L' importanza della Manutenzione Predittiva per reti Profibus e Profinet - Micaela Caserza Magro
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
L’ importanza della Manutenzione Predittiva per reti Profibus e Profinet Micaela Caserza Magro – micaela.caserzamagro@gfcc.it
Sommario 1 Chi è PI Italia 2 La manutenzione 4.0 ed il ruolo della comunicazione 3 Profibus e la sua diagnostica 4 Profinet e la sua diagnostica Editable name of event © 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 2
Chi siamo
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 3
PI International: una presenza mondiale
Canada Paesi Bassi UK Norvegia Finlandia Sudafrica
PICC, PITC RPA, PICC, PITC, PITL RPA, PICC, PITC RPA, PICC, PITC RPA RPA, PICC, PITC
USA Belgio Irlanda Svezia Danimarca India
RPA, PICC, PITC, PITL PICC, PITC RPA, PICC, PITC RPA, PICC RPA RPA, PICC
Brasile Francia Turchia Cina
RPA, PICC, PITC RPA, PICC, PITC PICC RPA, PICC, PITL
Bolivia Germania Libano Asia sudorientale
PICC, PITC RPA, PICC, PITC, PITL PICC RPA
Cile Svizzera Taiwan Corea
RPA, PICC, PITC PICC, PITC RPA RPA, PICC
Argentina Italia Medio Oriente / EAU Giappone
PICC, PITC RPA, PICC, PITC RPA, PICC RPA, PICC, PITL
Spagna Polonia Rep. Ceca Arabia Saudita Australia/
RPA, PICC, PITC RPA, PICC, PITC RPA, PICC, PITC, PICC, PITC Nuova Zelanda
PITL RPA, PICC, PITC
PI nel mondo: Supporto tecnico PI:
56 Centri di Competenza PI (PICC)
25 Associazioni PI regionali (RPA) 32 Centri di Formazione PI (PITL)
9 Test Lab PI (PITL)
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 4
Consorzio PI in Italia
73 aziende consorziate e 3 Centri di Competenza
PROFIBUS e PROFINET Italia 5
Ruolo della comunicazione: ambienti di applicazione
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 6
7
I requisiti della comunicazione in I4.0
Dati affidabili Dati
Tempistiche
per Infrastruttura
trasferimento di rete
dati
Servizi del
sistema di
comunicazione
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 7
Manutenzione 4.0
Manutenzione
4.0
Tecnologie
Uso dei dati
abilitanti
Cloud Trattamento
Big data M2M Analytics
computing dei dati
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 8
Efficienza di un bus
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 9
Le tecnologie disponibili
PROFIBUS RS 485
Fieldbus
PROFINET Ethernet
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 10Profibus in a nutshell
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 11Regole di progettazione e cablaggio
Cavi certificati tipo A
Cavo
RS 485 Terminazione attiva, una ad ogni estremità del segmento
Lunghezze massime funzione della velocità di trasmissione
Messa a terra degli schermi da entrambi gli estremi
Separazione dei cavi
Max. 32 dispositivi per segmento
Max. 126 dispositivi su rete
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 12Categorie di errori in Profibus
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 13Come fare diagnostica e troubleshooting
Controllo Connettori
Ispezione visiva
Controllo Morsettiere
Controllo Led
Ricerca
guasti
Analizzatori di
Oscilloscopi
protocollo
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 14Ispezione visiva
La maggior parte dei dispositivi hanno degli indicatori che danno un’informazione circa il
loro stato. Questo è molto importante per gli utenti, specialmente il personale di
manutenzione. Con tre indicatori possono essere chiarite molte situazioni
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 15Analizzatori di protocollo
Uno degli strumenti più importanti per la diagnostica!!!!!!
è un’applicazione PC che estrae i dati dal bus e li salva in un database
Il tecnico può analizzare i messaggi e venire ad una conclusione circa lo stato dei dispositivi in rete.
La prevedibilità di Profibus fa si che l’uso di questo strumento sia molto facile
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 16Funzionalità analizzatori di protocollo
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 17Cosa misurano gli analizzatori di protocollo
Corto circuiti –
Lunghezza cavi
problemi sui cavi
Guasti sugli
Live list
schermi
Identificazione
terminazioni
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 18Gli analizzatori di protocollo come master Classe 2:
Verifica
Network scan
configurazione
Impostazione
I/O debugging
indirizzi di rete
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 19Oscilloscopi
È l’unico strumento che mi permette di vedere il segnale del bus
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 20Oscilloscopi
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 21Cosa misurano gli oscilloscopi
Ampiezza
EMC
del segnale
Rumore Riflessioni
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 22Come fare diagnostica e troubleshooting
Guasti su DP Cavo scollegato Installazione running
Guasto generale di
Non possibile Analizzatore di rete
comunicazione
Doppio indirizzo Non possibile Analizzatore di rete
Indirizzo errato Ispezione visiva Analizzatore di rete
Nessuna terminazione Multimetro Oscilloscopio
Troppe terminazioni Multimetro Oscilloscopio
Analizzatore di rete +
Dispositivo mancante Tester
Master II
Analizzatore di rete +
Diagnostica dispositivi Non possibile
Master II
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 23Come fare diagnostica e troubleshooting
Guasti su DP Cavo scollegato Installazione running
Corto circuito, cavi incrociati Multimetro Oscilloscopio
Problemi di EMC Oscilloscopio Oscilloscopio
Regola del 1 metro Non possibile Oscilloscopio
Guasti di configurazione Non possibile Analizzatore di rete
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 24PROFINET in a nutshell
Internet
Automazione Controllo assiLo stack PROFINET
1 Canale standard
Applicaz.
IT Applicazioni PROFINET Connessione e invio dei
p.e.:
1 Dati parametri
HTTP Dati di
SNMP Standard Processo Lettura / scrittura aciclica
DHCP, etc.
Real time
TCP/UDP
IP
2 RT 2
Canale real time RT
Ethernet Dati ciclici di processo
Allarmi
Attribuzione del nome e
dell‘indirizzo IP
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 26PROFINET i dispositivi nella rete
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 27Livello fisico
Cavo con doppino intrecciato blindato. Velocità >= 100 Mbit/s
Connessione punto / punto
Lunghezza di un segmento: 100 m per 100baseTX
Trasmissione differenziale su 4 fili
Trasmissione full-duplex
Switched Ethernet
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 28Quali errori in PROFINET
• Cavi danneggiati
Problemi di • Disturbi EMC
rete • Errori di cablaggio
• Indirizzi duplicati
Problemi di • Porta non aperta
configurazione • Indirizzi non assegnati
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 29Strumenti di diagnostica
Ispezione
visiva
Ricerca
guasti
Analizzatore
Controllo
di
cablaggio
protocollo
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 30Test cablaggio
Filo di rame
TX+ 1 1 TX+
Isolamento del filo
TX- 2 2 TX-
Guaina interna RX+ 3 3 RX+
RX- 6 6 RX-
Foglio di blindatura
Schermatura
Guaina esterna
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 31Cablaggio PROFINET
ETHERNET è differenziale per limitare la sensibilità alle interferenze EMC.
La blindatura deve essere collegata a terra a entrambe le estremità.
Normalmente effettuato collegando la blindatura del cavo all’equipment, tramite il
connettore
Occorre quindi assicurarsi che l’equipment sia effettivamente collegato a terra!
Errori più comuni:
Blindatura non corretta
Collegamento a terra non corretto
TX+ 1 1 TX+
TX- 2 2 TX-
RX+ 3 3 RX+
RX- 6 6 RX-
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 32Verifica cablaggio
Errori di connessione
Assenza di fili tagliati
Assenza di cortocircuiti
Continuità della blindatura
Lunghezza del cavo
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 33Esempi di guasti
Schermatura Cortocircuito
off tra 3 e 6
Rottura cavo Cavo 1 e 3
1 invertiti
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 34Telegramma PROFINET
4 bytes aggiunti all‘header
2 campi TYPE nel telegramma!
Attenzione : certi switches eliminano il VLAN tag
La priorità indica il telegramma più prioritario a livello degli switch
Per esempio, PROFINET-RT ha una priorità elevata (6)
PRE SFD DA SA TYPE DATA PAD FCS
7 bytes 1 byte 6 bytes 6 bytes 2 bytes 46 – 1500 bytes 4 bytes
TYPE = 0x8100 PRIORITY 0 VLAN-ID
2 bytes 3 bits 1 bit 12 bits
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 35NETWORK PLANNING
La topologia della rete deve seguire i seguenti criteri:
Disposizione spaziale dei componenti in maniera coerente al layout impianto
Calcolo lunghezza tratte di linea
Previsione espansioni future
Calcolo carico di rete e traffico non PROFINET RT
Verifica qualità e degrado dei telegrammi trasmessi
Verifica isolamento EMC
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 36CARICO DI RETE – NETLOAD
Il traffico PROFINET coesiste con la comunicazione Ethernet (TCP/IP), ma ha una diversa
priorità sui nodi di rete (switch)
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 37PROFONDITA’ DI RETE
La massima profondità della rete dipende dai tempi di aggiornamento dei dati e dal
ritardo introdotto dagli elementi di rete: switch store-and-forward o cut-throught
Switch Store-and-Forward
Switch Cut-Throught
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 38VALORI DI RIFERIMENTO
FRAME PROFINET FRAME FRAME P
FRAME PROFINET FRAME PROFINET
ETHERNET
1msec 1msec 1msec
Jitter time
JITTERTOOLS DI ANALISI TRAFFICO
Caratteristiche:
Registrazione e analisi dei telegrammi ETHERNET
Necessita un PC portatile
Statistiche base
Ethernet doppino incrociato o WiFi
Ethernet doppino incrociato o WiFi
Generatore di traffico
GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day – Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 © 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 40COME ANALIZZARE: MIRRORING
Nessun accesso ai telegrammi scambiati su uno switch classico!!!
Sugli switches managed: possibilità d’attivazione della funzione di MIRORRING
Copia dei dati scambiati fra 2 porte, su una 3a porta
Come attivare il
Mirroring dello Switch
GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day – Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 © 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 41ANALISI CON SWITCH MIRRORING
VELOCE
VANTAGGI E RICHIEDE SOLO UN TOOL
SVANTAGGI SOFTWARE
FACILE
NECESSITA LA
POCO PRECISO
CONFIGURAZIONE
DELLO SWITCH
GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day – Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 © 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 42WIRESHARK
Tool open source, gratuito, divenuto uno standard
Scaricabile da www.wireshark.org
Decodifica di PROFINET IO, Ethernet/IP, Modbus TCP, Powerlink, Ethercat
Start / Stop
Interfaccia
Ethernet Salvataggio Visualizza
Ethernet
Interface File
Registrazione Filtro di
Caricamento visualizzazione
GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day – Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 © 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 43VISUALIZZAZIONE WIRESHARK
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 44ANALISI TRAMITE TAP
Misure con un TAP
Carico elettrico aggiuntivo sul collegamento ETHERNET
Può perturbare lo scambio dati
TAP passivo TAP attivo
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 45ANALISI TRAFFICO DI RETE – TAP
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 46ANALISI TRAFFICO DI RETE – TAP
Visualizzazioni dei TAP:
Scelta diagnostica Anomalie
Errori Netload Allarmi Picchi di carico
attiva o passiva di rete
Netwotk load
Jitter dei telegrammi
Broadcast o multicast net load
Update times
Cicli di invio del controllore
Device diagnosi, failures, restarts,
Error telegrams
Trigger function per allarmi
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 47FUNZIONI AVANZATE DEI TAP
Trigger per Allarmi via:
SNMP
E-mail
TAP
Interfacce WEB
OPC, ..
Uso protocollo ARP/SNMP/LLDP per la generazione della topologia della rete:
IP / MAC address ,
PROFINET name,
Nome dei device e failure
Statistiche delle porte : errori e telegrammi scartati
Lughezza dei cavi e interruzioni di linea,..
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 48INFORMAZIONI STRUTTURATE DI FAULT
Le informazioni di diagnostica sono strutturate gerarchicamente
→ Nome di stazione, slot, subslot, porta, tipo di porta, info di default
Livello 2: Fault nel
Livello 1: Modulo (p.e. Manca tensione
Fault a livello scheda analogica modulo 3
SF Subslot
Kanal 01 Kanal 0 1 Kanal 0
Subslot
Stazione BF
(p.e. Valvola
ON Subslot
Kanal 12 Kanal 1 2 Kanal 1
Subslot Livello 3: Fault nel
Stazione 2) Sub Modulo
Subslot
Kanal 23 Kanal 2 3 Kanal 2
Subslot
... ... ...
Can. 1
Can. 2
Can. 3
Can. 4
Channel
Kanal x x Kanal
Channel
x x Kanal x Livello 4: Fault a livello della
porta (p.e.: corto-circuito porta 2)
Slot 1 Slot 2 Slot 3
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 49DIAGNOSTICA SEMPLICE SULLO SWITCH
Led comuni sugli switches. Non normalizzato!
Status sullo switch:
Colore Significato Status Descrizione
Verde POWER on alimentato
off non alimentato
Status per Porta:
Colore Significato Status Descrizione
Verde LINK on Collegamento stabilito
off Nessun collegamento
Giallo RX/TX on Trasferimento dati
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 50TIPI DI DIAGNOSI
Verifica dei led sui device e sugli switch
Ping dei dispositivi per verificare la
raggiungibilità sulla rete
Che tipo di
Analisi web-based
diagnosi ?
Analisi dei pacchetti «sniffati» dalla rete
Test dei cavi
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 51PNM – PERMANENT NETWORK MONITORING
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 52PNM – PERMANENT NETWORK MONITORING
✓ Monitoraggio in tempo reale e in continuo dello stato della rete
✓ Notifica istantanea nel
verificarsi di un
malfunzionamento
✓ Gestione degli allarmi
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 53GESTIONE DEGLI ALLARMI
✓ Una corretta gestione degli allarmi permette di ridurre i
tempi di interruzione della produzione
© 2020 PROFIBUS e PROFINET Italia 54Grazie per l’attenzione !
Puoi anche leggere
