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| Fachartikel
- Diagnose für Profinet- und Profibus-Netzwerke |
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Date: April 2009
Hohe Verfügbarkeit und wenig ungeplante Stillstandszeiten sind der Hebel zur Produktivitätssteigerung von Maschinen und Anlagen. Instandhaltung macht einen signifikanten Teil der Life-Cycle-Cost aus – sie sollte deshalb möglichst einfach und zuverlässig ausführbar sein. Dies gilt auch für das Nervensystem der Anlage: die Kommunikationstechnik mit Ethernet- und Feldbussystemen.
Mit bald 30 Millionen installierten Profibus-Knoten und nahezu 2 Millionen Profinet-Knoten haben diese beiden Kommunikationssysteme bei Feldbus- und Industrial Ethernet-Applikationen die Nase weit vorn. Bei richtiger Installation sind beide Systeme äußerst robust und zuverlässig im industriellen Einsatz. Damit diese Installation richtig ausgeführt wird und das notwendige Wissen über den Betrieb der Kommunikationssysteme verfügbar ist, bietet Procentec diverse Geräte und Dienstleistungen im Umfeld von Profinet und Profibus an.
Die Kompetenz macht's
Procentec ist ein unabhängiges Unternehmen, dessen Produktspektrum sich seit über zehn Jahren auf Profibus- und Profinet-Technologien konzentriert. Die Haupttätigkeit liegt in der Bereitstellung von Produkten für Inbetriebnahme, Diagnose und Service von Profibus und Profinet Netzen und dem weltweiten Support von Endkunden. Die Produkte und Lösungen von Procentec sind darauf ausgerichtet, den Einsatz von Profibus und Profinet-Netzwerken in der industriellen Automatisierung einfach und erfolgreich zu gestalten. Das Unternehmen ist akkreditiertes Profibus und Profinet Competence Center und unterhält eines der weltweit acht anerkannten Testlabore von PI (Profibus + Profinet International) für die Zertifizierung von Profibus-Komponenten. Procentec führt weltweit Schulungen zur Ausbildung von Certified Profibus / Profinet Engineers durch.
 Profinet richtig verkabelt
Mit dem Kabeltester PN1 von Procentec steht jetzt erstmals ein Handheld-Gerät zur Verfügung, um den Zustand eines Profinet Kabels nach der Installation zu überprüfen. Der PN1 ist ein robustes, für industrielle Umgebungen geeignetes und einfach zu bedienendes Produkt. Es gibt dem Techniker ein schnelles und verständliches Feedback über die Qualität der Verkabelung einer Profinet-Installation. Es kann auch in allen anderen Ethernet- Netzwerken mit 4-Draht und 8-Draht geschirmten Kabeln genutzt werden; außerdem kann es Telefonkabel und Koaxkabel testen. Die Bedienung des Gerätes bedarf keiner besonderen Einarbeitung: Mit einem Tastendruck wird das Testergebnis auf einem großen LCD-Display deutlich angezeigt. Wenn ein Kabel den Test nicht besteht, wird in Klartext gemeldet, worin das Problem besteht und welche Adern/Pins betroffen sind. Es erkennt Kurzschlüsse, Leitungsbrüche, Vertauschungen, Falschverkabelungen und Split Pairs und testet die Schirmung des Kabels. PN1 ist geeignet für 4- und 8-Draht Profinet und reguläres Ethernet Kabel (CAT6, CAT-5E, CAT-5, CAT-4, CAT-3) und für gerade und 90° Metall- oder Plastik-Stecker. Der Handheld Tester PN1 ist mit einer 9 V Batterie für 150 Stunden betriebsbereit; er kann bei einer Betriebstemperatur von 0–50 °C eingesetzt werden.
 Robuste Profibus-Netzwerke aufbauen
ProfiHub ist eine flexible und robuste Netzwerkkomponente für Profibus DP-Installationen. Sie macht die betriebssichere Implementierung von Stichleitungen und von stern- und baumförmigen Netzstrukturen möglich. Das Gerät hat die Funktionalität eines transparenten 5-fach-Repeaters mit galvanisch getrennten Kanälen. Er ermöglicht den Aufbau von verlängerten Stichleitungen, die jeweils einzeln bis zu 31 Geräte bedienen und die gleiche Länge wie die Haupt-Busleitung aufweisen können. ProfiHub frischt die auf einem Kanal eingetroffenen Nachrichten auf und leitet sie an alle anderen Kanäle weiter („Chicken Foot“-Topologie). Da ProfiHub C5 galvanisch getrennte Segmente entstehen lässt, können die Feldgeräte im laufenden Betrieb aus- und eingebaut werden. Außerdem breiten sich elektrische Störungen auf dem Bus und EMV-Störungen auf einer Stichleitung nicht auf die anderen Segmente aus. Die intelligente Logik und die Isolationsschaltungen des ProfiHub C5 sorgen dafür, dass sich die Bitbreite nicht verändert. Dadurch gelten bei den ProfiHub-Geräten keine Beschränkungen für das serielle Zusammenschalten. Die Logik erkennt auch die Übertragungsgeschwindigkeit automatisch. Zur Erleichterung der Installationsarbeiten ist die Terminierung durch Abschlusswiderstände integriert und lässt sich einund ausschalten. Auch das Erdungsprinzip ist auswählbar: direkte oder kapazitive Erdung. Für Fehlersuche, Instandhaltung und Inbetriebnahme verfügen die ProfiHubs über ein Display auf der Außenseite, das den Status der einzelnen Kanäle anzeigt.
Profibus-Diagnose
Profibus-Netzwerke sind robust und verzeihen manchen Installationsfehler – Segen und Fluch zugleich. Die Betrachtungsweise „Bus funktioniert – also stimmt die Installation“ kann bei Änderungen oder Erweiterungen von Anlagen leicht ins Auge gehen: bislang unbeachtete Installationsfehler können zu einem Ausfall des Profibus-Netzwerks führen. Deshalb ist eine umfassende Diagnose immer sinnvoll, sowohl für Profibus DP als auch für Profibus PA. Der ProfiTrace Busanalysator von Procentec zeigt sich dieser Aufgabe gewachsen: in einem Gerät analysiert er sowohl DP- als auch PA-Netze und liefert alle notwendigen Informationen über das Netz. Profibus DP und PA werden heute in breitem Stil in der Prozessautomatisierung und besonders auch in hybriden Anlagen eingesetzt. Die Auswahl an Feldgeräten ist ausreichend groß und die Einsatzbedingungen kennen praktisch keine Grenzen: Profibus kommt in Kleinstanlagen ebenso zum Einsatz wie in Anlagen mit tausenden von Feldgeräten. Als zentrales Nervensystem für die Übertragung aller Informationen aus dem Feld wird er zum wichtigen Asset der Anlage. Damit bekommt auch das Thema der einfachen Fehlersuche sowie Konzepte für eine überzeugende Wartung und Instandhaltung besondere Bedeutung.
 Testtool für Profibus DP und PA
Zur Untersuchung von Profibus- Netzwerken braucht man grundsätzlich zwei verschiedene Tools: einen Bus-Analysator zur Untersuchung der Protokoll-Qualität und ein Oszilloskop zur Untersuchung der Signalqualität. Das All-in-One Diagnosetool ProfiTrace 2 von Procentec vereinigt on-line Busmonitoring, Analyse der Signalqualität und Busmasterfunktionen mit einem Highspeed-Digitaloszilloskop: Die im ProfiTrace 2 verwendete USB- Hardwareplattform ProfiCore Ultra ist mit einem digitalen Oszilloskop ausgestattet, mit dessen Hilfe Bus-Signale bis zu einer Datenrate von 12 MBaud analysiert werden können. Fehler durch Rauschen, Reflexionen, Spannungsabfälle, Fehlanpassungen, Kabelbrüche oder Konfigurationsfehler wie doppelte Adressierung werden problemlos erkannt. Nichtdeterministische Fehler wie Überschwinger, Fehlertelegramme, Wiederholungen und Fehlerdiagnosen werden erfasst und aufgezeichnet. Durch verschiedene Mechanismen wie umfangreiche Trigger- und Langaufzeichnungsmöglichkeiten kommt man auch den gefürchteten sporadischen Fehlern auf die Schliche. Sehr nützlich ist auch die Erkennung der Profibus Bustopologie: ProfiTrace 2 kann in laufenden Anlagen die Bustopologie erkennen und ermittelt die Länge der Kabel. Diese wichtige Funktion kann bei bereits im Einsatz befindlichen Geräten nachgerüstet werden. Neu ist auch die Erzeugung ausführlicher und industrieüblicher Berichte, mit denen die Anlagendokumentation vereinfacht wird. Mit Hilfe der PA Probe Ultra kann das Gerät jetzt auch in der Prozessautomation für die Analyse von Profibus PA-Installationen verwendet werden. Damit wird erstmalig die vollständige Überprüfung von Profibus DP- und PA-Netzwerken mit einem einzigen Gerät möglich, was zu einer enormen Reduzierung von Equipment, Kosten und Schulungsaufwand führt. Für PA-Segmente kann die Darstellung des Speisesignals und des Kommunikationssignals gleichzeitig in einer Ansicht erfolgen – eine große Erleichterung für den Inbetriebsetzer oder den Wartungstechniker! ProfiTrace 2 kann als DP-V0/V1 Master fungieren und ist einsetzbar auf PC, PG und Notebooks; Netzteil und Stichleitungen sind dabei nicht erforderlich.
Diagnose ohne Wenn und Aber
Profibus-Experten sind sich einig: Die gründliche Diagnose der Netzwerke ist für das Gesamtsystem lebenswichtig. Dennis van Booma, Chairman des Arbeitskreises „Training“ der Profibus Nutzerorganisation und in Sachen Feldbusdiagnose weltweit unterwegs, weiß zu berichten: „Feldbusdiagnose vor Ort findet oft unter sehr beengten Bedingungen statt. Da zeichnet sich ein handliches Gerät wie ProfiTrace besonders aus: Ein kleines Kästchen in der Hand ist alles was man braucht, um das gesamte Profibus-Netzwerk in den Griff zu kriegen. In der Vergangenheit hat man ein Oszilloskop gebraucht, um PA Segmente zu messen. Mit der PA Probe gehört das der Vergangenheit an.“ |
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Ähnlich sieht das auch Sven Seintsch vom Prüflabor für MSR- und Analysentechnik der BIS Prozesstechnik GmbH im Industriepark Höchst, der auch für das Profibus Competence-Center verantwortlich ist: „Bei der Fehlersuche vor Ort sind wir auf Tools angewiesen, die schnell und eindeutige Ergebnisse liefern. Wichtig ist ebenfalls ein großer Funktionsumfang, um nicht mit verschiedenen Werkzeugen parallel arbeiten zu müssen.“ Das Vertrauen in Profibus-Netze in der Industrie ist groß. Mit ProfiTrace und der PA Probe Ultra wird bei der Inbetriebnahme und Wartung von Profibus DP- und PA-Netzen qualitativ, quantitativ und dokumentierbar die Basis für dieses Vertrauen gelegt. Das Gerät macht die vorausschauende Instandhaltung und Asset Management für Profibus Netzwerke problemlos möglich. |
Sven Seintsch, BIS Prozesstechnik GmbH, MSR-Prüflabor im Industriepark Höchst: „Bei der Fehlersuche vor Ort sind wir auf Tools angewiesen, die schnell und eindeutige Ergebnisse liefern. |
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23 December, 2011
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