Conception and Development of a Device for Automatic Monitoring of Ethernet Communication Systems, Based on the Industrial Computer PR21

Abstract

To capture Ethernet traffic in Rexroth costumer applications, an easy-to-install and operable recording hardware should be made available for use. The hardware used is the mini IPC IndraControl PR21, a compact industrial graded Linux target. The PR21 is extended with the aid of an Input/Output (I/O) module with 24V inputs. The configuring of the target is triggered automatically with an USB stick via configuration format files. The software which coordinates those tasks is developed in C++ with a modular architecture, making it possible to use different capture tools and other configurations to support distinct costumer needs. The aim of the work is, in short words, to start and stop the capture of Ethernet traffic depending on the status of certain inputs, which can be set manually (e.g. through buttons) or through outputs of other devices, like PLCs. Captured packets shall be stored in an USB stick in order to simplify analysis purposes.

Com o objetivo de capturar tráfego Ethernet nas aplicações de clientes da empresa Bosch Rexroth, este projeto busca disponibilizar um dispositivo de fácil instalação e operabilidade que seja capaz de registrar a comunicação em redes industriais. O hardware utilizado é o mini computador industrial IndraControl PR21, que utiliza um sistema operacional Linux. O PR21 é estendido com um módulo de Inputs/Outputs (I/O) com inputs de 24V, que são utilizados para engatilhar ações como iniciar e parar a captura de pacotes no dispositivo. A configuração do sistema é feita de forma automática quando iniciado o programa no dispositivo, de modo que ele interpreta arquivos em formato .ini de um USB stick. O software que coordena todas essas tarefas foi desenvolvido na linguagem de programação C++ seguindo uma arquitetura de software modular, abrindo a possibilidade de que diferentes ferramentas de captura e bibliotecas possam ser utilizadas, dependendo da necessidade do cliente. A meta do trabalho ficou definida em iniciar e parar a captura de tráfego Ethernet dependendo do status de certos inputs, que podem ser ativados manualmente (como no caso deste trabalho, através de botões), ou por sinais de saída de outros dispositivos, como CLPs. Os pacotes capturados são então gravados em uma localidade definida pelo arquivo de configuração, seja ela no USB stick ou mesmo dentro do PR21, para facilitar propósitos de análise.