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西门子工业网络通信技术详解-SNMP功能及应用

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过SNMP,不仅可以监视网络节点也可以控制网络节点。图4-59 修改右侧栏“System Name”的名字浏览IE左侧的目录树,选择“Agent”→“SNMP”。“public”和“private”是SNMPv1/v2c的验证名。图4-62 MIB的Private索引变量说明打开Step7程序,在SIMATIC Manager中,选择“options”菜单下的Set PG/PC inter-face。选择“SNMP”栏,如图4-67所示,默认属性保持不变。

西门子工业网络通信技术详解-SNMP功能及应用

1.SNMP概述

SNMP是Simple Network Management Protocol的缩写,意为简单网络管理协议,它是基于UDP的一种协议,专门用于数据网络管理。实际上它已经成为TCP/IP协议家族的一个规范的协议标准。在网络上的每一个单一节点,即网络部件或终端,如果这样的节点集成了SNMP Agent,那么它们可以提供一个结构化的表格信息。这种表格信息称为MIB(Manage-ment Information Base,管理信息库)。

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图4-56 通过HTTPS方式访问

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图4-57 基于SNMP操作的网络管理解决方案

基于SNMP操作的网络管理解决方案按照Client-Server模式。Manager即管理站(SNMP Client)可以轮询Agent(SNMP Server)来获取信息,如图4-57所示。Manager循环的调用MIB信息,如果需要,可以应用该信息用于可视化。然而,网络节点(Agent)也可以通过Trap来报告指定的信息给Manager,不需要Manager特殊的请求。通过SNMP,不仅可以监视网络节点也可以控制网络节点。例如,可以通过指令来激活和禁止网络部件的一个端口。使用SNMP的另外一个优点就是Manager和Agent的通信时从后台来完成的,这会使网络负载很小。

一个MIB是一个标准的数据结构,其中包含各种各样SNMP变量,并且描述变量的语言独立于目标系统。

MIB的典型标准和访问机制能够访问和监视不同制造商的网络部件。

如果网络部件特殊,存在非标准的数据并且需要网络监视;对于这样的数据制造商可以给出其在MIB中的描述。MIB的信息结构与Windows系统里的注册表是类似的。

OID(Object Identifier)描述了MIB中的数据对象的地址。标准的MIB的对象地址是预设的。特殊的MIB对象经常存储在“Enterprise”目录中。制造商负责MIB中的对象的地址设置。

Device profile定义了一个设备Agent的SNMP变量的一个集合,例如SCALANCE X-400,通过自定义哪些变量用于监视,这样Device profile中的变量可以方便重复的集成到你的应用中。

SNMP OPC Server额外包含了一个MIB编译器,可以用于修改已存在的和新建的profile。可以通过添加mgmt或privates索引中的SNMP变量来实现。

带有SNMP Agent的SIMATIC产品,例如SCALANCE X系列交换机,都已经在SNMP OPC Server中存在其对应的Profile。

2.SNMP组态

本例中,PG/PC通过本机网卡与SCALANCE X-400交换机的Inband端口用网线直接相连,SNMP OPC Server(SIMATIC NET 6.3)通过轮询方式接收到SCALANCE X-400的状态信息。这些信息可以通过OPC Client来显示,本项目举例WinCC flexible RT HMI系统作为OPC客户端,通过组态SNMP变量,显示到画面上。IP地址如图4-58所示。

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图4-58 SNMP网络拓扑

设置PG/PC的网卡IP地址为192.168.0.199。使用PST工具,搜索SCALANCE X-400,设置其IP地址为192.168.0.1。打开IE 192.168.0.1,输入用户名和密码均为“admin”。浏览IE左侧的目录树,选择“System”。修改右侧栏“System Name”的名字为“SCALANCE X400 system1”。如图4-59,用于标识显示。单击“Set Values”按钮完成设置。

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图4-59 修改右侧栏“System Name”的名字

浏览IE左侧的目录树,选择“Agent”→“SNMP”。“public”和“private”是SNMPv1/v2c的验证名。通过public验证名和private验证名,Manager(PG/PC)可对Agent(SCALANCE X-400)读、写操作。如果要确保信息安全,需要改变默认的验证名,这里选项保持默认状态,如图4-60所示。

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图4-60 选项保持默认状态

新启动一个IE浏览器,在其地址栏内输入192.168.0.1/snScalance X400.mib,注意大小写。可以看到SCALANCE X-400对应的西门子制造商的Private MIB的信息,如图4-61所示。

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图4-61 Private MIB信息

这些信息不易阅读,需要单击该IE菜单中的“View”→“Source”,弹出一个记事本信息文件,上面详细的描述了MIB的Private索引变量说明,需要显示的变量只需要从这里查看即可,如图4-62所示。

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图4-62 MIB的Private索引变量说明

打开Step7程序,在SIMATIC Manager中,选择“options”菜单下的Set PG/PC inter-face。设置PG/PC接口为“TCP/IP→Broadcom NetXtreme 57...”,指向本机网卡,如图4-63所示。

在Step7中,新建一个项目SNMP OPC,然后在该项目中加入一个PC Station,如图4-64所示。

打开该站,进行硬件组态。分别插入OPC Server,WinCC flexible RT,IE General。需要注意OPC Server的版本为6.3,这要与本机的SIMATIC Net版本一致,如图4-65所示。

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图4-63 设置PG/PC接口

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图4-64 在新项目中加入PC Station

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图4-65 进行硬件组态

IE General的IP地址需要设置与本机一致,为192.168.0.199,如图4-66所示。并且新添加一个网络。

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图4-66 IE General的IP地址设置与本机一致

双击“OPC Server”栏,弹出“OPC Server”属性画面。选择“SNMP”栏,如图4-67所示,默认属性保持不变。

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图4-67 OPC Server属性界面

单击“Edit Plant Configuration...”按钮,打开编辑系统组态画面,如图4-68所示。

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图4-68 编辑系统组态画面

单击“Find”按钮,打开浏览网络画面。单击“Start”按钮,开始搜索网络节点,即SCALANCE X-400。可以单击“Stop”按钮,中止搜索,可以看见右侧栏内为找到的节点,如图4-69所示。

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图4-69 网络节点搜索结果

然后,用鼠标选中找到的节点,这里是SCALANCE X-400。单击“<”按钮,使要组态的节点进入左侧栏。单击“OK”键结束。如图4-70所示。

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图4-70 将所需节点移入左侧栏

在编辑系统组态画面,可以看到需要监视的节点,如图4-71所示。

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图4-71 编辑系统组态画面中可以看到需要监视的节点

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图4-72 节点编辑界面

选中该节点时,底色变为蓝色,单击“Edit...”按钮,可以对选择的节点进行编辑。例如IP地址,验证名,Device profile等,如图4-72所示。“Name”是在IE中设置的SCALANCE X-400的系统名。“IP address”是SCALANCE X-400(Agent)的IP地址。Device profile是系统推荐的device profile。也可以选择一个对应的profile或新建一个所需要的profile。“Community”是Manager(WinCC flexible RT)访问Agent(SCALANCE X-400)的一种权限密码,即验证名。“public”验证名表示访问Agent的只读权限。“private”验证名表示访问Agent的读写权限。“Timeout”表示OPC Client轮询Agent的最大响应时间,默认为9s。使能SNMP Op-timization表示为了较少网络负载,较少循环时间,许多相同类型的数据可以用一个数据帧来传送。

默认的Device profile为“MIB-II_V10.txt”。可以通过下拉菜单选择与SCALANCE X-400最为匹配的profile,为“Profil_SCALANCE_X-400_V11.txt”,如图4-73所示。

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图4-73 通过下拉菜单选择Device profile

通过选择匹配的profile,就可以选择多种SNMP变量显示在PG/PC上。不过,在标准的profile中,可能会存在大量与自己项目无关的变量,所以为了简化工作,可以自己来定制profile,参考图4-74,导入的profile为Profil_SCALANCE_X-400_V11.txt。

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图4-74 定制/导入profile

要创建定制的Device profile。也可以通过编辑系统组态画面,单击“Create Profile”按钮,之后单击“Load MIB”按钮,选择对应的snScalance X-400.mib,如图4-75所示。

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图4-75 创建定制的profile

导入该文件后,可以看见左侧栏内有MIB的信息结构。其中mgmt的信息全部为标准的SNMP信息。而对于制造商特有的MIB信息在Private索引中,如图4-76所示。

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图4-76 MIB的信息结构

添加标准的SNMP变量。在mgmt中,把鼠标的箭头放置到其中的一个SNMP变量上,可以读出这些变量的含义,如图4-77所示,本项目需要显示交换机每一个端口的状态。

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图4-77 读出变量的含义

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图4-78 在对话框中输入

单击Create Profile画面的“Create Group”按钮,为选择要监视的变量创建一个组“group1”。修改改组的名字为“ports”。然后单击“>”按钮,把ifOperStatus变量加到该组中。这时会弹出“Enter instances”对话框,输入51380225-51380242,如图4-78所示,这是因为SCALANCE X414基本单元,只有18个端口。ifOperStatus.51380225~ifOperStatus.51380242表示的为SCALANCE X414-3E的18的端口的状态。单击“OK”按钮结束。详细请参照《Configuration Manual SCALANCE X-400 Industrial Ethernet Switches》11/2005版的附录B:MIB Variables of a SCALANCE X。

添加制造商特有的SNMP变量。新建一个组,并命名为SysInfo。在private中,选择要监视的变量,通过“>”按钮添加到SysInfo组中,如图4-79所示。添加的private变量可以从其变量的表面文字了解一些基本信息。对于它们的详细信息,可以查看前面提到的snScalance X400[1]-Notepad文件。

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图4-79 添加制造商特有的SNMP变量

例如,snX400RmMode。可以通过Ctrl+F的方式在该Notepad文件中搜索到,可以看到其对变量的描述。单击“Save”按钮。保存定制的Device profile文件,并命名为profil SCLANACE_X400.txt,如图4-80所示。

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图4-80 保存定制的Device profile文件

保存结束后,再次选中该节点,单击“Edit”按钮,可以对选择的节点进行编辑。设置Device profile为profil_SCLANACE_X400.txt,如图4-81所示。单击一系列的“OK”按钮,结束profile的设置。并且编译硬件组态,查看是否有错误存在。

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图4-81 编辑节点

单击PG/PC右下角任务栏内的PC图标,双击弹出“Station Configuration Editor”,按照硬件组态的顺序,添加相应的硬件。单击“Station Name”按钮,设置站名与Step7中建的PC站的名字相同,为SIMATIC PC Station(1)。单击“OK”按钮结束,如图4-82所示。

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图4-82 设置站名

在Step7的“SIMATIC Manager”中单击下载按钮,下载组态的硬件。观察“Station Configuration Editor”,出现绿色对钩,证明组态“OPC Server”设置成功,如图4-83所示。

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图4-83 观察组态OPC Server设置成功

依次进入Windows操作系统“开始”→“SIMATIC”→“SIMATIC Net”→“Configura-tion Console”弹出OPC组态控制台,注意一定要选择SNMP,如图4-84所示。

打开“OPC Scout”,进行测试,如图4-85所示。添加SNMP变量。Quality指示为“good”代表数据通信正常。

在“SIMATIC Manager”中,选择“WinCC flexible RT”的“Communication”。在右侧双击“Connections”,如图4-86所示。打开“WinCC flexible”并组态通信连接。

在“WinCC flexible”中新建一个连接“Connetion 1”,选择通信的“driver”为“OPC”,如图4-87所示。

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图4-84 OPC组态控制台界面

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图4-85 打开OPC Scout进行测试

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图4-86 打开WinCC flexible

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图4-87 新建连接

在WinCC flexible中逐一加入要监视的变量,如图4-88所示。

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图4-88 加入要监视的变量

在Screen_1新建一个画面。给定义的方格定义显示方式。添加文本框,添加对应的IO对话框加入要显示的变量,如图4-89所示。

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图4-89 新建一个画面

保存编译,在线显示监视的SCALANCE X-400的数据画面,如图4-90所示。

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图4-90 数据画面

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