以太网工作原理及在工业环境中以太网络诊断方法

随着工业以太网技术和以太网产品日益普及和成熟，使用以太网的项目越来越多，需要我们工程师对以太网技术的掌握水平越来越高，下面谈谈我的使用体会，不当之处请大家指正。
1、网络类型选择
以前在设计项目时，如果项目使用Profibus能够满足要求，我一般就设计成Profibus通讯形式；现在如果项目既可以使用Profibus又可以使用以太网，一般就设计成以太网通讯方式。
选用以太网的优势一：
通讯速度快，Profibus最大速度可以设成12M/S,对以太网来说，三类线10BASE-T很容易就能达到10M/S的速度，五类和超五类线甚至达到100M/S和1000M/S的速度。
选用以太网的优势二：
接口简单，与工厂级设备联网方便。现在工厂级设备要求现场数据实时存储和处理，进一步满足工厂级数据管理和信息采集的要求，很多办公电脑利用现有普通网卡和无线路由器等设备即可轻松采集现场设备数据。
2、网络设备选择和拓扑
现场级设备，主要包括现场的各plc站，同一网段设备均接入两层（非三层）交换机，淘汰原*常使用的集线器（HUB），原因是集线器组成的网络称为共享式网络，而用交换机组成的网络称为交换式网络。 共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽，每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。当信息繁忙时，多个用户可能同时“争用”一个信道，而一个信道在某一时刻只允许一个用户占用，所以大量的用户经常处于监测等待状态，致使信号传输时产生抖动、停滞或失真，严重影响了网络的性能。选用交换式网络即可避免此类问题，处于半双工模式下的交换式以太网的实际最大传输速度是共享式网络的1.7倍，而工作在全双工状态下的交换式以太网的实际最大传输速度可达到共享式网络的3.8倍。
现场级设备不同网段间需要增加路由器，将不同网段设备连接起来。
设备常用网络拓扑结构如下图所示：

3、通讯协议选择
不同的通讯协议涉及IS0/0SI模型的不同层，ISO通讯只涉及模型的一、二层，数据包的转换环节少，且使用唯一的MAC地址寻址，可靠性好，通讯速度快。
TCP/IP一般涉及模型的底四层，数据包打包IP地址而不是MAC地址，采用该协议是因为和工厂级设备通讯容易衔接，方便与第三方软件通讯，又几乎和IS0相近的通讯速度。所以，我经常采用的通讯协议如下图所示：

以太网通讯诊断，目前为止我就使用基本的三种常用方法，希望有更多简单、实用的方法的大神，共同交流！
1、利用通讯程序块的DONE,ERROR,STATUS

2、使用西门子专用FB126块来实现站的通讯诊断

3、使用FB10 "AG_CNTEX","PING" 程序块，根据DB的状态数据诊断分析