诊断中心总览

概述

DarraRT 诊断中心面向软 PLC + 机器人控制器全栈的故障定位与健康监控。不同于普通应用程序, DarraRT 运行在用户态 + 内核态双层架构之上, 涉及硬件时钟、NDIS 网卡、EtherCAT 帧、PLC 扫描周期、 机器人插补周期等多个强实时环节。任何一个层级的异常都会传导到上层 HMI 或生产节拍。

诊断中心的目标: 让工程师在 5 分钟内完成分诊, 30 分钟内定位根因, 2 小时内恢复产线。

PLC 产品不提供断点 / 单步执行调试能力。PLC 程序一旦装载即按扫描周期连续运行。异常处理遵循: 停 PLC → Q 区清零 → 日志记录 → 报警输出 的整体停机路径。调试依赖在线监视 / 强制赋值 / 交叉引用 / 趋势曲线 / 日志 / 报警等非侵入手段。

适用场景

场景	典型表现	首选入口
产线无法启动	IDE 连接失败 / Service 无响应	日志分析
产线周期抖动	扫描周期偶发超时 / 机器人顿挫	实时抖动分析
从站掉线	WKC 异常 / DC 同步丢失	网络诊断
驱动加载失败	\\.\DarraRT_Eth 无法打开	驱动诊断
CPU / 内存异常	Service 占用飙升 / 泄漏	系统健康监控
时序错位	日志时间不对齐 / 事件顺序异常	跟踪分析

诊断金字塔

DarraRT 的故障排查遵循自下而上的五层金字塔: 下层异常会伪装成上层症状, 因此定位必须逐层排除。

          ┌──────────────────┐
   5      │    应用层诊断     │  PLC 变量 / HMI 画面 / 报警记录
          └──────────────────┘
          ┌──────────────────┐
   4      │   运行时诊断      │  Service / IDE / Panel / SDK
          └──────────────────┘
          ┌──────────────────┐
   3      │    内核态诊断     │  三驱动 + GlobalIO Section + TSC
          └──────────────────┘
          ┌──────────────────┐
   2      │    驱动层诊断     │  NDIS / WDF / 核心隔离 / 中断亲和
          └──────────────────┘
          ┌──────────────────┐
   1      │    硬件层诊断     │  CPU / 内存 / 网卡 / 电源 / 温度
          └──────────────────┘

每往上推一层, 都应先确认下层无异常, 否则修上层只是治标不治本。

层级对应工具

层级	关键工具	日志/指标
1 硬件	BIOS / IPMI / HWiNFO / 风扇 SMART	温度 / 电压 / ECC 计数
2 驱动	sc query / DbgView.exe / devmgmt.msc	SCM 状态 / DbgPrint
3 内核	DbgView.exe / WinDbg / TSC 校准日志	Section 映射 / IRQL
4 运行时	logs/ide_*.log / logs/service_*.log	.NET 异常栈
5 应用	IDE 在线监视 / 报警列表 / 趋势曲线	PLC I/O 值 / 事件

诊断工具矩阵

不同问题需要不同工具。表格按现象反查工具, 直接可用。

现象	首选工具	备用工具	日志路径
IDE 启动崩溃	VS 输出 / ide_*.log	Event Viewer	%AppData%/DarraPLC/logs/
Service 启动失败	service_*.log	sc query DarraRT.Service	<Service.exe>/logs/
驱动加载失败	DbgView.exe	!devnode (WinDbg)	内核 DbgPrint
EtherCAT WKC 错误	debug_info.txt	Wireshark (ECAT 过滤)	Darra_EtherCAT_Master/
周期抖动 > 20μs	TSC 抖动直方图	Windows Performance Analyzer	logs/jitter_*.csv
SMI 抖动	DarraRT.sys SMI 计数	Intel PT	DbgView
网卡丢包	netstat -e / Wireshark	Npcap 计数器	NDIS 驱动统计
内存泄漏	Process Explorer	dotnet-dump	Service 任务管理器
死锁	ProcDump -ma	dotnet-trace	崩溃转储
文件占用	Handle.exe	Process Explorer	—
DockPanel 异常	ide_*.log	_last_layout.xml	%AppData%/DarraPLC/

快速分诊流程图

收到异常告警后的前 5 分钟必须走一遍以下决策树:

  [告警] → 能打开 IDE 吗?
             ├─ 否 → 看 %AppData%/DarraPLC/logs/ide_*.log
             │       ├─ 崩溃在构造函数 → 检查 DevExpress License / 字体 (MiSans)
             │       ├─ 崩溃在 Load → 检查 _last_layout.xml 版本
             │       └─ 无日志 → Event Viewer → .NET Runtime 错误
             │
             └─ 是 → Service 状态正常吗? (IDE 标题栏)
                     ├─ 否 → 看 logs/service_*.log → 常见: 端口占用 / 证书过期
                     │
                     └─ 是 → EtherCAT 总线状态?
                             ├─ Init/PreOP → 看 debug_info.txt → 检查 ENI 配置 / 从站身份
                             ├─ SafeOP → DC 同步异常 → 走 network-diagnostics
                             └─ OP → 跳到应用层: PLC 在线监视 / 变量值异常

关键原则: 不要跳层。如果看到 PLC 变量异常, 先确认 OP 状态稳定 ≥ 60 秒, 再查 PLC 逻辑。

三驱动架构下的诊断入口

DarraRT 诊断的特殊之处在于需要同时观察三个内核驱动的状态。

驱动	设备路径	关注指标	对应文档
DarraRT.sys	\\.\DarraRT	核心隔离数量 / TSC 校准偏差 / SMI 次数	实时抖动
DarraRT_Eth.sys	\\.\DarraRT_Eth	NDIS 绑定 / PDO 帧率 / WKC	网络诊断
DarraRT_PLC.sys	\\.\DarraRT_PLC	VM 扫描周期 / IOMerge 计数	驱动诊断

三驱动通过 GlobalIO Section 零拷贝共享状态。任何一个驱动未正常映射 Section, 都会导致 IOMerge / CyclicUpdate 输出全零。这是初学者最常踩的坑 — 不要只看 Service 日志, 务必用 DbgView 观察 Section 映射日志。

日志等级与读取顺序

所有 DarraRT 日志统一使用 LogManager.Get("模块名"), 等级从低到高:

Trace < Debug < Info < Warn < Error < Fatal

异常分析推荐读取顺序:

1. 先看最后 30 秒 Fatal → 崩溃根因
2. 再看最后 5 分钟 Error → 异常扩散路径
3. 最后看最后 1 分钟 Warn → 预警信号
4. 若根因不明, 再打开 Debug 级重新复现

禁止: 直接从头到尾翻日志。2GB 日志人工读不完, 必须按时间窗 + 级别过滤。

异常模式速查表

现象	根因	定位方法	解决
IDE 启动闪退	DevExpress 许可证 / 字体	VS 输出窗口异常类型	安装 MiSans + 刷新 License
"Collection was modified"	foreach 遍历时修改集合	堆栈 → MoveNext	用 .ToArray() 快照
"DockTo ... not supported"	DevExpress API 过时	异常堆栈第一行	换 DockController.Dock 新 API
MSB3027 无法复制	Service 进程锁定	Handle.exe <dll>	pre-build taskkill /IM
\\.\DarraRT 打开失败	驱动未加载	sc query DarraRT	sc start DarraRT
PDO 全零	GlobalIO Section 未映射	DbgView 搜 MapViewOfSection	重启三驱动按顺序
周期偶发 100μs 峰值	SMI 中断	DarraRT.sys SMI 计数递增	BIOS 关闭 USB Legacy / C-State
WKC 计数卡在 N-1	末站身份校验失败	debug_info.txt 搜 SII	重烧从站 EEPROM

高级技巧

• 多驱动事件时间线对齐: 用 TSC (Time Stamp Counter) 替代 DateTime.Now, 三驱动同基准, 跨层因果关系清晰。参考 跟踪分析。
• 离线复盘: IDE 支持将一段生产周期的 PLC 变量 + 报警 + 日志打包为 .darradump, 离线加载回放, 不影响现场产线。
• 一键健康报告: IDE 菜单 诊断 → 导出健康报告 会自动汇集 6 类日志 + 驱动状态 + 硬件温度, 生成 PDF, 适合远程支持场景。

相关文档

• 系统健康监控 — 硬件与系统指标基线
• 日志分析 — 四类日志的定位与检索
• 跟踪分析 — 扫描周期 / 运动轨迹回放
• 网络诊断 — EtherCAT / TCP / Modbus 问题
• 实时抖动分析 — 内核隔离与抖动优化
• 驱动诊断 — 三驱动层面的根因定位
• PLC 在线监视
• 冗余配置