文件（*.ncf）导入到附加的“FL IO Configurator”和“SNMP OPC Configurator”软件。

    在对工业以太网进行组态时，Factory Manager可以集中地对设备进行配置，对设备IP地址和其它组态参数进行管理，对网络中的以太网设备进行快速启动、维护、故障排除和长时间的网络状态监控。在网络组态过程中，系统同时也建立了网络数据库，可用于网络管理中后续工作，如组态、操作和诊断，这样，既节省了时间，并杜绝了数据不一致所产生的错误。

    7.2 Factory Manager的功能

    7.2.1 IP地址的分配

    通过Factory Manager软件可以为以太网设备分配IP地址。Factory Manager软件提供多种分配IP参数的方式，这里只介绍其中的一种。

    一旦点击“添加”，设备就被添加到项目中，并显示为不可用，模块必须进行重启或复位。重启后，模块重新发送BootP请求，并从Factory Manager接收到相应的BootP应答。一旦引导过程完成，则模块就显示为可用。图3所示是通过Ethernet对模块MMS进行地址设置示意图。
     

　　图3   模块IP地址的设置

    如果MMS仍显示为“不可用”，则检查网卡设置。请注意这两个设备必须位于相同的网络/子网中。由于BootP请求作为广播发送能跨越网络边界，因此，如果Factory Manager接收到BootP请求，但这并不意味着这些设备全部位于同一个子网中。

    Factory Manager软件设置IP地址的功能，同时也集成在菲尼克斯PCWORX控制软件中。另外，也可以采用免费的IPAssign工具设置菲尼克斯以太网设备的IP地址。

    7.2.2 组态与诊断

    Factory Manager提供了基于SNMP网络管理和诊断功能，应用简单方便。Factory Manager的诊断功能支持所有的菲尼克斯工业以太网产品Factory Line系列，同时也支持设备单个端口的诊断，能随时检查网络连接完好，设备操作模式以及数据传输速度。特别是对FL SWITCH工业以太网模块，系统能够对SNMP诊断数据进行详细的评价，能精确检测出数据包的发送数量和错误类型，以及错误数据包的数量和类型，并反映出它们的分布。由此，甚为关键的设备状态可以在设备出现故障前就能检测出来。Factory Manager能检测出含有冗余选项任务（冗余管理器或备用模式）的设备，并标识成冗余功能，系统能检查出该冗余选项（如电源或数据传输）是否有效。

    在Factory Manager中，设备属性中提供了常规（General）、系统（System）、诊断（Diagnostics）、端口（Ports）、陷阱目标（Trap Targets）、固件（Firmware）、更新（Update）、选项（Options）、扩展选项（Extended Options）和配置（Configuration）选项。

    常规：用户可以查看或修改设备的名称和类型，以及IP参数；必须注意的是，当设备IP地址修改后，必须对模块进行复位或重启才能生效。

    系统：用户可以对设备添加附加信息，并保存在设备中。这些信息也可经SNMP和WBM得到。

    诊断：显示设备状态和冗余信息。设备的所有信息都将在消息栏中显示。

    端口：显示设备的全面信息。如：从接口类型和状态，到传输数据到端口层。所有的信息都将自动创建和更新。

    陷阱目标：显示或设置陷阱目标，并可使“发送陷阱”功能激活或失效。点击“设定默认值”，则自动将安装了Factory Manger的计算机的IP地址作为陷阱目标激活。

    固件：用户可以浏览到所有有关当前设备软件（固件）的信息，也可以使用Factory Manager更新此软件/固件。Factory Manager是通过TFTP下载固件的。当点击“更新”时，将出现一个窗口，显示了所使用固件的信息。

    在固件更新时，在模块显示屏上显示当前状态。具体如下：

    03-通过网络下载固件；

    04-保存固件于MMS闪存中；

    05-新的固件被成功保存。

    显示消失。

    bo—引导设备，并在RAM中加载新固件。

    固件更新后，自动执行复位，并激活新固件。

    更新：通过TFTP（TFTP固件更新）固件更新。

    选项：有两个功能可供选择：激活/取消激活web服务器和配置端口镜像功能。如果源端口和目的端口的值设为相同，则端口镜像将被禁用。而在相关多播组中输入目的端口，以使在设定的目的端口中接收到多播数据包。

    扩展选项：这里通过选择菜单，直接进入web接口。

    配置：提供了保存或装载配置的各种选项。

    7.2.3 其它

    网络状态和诊断信息可以集成到系统的操作和SCADA系统中。网络中（例如交换机）传递来的SNMP消息可以很方便地转换为OPC，从而在可视化软件中实时反映出来，并可在远程监控。

    Factory Manager有机与诊断软件Diag+有机地集成在一起，实现了对整个控制网络进行有效的诊断。同时它也能集成I/O配置软件（Factory Line I/O Configurator），用于启动FL IL 24 BK（-B）总线耦合器，如图5所示。FL IL 24 BK（-B）是菲尼克斯提供的带有以太网接口的总线耦合器，用于将菲尼克斯INLINE系列I/O模块耦合到工业以太网系统中，通过OPC或者DDI的方式实现上位机与以太网I/O子站的数据通信。

    总之，Factory Manager能有效地对工业以太网进行管理，其功能可以归纳成表1。

    表1  Factory Manager网络管理功能和性能特征：
 

　　图5   I/O配置软件（Factory Line I/O Configurator）

    7.3 FL SNMP OPC网关

    在工业控制领域，一提到网络管理，通常是指SNMP（简单网络管理协议）。实际上，所有的智能以太网设备，如菲尼克斯所提供的Factory Line组件，都具有SNMP智能体（Agent）。智能体的功能是一直对设备以及相连接的网络有关的信息进行采集，采集到的这些信息可以在适当的管理系统中进行处理，但是这些系统往往会因为其成本昂贵而不适合应用于诸多的自动化应用中。

    FL SNMP OPC网关可用来解决这个问题，它将基于OPC的HMI/SCADA系统转化为功能完全且成本合理的工业网络管理系统，如图6所示，该网关将SNMP智能体所采集的信息透明地提供给HMI/SCADA系统，如图7所示。

    在SNMP OPC网关中，一个核心是设备规范。所谓设备规范，它定义了OPC客户端所能访问的设备信息。所有的Factory Line设备都提供了预定义的设备规范，因此，可以通过OPC就能访问得到完整的设备信息。此外，SNMP OPC网关也可以与SNMP兼容的设备进行通信，为此，对其它厂商的工业以太网设备，只需简单地在网关中装载制造商专用的数据库（MIB），用户友好的MIB浏览器可用来快速创建或修改相关的设备规范。

图6   SNMP OPC网关



图7   FL SNMP OPC网关的工作过程