25. SEPTEMBER 2017

zurück

kommentieren drucken  

Vorbeugen ist besser


Bussysteme - Werkzeuge zur Fehlerdiagnose von Feldbussystemen kommen meist nur bei der Inbetriebnahme und im Fehlerfall zum Einsatz. Doch Feldbussysteme verraten schon im Telegrammverkehr viel über den Zustand der einzelnen Teilnehmer. Dessen rechtzeitige Auswertung ermöglicht es, Störungen schon im Vorfeld zu erkennen.

Die Steuerung von Produktionsanlagen geschieht immer öfter unter dem Einsatz von Feldbussystemen, und entsprechend folgenschwer ist deren fehlerhafte Funktion. Speziell Anlagen mit einer hohen Anforderung an die Verfügbarkeit benötigen deshalb eine Möglichkeit zur einfachen, schnellen und verständlichen Diagnose des Bussystems, um die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen und die Ausfallzeiten zu verringern.
Beim weitverbreiteten Bussystem Profibus ermöglichen dies sogenannte Telegramme, die die verschiedenen Busteilnehmer untereinander austauschen. Diese Diagnosemeldungen sind die Grundlage für die Beseitigung von Fehlern und erlauben damit eine vorausschauende und vorbeugende Wartung der Anlage. Ein Problem dabei ist jedoch, daß die Diagnoseinformationen zum einen als solche erkannt werden und zudem für einen Anwender verständlich sein müssen. Zudem ist dabei zu unterscheiden zwischen physikalischen und logischen Fehlern auf dem Bussystem selbst sowie Fehlern im Prozeßablauf. Zu den echten Problemen gehören beispielsweise Konfigurations- und Parametrierfehler oder Fehler bei der Modulauswahl. Vermeintliche Busprobleme sind etwa Grenzwertüberschreitungen oder auch Kabelbrüche auf der Feldseite, die jedoch keine Störung des Busses selbst sind. Beide Fehlertypen werden in einem Slave-Diagnosetelegramm übertragen.
Weitere auswertbare Informationen sind der Netzstatus mit allen Teilnehmern sowie allgemeine Zustandsmeldungen und statistische Informationen wie Buszykluszeiten und Angaben zu auftretenden Fehler- und Wiederholungs- Telegrammen. Diese Informationen werden jedoch nicht explizit mit einem Telegramm übertragen. Sinnvoll interpretieren läßt sich diese Vielzahl von Informationen jedoch nur durch eine klare Strukturierung, damit das Service- und Wartungspersonal sie auch ohne Expertenwissen verstehen und interpretieren kann. Um im laufenden Betrieb vor Überraschungen sicher zu sein und um schleichende Fehler rechtzeitig zu erkennen, ist deshalb der Einsatz eines Diagnose-Tools unumgänglich, denn auch die besten Vorsorgemaßnahmen schützen im laufenden Produktionsbetrieb nicht vor Störungen und Fehlern auf dem Bus oder bei den Teilnehmern selbst. Ein gutes Hilfsmittel dazu ist zum Beispiel das Diagnose-Tool Profibus Scope der Schweriner Automatisierungstechnik- Spezialisten Trebing & Himstedt. Diese Software erleichtert nicht nur die Installation von Profibus-Systemen, sondern bietet zudem Funktionen wie Versionsverfolgung und automatische Dokumentation zur Qualitätsbewertung und vorbeugenden Instandhaltung über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage. In der Betriebsart »Diagnose« analysiert die Software den Telegrammverkehr und präsentiert das Profibus-Netz inklusive aller Diagnosemeldungen. Dabei werden sämtliche Teilnehmer grafisch dargestellt, eine farbliche Kennzeichnung signalisiert deren jeweiligen Zustand. Eigens gekennzeichnet werden ausgefallene Teilnehmer und Teilnehmer mit Diagnosemeldungen. Sämtliche aufgetretenen Meldungen werden in einem Diagnosepuff er chronologisch eingetragen und in einer separaten ASCII-Datei gespeichert. Standard- Diagnosen werden dabei als Klartext ausgegeben, so daß die Meldung für den Anwender verständlich ist. Ebenfalls im Klartext präsentiert das Programm zudem die erweiterten Diagnosemeldungen, falls die jeweilige GSD-Datei mit der dem Diagnosecode entsprechenden Meldung des Teilnehmers hinterlegt ist. Dieses Verfahren ermöglicht rasch und ohne großen Aufwand eine Dokumentation des aktuellen Zustands der Kommunikation zwischen den Teilnehmern der Anlage.

Alle Informationen über die Anlage oder auch über einzelne Teilnehmer lassen sich in Form von Prüfprotokollen ausdrucken. Eine Langzeitaufzeichnung mit statistischen Auswertungen erlaubt zudem eine kontinuierliche Überwachung des Profibus und ermöglicht es, die sonst nur schwer diagnostizier baren Ursachen für sporadische Fehler aufzudecken. Für eine leichtere Kontrolle aus der Ferne verschickt das System auf Wunsch auch Benachrichtigungen per E-Mail, wenn bestimmte Kriterien eintreten, etwa Diagnosemeldungen, Teilnehmerausfälle, Überschreitung der Busumlaufzeit oder ein Ansteigen der Fehlertelegrammrate. Eine frühzeitige Erkennung des Fehlers erlaubt daneben auch die Möglichkeit, die Zustände des Netzes zu verschiedenen Zeiten zu vergleichen und alle Unterschiede übersichtlich aufzulisten.
Oft genügt schon diese komfortable Auswertung der Telegramme, um einen Fehler zu beseitigen. In der speziellen Betriebsart »Telegramme« kann das System jedoch zudem den gesamten Telegrammverkehr explizit aufzeichnen, so daß sich jedes einzelne Telegramm individuell auswerten läßt. Eine Vielzahl an Trigger- und Filtereinstellungen erlaubt dabei eine komfortable Selektion und Aufzeichnung des fehlerrelevanten Telegrammverkehrs bis zu einer Datenübertragungsrate von 12 Megabit pro Sekunde. Obwohl sich das Diagnose-Tool in dieser Betriebsart primär an Service-Ingenieure und Entwickler wendet, ist seine Oberfläche so gestaltet, daß es auch Anwender mit Profibus-Grundkenntnissen bedienen können. Hilfe leistet dabei unter anderem eine umfangreiche Online-Datenbank mit einer Beschreibung aller typischen Fehlerbilder. Eine Exportfunktion ermöglicht zudem die Ausgabe der erfaßten Daten zur Auswertung in andere Programme, wie beispielsweise Excel. Dieses Verfahren ermittelt zuverlässig logische Busfehler, etwa doppelt vergebene Teilnehmeradressen sowie durch EMV-Störungen verfälschte oder defekte Telegramme oder durch Fehlparametrierung gestörte Teilnehmer. Zudem zeigen sich physikalische Fehler wie fehlende Abschlußwiderstände, Kurzschlüsse oder verdrehte Leitungen aufgrund ihrer charakteristischen Fehlerbilder. Mit der weiteren Betriebsart »Signale« lassen sich zudem die Prozeßdaten direkt aufzeichnen, um einzelne Meßstellen und Signale auszuwerten. Die Darstellung erfolgt in einem y-t-Diagramm.
Weltweit im Einsatz ist die Lösung bei einer Vielzahl von Anwendern in der Automobilindustrie, im Maschinen- und Anlagenbau, in der Pharma-, Chemie- und Nahrungsmittelindustrie sowie in Trainings- und Kompetenzzentren. Den physikalischen Zugang zum Profibus vermittelt dabei weitverbreitete Standardhardware von Siemens. Der optional erhältliche Ethernet-Gateway xEPI von Trebing & Himstedt ermöglicht zudem die Diagnose über Ethernet. Der Adapter kann im Schaltschrank der Anlage installiert werden und erlaubt dem Anwender einen permanenten Profibus- Zugang und eine Diagnose über Ethernet unabhängig vom Standort.

Lutz Stiller, Trebing & Himstedt

FAKTEN
Ein optimales Diagnosetool bietet:
¦ übersichtliche Bereitstellung von statistischen Informationen (Diagnosemeldungen, Geräteausfälle, Buszykluszeiten, Fehlertelegramme …)
¦ Definition von Filtern und Triggern
¦ Schnittstelle zur Weiterverarbeitung der Meßergebnisse
¦ Langzeitmessung
¦ Darstellung von Prozeßvariablen
¦ Vergleich von Messungen mit Auswertung
¦ E-Mail-Benachrichtigung
¦ Dokumentation der Meßergebnisse (Prüfprotokolle)
¦ Standardhardware kann verwendet werden.

Sonderausgabe:
DIGEST 2005
Unternehmen:
Bilder:

kommentieren drucken  


ANZEIGE

 

Diese Artikel könnten Sie ebenfalls interessieren...

Gasverteilung in Echtzeit

Gasverteilung in Echtzeit

Ethernet - Im Amsterdamer Gas- und Energieverteilnetz werden Ethernet-Extender als Teil der Regelung für das Realtime-Monitoring, die Alarmierung und das Durchflussmesssystem eingesetzt. » weiterlesen
Kompakt und clever

Kompakt und clever

Feldbuskommunikation - Feldbussysteme steigern die Produktivität getakteter Maschinen.Ein neues I/O-System mit steckbaren Elektronikmodulen kombiniert hohe Funktionalität auf kleinstem Raum. » weiterlesen
Offen und trotzdem sicher

Offen und trotzdem sicher

Feldbus – Mit Open Safety erscheint jetzt erstmalig ein sicherheitsgerichtetes Busprotokoll unter Open-Source-Lizenz. Es erweitert das offene Powerlink-Programm um eine zentrale Komponente. » weiterlesen
Sicher im Ex-Bereich

Sicher im Ex-Bereich

Feldbussysteme Die Entwicklung bei der Funktionalen Sicherheit geht weg von separatenPunkt-zu-Punkt-Verbindungen. Moderne Datenbussysteme finden immer stärkere Akzeptanz. » weiterlesen
Getriebe und Motoren aus einer Hand

Getriebe und Motoren aus einer Hand

Kooperation – Der österreichische Automatisierungstechnikhersteller Bernecker + Rainer und der Getriebespezialist Neugart aus Kippenheim in Baden haben ein weltweites Kooperationsabkommen geschlossen. » weiterlesen
 
» Finden Sie weitere Artikel im :K-Artikelarchiv

  Jetzt Newsletter
abonnieren!


Aktuelle Ausgaben