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智慧城市網 行業標準】近日，由機械工業
儀器儀表綜合技術經濟研究所 、北京鼎實創新科技股份有限公司等單位起草，TC124(全國工業過程測量控制和自動化標準化技術委員會)歸口的國家標準計劃《工業現場通信質量檢測 通用技術規范》征求意見稿已編制完成，現公開征求意見。
國際上，當前IEC 61158現場總線標準中規定了常用的現場總線和實時以太網類型，并對各項協議的各項指標進行了明確的定義，但國內外都缺少通信質量檢測相關標準內容。
國內，有IEC 61158上述國際標準的轉化標準，也有通信網絡的安裝類規范，本標準的制定承接以上基礎類標準，對開展通信質量檢測方面進行標準化，進一步補充完善工業總線和以太網的應用標準體系。
本文件按照GB/T 1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。
本文件規定了工業現場通信質量檢測的典型工業通信網絡、通信質量關鍵指標、通信質量主要影響因素、通信典型故障和通信質量檢測等。本文件適用于工業現場通信質量檢測、故障診斷和故障排除。
工業通信網絡概述：
工業現場使用的工業通信網絡范圍一般覆蓋GB/T 38869規定的設備層和控制層網絡，實現現場設備、控制設備、監控系統等之間的互聯互通。當前，工業通信網絡主要包括現場總線和實時以太網(或工業以太網)。現場總線是基于串行數據傳輸典型用于工業自動化和過程控制應用的通信系統，實時以太網是基于ISO/IEC/IEEE 8802-3且支持確定性實時通信的通信系統。附錄A列出了IEC 61158和IEC 61784規定的工業通信網絡類型和通信行規。
通信質量關鍵指標：
工業現場通信質量是指安裝在工業現場環境中的工業通信網絡，關于數據傳輸的時效性、準確性、完整性、可靠性等方面要求的滿足程度。為保證工業現場通信質量，工業通信設備出廠前應在授權檢測實驗室進行并通過EMC、電氣安全(如需要)、協議一致性和互操作性等測試，參見GB/T 38868要求。工業通信設備在工業現場中運行時，應滿足通信質量關鍵指標要求。按照表1所示工業通信網絡協議分層結構，工業現場通信質量關鍵指標應包括物理層質量指標、數據鏈路層質量指標和應用層質量指標。網絡通信在滿足用戶對通信需求方面所具有效用的優劣程度，包括時效性、準確性、完整性、可靠性等。
通信質量檢測：
1.檢測方法
工業通信網絡現場調試、運維、系統升級替換等階段，宜確認工業現場通信質量。對現場通信異常或故障進行排查時，宜采用專用的儀器設備或工具，對物理層、數據鏈路層和應用層關鍵指標進行檢測，并評估和解決可能存在的問題。
檢測方法應采用無擾或弱擾式接入，除接入瞬間外不應對現場通信質量造成影響。在網絡設計階段，宜在網絡中預留好診斷接口或使用帶鏡像端口的管理型交換機以便檢測設備無擾接入。常用的檢測設備包括：網絡測試儀、網絡分析儀、總線監視器、報文解析器等。
工業現場通信質量檢測方法可包括下列內容：
a) 物理層檢測：宜使用具備物理層信號參數測量功能的檢測設備在總線型拓撲最遠設備處、異常設備通信接口處等網絡拓撲關鍵節點，對物理層信號波形幅值、信號對稱性、過沖、運行電壓、上升時間、下降時間等指標進行測量，并判別測量值是否在通信協議規范允許范圍。
b) 數據鏈路層檢測：宜使用具備總線分析功能的檢測設備對丟包率、錯誤包率、端到端傳輸時延、傳輸時延抖動、時間同步精度、非基于時間同步精度等指標進行直接測量或間接計算，并判別在線設備列表、循環連接、循環時間是否與組態配置一致。
c) 應用層檢測：宜使用具備總線分析功能的檢測設備對應用層循環數據長度、非循環通信響應時間等指標進行檢測，并判別測量值是否與組態配置一致。
工業現場通信質量檢測過程應始終監測在線設備列表，并通過對數據鏈路層和應用層報文解析，分析網絡上所有設備的通信狀態，確認設備在長時間運行中是否存在退出循環通信或掉線的狀態，并記錄設備退出或掉線次數，分析此故障產生原因。
2.檢測及診斷流程
工業現場通信質量檢測及診斷流程，宜包括下列步驟：
a) 通信問題收集：收集并統計通信故障發生的時間、頻度、結果等信息。
b) 關鍵指標測量：根據收集的故障信息，依次開展物理層質量指標(見 6.2)、數據鏈路層質量指標(見 6.3)、應用層質量指標(見 6.4)檢測，并進行數據統計；
c) 異常和故障分析：根據關鍵指標測量結果，判斷故障類型，分析故障產生原因或影響因素(見第 7 章)；
d) 故障排查：根據故障分析結果，開展設備故障、物理介質、安裝操作、電磁干擾、組態配置、互操作不兼容等故障(第 8 章)排查；
e) 優化解決：根據通信故障分析和排查結果，形成工業現場通信優化解決方案。
更多詳情請見附件。
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