Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Profibus DP – Podstawowa diagnostyka z repeaterem

1548 wyświetleń, autor: STERCONTROL Marek Grdeń.

Sieć PROFIBUS DP jest magistralą polową, która powolutku zaczyna się starzeć, a co za tym idzie będzie stwarzać problemy i warto wiedzieć, co robić, aby te problemy przewidywać przed ich wystąpieniem, bo kiedy wystąpią dowiesz się jak proces nagle staje. W tym artykule, Drogi Czytelniku, zaproponuję i zaprezentuję całkiem nowe spojrzenie na wykorzystanie repeatera w diagnostyce.

Już na początku zdradzę sekret, o którym bardzo niewiele osób wie. W dalszej części artykułu dowiesz się, jak zbudować w oparciu o jeden repeater inną strukturę sieci niż liniowa.

Repeater jest elektronicznym urządzeniem, które przekazuje (lub powtarza) z wejścia sygnał na wyjście. Proces ten wykorzystuje optoizolatory więc automatycznie mamy utworzone dwa odseparowane od siebie segmenty. Aby być precyzyjnym, repeater powoduje odświeżenie sygnału do określonego poziomu, ta właściwość sprawia, że niektóre osoby mylnie interpretują jego pracę jako wzmacnianie sygnału.

Maksymalna ilość urządzeń w segmencie sieci PROFIBUS wynosi tylko 32. Segmentem nazywamy odcinek magistrali PROFIBUS, który z dwóch stron zakończony jest zasilonym terminatorem. Długość segmentu uzależniona jest od prędkości transmisji. Najczęściej wykorzystywane prędkości transmisji oraz maksymalne długości segmentów wynoszą:

  • 500 kbps – 400 m,
  • 1.5 Mbps – 200 m,
  • 12 Mbps – 100 m.

Repeater (w Polsce błędnie i popularnie nazywany wzmacniaczem, o czym już wspomniałem) łączy ze sobą dwa segmenty i dzięki temu zwiększa maksymalny zasięg magistrali oraz daje możliwość komunikacji z kolejnymi 31 urządzeniami. Częstym błędem jest pomijanie repeatera jako urządzenia, co powoduje przekroczenie maksymalnej dopuszczalnej ilości urządzeń w segmencie.

Maksymalna ilość urządzeń w segmencie wynosi 32 włączając w to repeater.

Biorąc pod uwagę powyższe informacje o łączeniu segmentów oraz długościach segmentów można przyjąć dla prędkości 1,5 Mbps maksymalna odległość dwóch repeaterów wynosi 200 m. Dla 12 Mbps wynosi 100 m, natomiast doświadczenie pokazuje, że bezpieczną maksymalną odległością przy tak dużej prędkości jest tylko 80 metrów.

Kiedy potrzebujesz repeater w segmencie?

  • Gdy długość kabla przekracza dopuszczalną wartość dla określonej prędkości;
  • Gdy liczba podłączonych urządzeń przekracza 32 (policz każdy interfejs PROFIBUS – repeater, OLM etc);
  • Aby wyeliminować skoki impedancji, np. gdy łączysz dwa różne przewody;
  • Do zregenerowania amplitudy sygnału;

 repater profibus 2

Rys 1. Zasada działania odświeżania sygnału w repeaterze.

Charakterystyka najpopularniejszego na rynku repeatera RS 485 – firmy SIEMENS:

  • Nie posiada własnego adresu;
  • Galwaniczne oddzielenie przewodów sygnałowych podłączonych segmentów;
  • Funkcja odświeżania (wzmacniania) sygnału dotyczy segmentów między DP1 (góra) oraz DP2 (dół), a nie między A/B i A’/B’;
  • Urządzenie może posiadać wyłącznik, który umożliwia rozłączenie segmentu;
  • Brak logicznego filtrowania ramek (zakłócenia mogą zostać zinterpretowane jako stan logiczny);
  • Terminacja powoduje rozłączenie urządzeń zainstalowanych w segmentach B1’ lub B2’;
  • Umieszczony na końcu segmentu pozwala wykorzystać złącze diagnostyczne jako punkt pomiarowy początku segmentu DP1;
  • Brak możliwości pomiarów na początku segmentu DP2;

budowe repeatera profibus 3

Najczęściej występującym i stosowanym repeaterm jest urządzenie firmy SIEMENS o numerze zamówieniowym 6ES7 972-0AA02-0XA0. Charakteryzuje się brakiem własnego adresu, czyli jest przeźroczysty dla sieci. Odświeża (regeneruje) sygnał, łączy ze sobą dwa segmentu, co zapewnia zwiększenie ilości obsługiwanych urządzeń w sieci i jednocześnie zwiększa zasięg magistrali. Nie można jednak zapominać o ograniczeniach, które w niektórych przypadkach są powodem problemów i usterek. Do najpopularniejszych możemy zaliczyć:

  • Brak możliwości podłączenie urządzenie diagnostycznego na początku segmentu DP2;
  • Włączenie rezystorów terminujących segmentów DP1 lub DP2 może spowodować, że stracimy komunikację z urządzeniami, gdy magistrali przechodzi przez repeater;
  • Poza informacją o zasilaniu 24VDC oraz wskaźniku pracy segmentów urządzenie nie zwraca żadnych informacji diagnostycznych;
  • Maksymalna ilość urządzeń na całą sieć to 9 – dotyczy kaskady;
  • Czasochłonna wymiana w przypadku awarii;

W portfolio największego producenta urządzeń systemów sterowania w Europie znajduje się także repeater diagnostyczny. Poza podstawowymi funkcjami zwiększania ilości urządzeń w sieci, długości magistrali, separowania segmentów potrafi dostarczać cennych informacji na temat warstwy fizycznej. Posiada 3 segmenty z czego tylko 2 posiadają funkcje diagnostyczne. I uwaga niespodzianka! Funkcje diagnostyczne działają tylko do maksymalnie 100 metrów. No i niestety posiada swój własny adres w sieci, a co za tym idzie wymaga dodania w konfiguracji, a dla SIMATICów każda zmiana i wgranie konfiguracji wiąże się z zatrzymaniem sterownika, dodatkowo należy umieć wykorzystać odpowiednie bloki FB i wpleść je w istniejący program. Fajnie będzie mieć wizualizację. Nie wspominam o samych kosztach… Repeater diagnostyczny jest ponad dwukrotnie droższy. Inna i bardziej skomplikowana sprawa wynikająca z pragmatyzmu życia to fakt, że instalacja już od dawna istnieje i mało prawdopodobne, że będziesz chciał przeprowadzić rewolucję.

A gdyby tak istniało urządzenie, które nie posiada wcześniej wspomnianych wad i dodatkowo posiadało funkcje podstawowej diagnostyki bez kłopotliwej konfiguracji i wprowadzania zmian do systemu sterowania?

repeater profibus indusol 3

Zobacz repeatery Indu-Sol w naszej ofercie
https://www.stercontrol.pl/profibus

W dalszej części artykułu opiszę Ci fanatyczne funkcje repeaterów ze stajni niemieckich specjalistów od sieci przemysłowych – firmy Indu-Sol. Ich sloganem reklamowym jest hasło: Kochamy sieci. Na sieciach znają się, jak mało kto,a w ich portfolio znajdziecie wszelkie narzędzia potrzebne do uruchomienia, działania i wykrywania błędów w sieciach przemysłowych. Nie istotne jest z jaką siecią działasz – u nich znajdziesz wszelkie rozwiązania dla najpopularniejszych magistral przemysłowych. Nie byli by profesjonalistami, gdyby nie brali pod uwagę także wpływu zakłóceń EMC na kondycję i działanie sieci.

Poniżej znajdziesz informacje, które na zawsze zmienią sposób w jaki będziesz postrzegał swój obecny repeater. Otworzę Ci oczy na nowe możliwości starej sieci. Po przeczytaniu tego artykułu nie zniesiesz myśli, że w świecie PROFIBUS są Mercedesy, a Ty wciąż jeździsz Trabantem… w cenie tego Mercedesa.

W tytule napisałem o repeaterze i podstawowej diagnostyce więc zacznę o tej funkcjonalności. Urządzenia serii MULTIrep X2, X5, X7 posiadają diody sygnalizacyjne, które informują o jakości wymiany informacji w segmencie. Dioda BUS informuje o następujących typach błędów: powtórzenia, błędne ramki, błąd urządzenia oraz ramka diagnostyczna. Jeżeli widoczny jest kolor zielony, to oznacza oczywiście brak błędów i klasycznie, gdy pojawią się wymienione błędy, to kolor zmieni się na czerwony.

sygnalizacja repeater profibus 3

Drugi rodzaj sygnalizacji, to DATA. Zielony kolor oznacza aktywność przesyłania ramek i standardowo nieprawidłowości widoczne będą, gdy ujrzysz kolor czerwony, a dotyczyć będą kwestii konfiguracyjnych. Jeżeli dioda DATA będzie wyłączona, to oznacza brak aktywności kanału.

Dzięki temu wystarczy jeden rzut oka, aby stwierdzić, czy w Twojej sieci dzieje się coś niepokojącego. Podczas obchodu wystarczy, aby automatyk otworzył szafkę sterowania z repeaterem i obejrzał sygnalizację diod. Proces ten można jeszcze przyśpieszyć poprzez wycięcie w drzwiczkach pól, tak aby nie trzeba było otwierać drzwi. Czerwony kolor wzbudzi Twoje podejrzenie i od razu możesz podjąć środki zaradcze. Dostajesz informacje, w którym segmencie dzieją się anormalne sytuację. Jeżeli masz dobrze przygotowany plan topologii sieci (adresy, typy urządzeń, miejsca, odległości i długości segmentów, miejsca terminacji), to czas znalezienia problemu już skróciłeś o połowę.

Kolejną sexy funkcjonalnością mocno powiązaną ze stabilnością pracy sieci jest logiczne filtrowanie sygnałów. W przeciwieństwie do rozwiązania od SIEMENS, MULTIrep potrafi wykryć błędne ramki i nie przekazywać ich innego segmentu. Urządzenie analizuje ramkę i sprawdza czy jest ona prawidłowa, jeżeli jest błędna to repeater zadziała jak filtr i nie przepuści jej dalej. Co ważne, elektronika wykorzystania do tej funkcjonalności jest na tyle doskonała, że nie wpływa na opóźnienia w działaniu samego repeatera. Pozwala to izolować błędy tylko w jednym segmencie bez wpływu na całą sieć. Dzięki zastosowanej elektronice z najwyższej półki z MULTIrep nie jesteś ograniczony stosowaniem tylko 9 urządzeń w kaskadzie.

Jeżeli w Twojej sieci występują problematyczne urządzenia, które powodują “sianie” zakłóceń na inne, to najlepszym rozwiązaniem jest wyizolowaniem ich do osobnego segmentu. Za pomocą MULTIrep X5 lub X7 jest to dziecinnie łatwe! Dołączanie dodatkowego kanału-segmentu nie powoduje żadnych zakłóceń, a wystarczy tylko podłączyć wtyczkę.

Topologia gwiazdy

Stosowanie wyżej wymienionych urządzeń umożliwia wykorzystywanie najlepszych cech ze sprawdzonej topologii i wykorzystywanej w sieciach ethernetowych – czyli gwiazdy.

Każda nitka odchodząca od repeatera jest galwanicznie odseparowana z odświeżonych sygnałów. System ten pozwala formować segmenty zgodnie z podziałem na lokalizację, technologie czy funkcje. Rozbicie liniowej struktury na mniejsze segmenty pozwala uprościć topologię sieci, a dzięki temu staje się bardziej zrozumiała i upraszcza oraz przyspiesza proces diagnostyki.

repeater profibus topologia giwazdy 2

Podsumowanie

MULTIrep daje Ci do standardowego repeatera dodatkowo:

  • Wizualną identyfikację logicznych i fizycznych błędów w sieci
  • Diody diagnostyczne dla każdego kanału
  • Blokowanie błędnych ramek
  • Terminowanie segmentu na wtyczce DB9
  • Izoluje problematyczne obszary w podsieci
  • Łatwość budowania topologii gwiazdy
  • Dołączanie lub odłączanie urządzeń bez generowania zakłóceń
  • Izolowanie błędów do segmentu, w którym powstają
  • Odgałęzienia
  • Brak ograniczeń ilościowych dla kaskady
  • Podstawową diagnostykę bez konfiguracji
  • Gdyby doszło do uszkodzenia, to wymiana jest błyskawiczna

Repeater jest tylko jednym z wielu elementów, które mają wpływ na stabilną i prawidłową pracę sieci PROFIBUS. Jest to najtańszy i najdoskonalszy sposób zapewnienia Ci świętego spokoju przy eksploatacji tego typu przemysłowych magistral komunikacyjnych.

Wspomniałem na początku tego artykułu, że urządzenia oraz instalacja będzie się starzeć i wraz z upływem czasu będą wychodzić na jaw błędy popełnione na etapie projektowania czy instalacji. Nie czekaj aż będzie za późno, już dzisiaj zainteresuj się kondycją swojej sieci.

Gdybyś oczekiwał zaawansowanych funkcji diagnostycznych przy minimalnych – wręcz zerowych modyfikacjach sieci, to zainteresuj się urządzeniem PROFIBUS INSPEKTOR NT od Indu-Sol, które oferuje 24 godzinny monitoring sieci oraz zaawansowaną predykcję.

Na koniec zadam Ci Drogi Czytelniku pytanie:

Czy wciąż chcesz jeździć Trabantem?

 

Zobacz repeatery Indu-Sol w naszej ofercie
https://www.stercontrol.pl/profibus

Opracowane z pomocą Kamila, autora Automatycznego Podcastu.

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.
24 września 2019 / Kategoria: , ,

Reklama

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

Poznaj funkcje SEE Electrical, które przyspieszają rysowanie schematów elektrycznych

Poznaj funkcje SEE Electrical, które przyspieszają rysowanie schematów elektrycznych

>KLIKNIJ<

Implementacja wymiany danych przy pomocy JSON API na przykładzie przekaźnika easyE4

Implementacja wymiany danych przy pomocy JSON API na przykładzie przekaźnika easyE4

>KLIKNIJ<

Publikuj artykuły razem z iAutomatyka.pl – Integrujemy Ludzi z Automatyką!

Publikuj artykuły razem z iAutomatyka.pl – Integrujemy Ludzi z Automatyką!

>KLIKNIJ<

Firma RENEX odznaczona tytułem Gazeli Biznesu

Firma RENEX odznaczona tytułem Gazeli Biznesu

>KLIKNIJ<

Kompaktowy sterownik z oprogramowaniem TwinCAT 3: większa skalowalność, większe możliwości!

Kompaktowy sterownik z oprogramowaniem TwinCAT 3: większa skalowalność, większe możliwości!

>KLIKNIJ<

Świat według automatyka – wywiad ze sterownikiem easyE4

Świat według automatyka – wywiad ze sterownikiem easyE4

>KLIKNIJ<

Akademia PLC #1 – Sterowniki Unitronics serii UniStream

Akademia PLC #1 – Sterowniki Unitronics serii UniStream

>KLIKNIJ<

5 porad, jak odnieść sukces w branży automatyki przemysłowej na przykładzie firmy MPL Techma

5 porad, jak odnieść sukces w branży automatyki przemysłowej na przykładzie firmy MPL Techma

>KLIKNIJ<

Szkolenia z 75% rabatem od Mitsubishi Electric

Szkolenia z 75% rabatem od Mitsubishi Electric

>KLIKNIJ<

Czym są przekaźniki instalacyjne i jak ich używać?

Czym są przekaźniki instalacyjne i jak ich używać?

>KLIKNIJ<

Cyberbezpieczeństwo i Chmura – bezpłatne seminaria z ELMARK w 6 miastach

Cyberbezpieczeństwo i Chmura – bezpłatne seminaria z ELMARK w 6 miastach

>KLIKNIJ<

Sensory i czujniki w maszynach i obiektach automatyki – wywiad z Pepperl+Fuchs

Sensory i czujniki w maszynach i obiektach automatyki – wywiad z Pepperl+Fuchs

>KLIKNIJ<

Maszyna do napełniania i zamykania z LinMot

Maszyna do napełniania i zamykania z LinMot

>KLIKNIJ<

Meble przemysłowe ESD – przegląd cech dostawcy i produktu

Meble przemysłowe ESD – przegląd cech dostawcy i produktu

>KLIKNIJ<

Pierwsze w pełni zintegrowane rozwiązanie Machine-Centric Robotics – B&R i ABB

Pierwsze w pełni zintegrowane rozwiązanie Machine-Centric Robotics – B&R i ABB

>KLIKNIJ<

Programowanie PLC od podstaw – kurs dla automatyków i elektryków odc.1 – Wprowadzenie

Programowanie PLC od podstaw – kurs dla automatyków i elektryków odc.1 – Wprowadzenie

>KLIKNIJ<

KONKURS IAUTOMATYKA STYCZEŃ 2020

KONKURS IAUTOMATYKA STYCZEŃ 2020

>KLIKNIJ<

Przekaźnik elektromagnetyczny – co to jest i jak działa?

Przekaźnik elektromagnetyczny – co to jest i jak działa?

>KLIKNIJ<

Walka człowieka z robotem lutowniczym REECO na Polskiej Wystawie Gospodarczej

Walka człowieka z robotem lutowniczym REECO na Polskiej Wystawie Gospodarczej

>KLIKNIJ<

Pionierska technologia firmy Matisa

Pionierska technologia firmy Matisa





MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • ROUTER VPN EWON COSY 131 Zapewnia sprawny i prosty w obsłudze zdalny dostęp do dowolnego urządzenia Kompatybilność z najważniejszymi markami i protokołami sterowników PLC (m.in. Siemens, Allen-bradley, Omron…) Szybie zarządzenie roote...
  • System MasterIN firmy Finder składa się z przekaźnikowych modułów sprzęgających z terminalami Push-in. Technologia ta reprezentuje najnowsze osiągnięcia w bezśrubowych ‘sprężynowych’ zaciskach, oferujących szybką instalację. W porównaniu do...
  • Monitorowanie obciążenia i rozdział potencjałów w jednym kompletnym rozwiązaniu To innowacyjny system dystrybucji napięcia 24 V DC zapewniający monitorowanie obciążenia i dystrybucję potencjałów w jednym kompletnym rozwiązaniu. Bezawaryjna ...
  • Zaprojektowane, aby zwiększyć wydajność Sterowniki FX5U/FX5UC zapewniają rodzinie FX wyższą wydajność oraz dodają nowe cechy, które wyznaczają standardy w klasie kompaktowych sterowników PLC. Pozwala to użytkownikom na tworzenie bardziej zł...
  • Szybki i bezpieczny dostęp do maszyn i fabryk Usługa u-link gwarantuje szybki i bezpieczny dostęp do maszyn i fabryk, co ułatwia zdalne utrzymanie ruchu, jednocześnie pozwalając na wydajne zarządzanie zakładami produkcyjnymi i stacjami klie...
  • EW1xxBD to panele webowe serii Esaware firmy ESA z wbudowaną przeglądarką internetową obsługującą technologię HTML5. Dostępne w dwóch wersjach – z systemem operacyjnym Android lub Linux (dzięki obsłudze CODESYS Web Visu, urządzenia wyświetl...



Stercontrol