Feldbus

Deutschland sucht den Supertester

| Autor / Redakteur: Robert Weber / Robert Weber

Im Notfall helfen Indu-Sol Fachleute dem Industriekunden. Nach dem Einsatz entscheiden sich viele dann für ein Condition Monitoring-System. Doch Unternehmen sind bei der Auswahl überfordert.
Im Notfall helfen Indu-Sol Fachleute dem Industriekunden. Nach dem Einsatz entscheiden sich viele dann für ein Condition Monitoring-System. Doch Unternehmen sind bei der Auswahl überfordert. (Bild: Indu-Sol)

Kommunikation Die Produktion steht. Der Feldbus streikt. Der Notdienst übernimmt. Der Instandhalter ist aufgeregt. Das darf nie mehr passieren. Das Unternehmen investiert in Technik zur Absicherung und Überwachung. Doch was müssen die Monitoring-Systeme leisten und was wird gekauft?

Der SOS-Anruf steckt dem Instandhalter noch in den Knochen. Der Feldbus streikte, die Produktion stand einige Stunden still und die Experten von der Feldbus-Feuerwehr von Indu-Sol aus Schmölln mussten aushelfen.

Nach dem Kommunikations-Gau wollte der Geschäftsführer in der Werkshalle in ein Condition Monitoring-System für die Kommunikation investieren. Doch welche Systeme existieren Markt?

Anbieter für zuverlässige Kommunikation

Die Kommunikationsspezialisten von Hilscher kennen die Herausforderung um die Analyse von Echtzeit-Ethernet-Netzwerken. Die Ingenieure des Unternehmens haben deshalb ein Werkzeug entwickelt, das dem Anwender die Arbeit erleichtert. Netanalyzer heißt das Produkt. Zum Lieferumfang gehören eine Hardware welche die Telegramme auf dem Netzwerk erfasst, sowie eine grafische Benutzersoftware für Windows mit umfangreichen Analysefunktionen. Die Aufzeichnung und Analyse sind zunächst vom Ethernetsystem unabhängig durchführbar, das bedeutet egal ob Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT oder ein anderes Ethernet-basiertes Übertragungssystem untersucht werden soll, das Werkzeug und die Handhabung bleibt immer dieselbe. Die in der Hardware integrierten beiden Test-Access-Points, kurz TAPs, gewährleisten Rückwirkungsfreiheit auf das Ethernet-Netzwerk während des Messprozesses, versichern die Entwickler. Der Netanalyzer bleibt als Netzwerkteilnehmer unsichtbar. Es entsteht keine relevante zusätzliche Telegramm-Verzögerung, ein TAP entspricht physikalisch einem Ethernet-Kabel von wenigen mm zusätzlicher Länge.

In der letzten Ausgabe fragten wir, welche Probleme durch fehlende Überwachung am Feldbus entstehen. Dieses Mal stellen wir die Produkte dazu vor.
In der letzten Ausgabe fragten wir, welche Probleme durch fehlende Überwachung am Feldbus entstehen. Dieses Mal stellen wir die Produkte dazu vor. (Bild: VBM)

Dadurch wird auch das Jitterverhalten der Telegramme nicht beeinflusst, so bleibt auch bei synchronisierten Protokollen wie Profinet IRT, IEEE 1588 oder sonstigen zeitkritischen Diensten das Messsystem unbeeinflusst. Die Rückwirkungsfreiheit garantiert auch im Fehlerfall ein unverfälschtes System, selbst fehlerhafte Telegramme können das Werkzeug unverfälscht passieren und werden in der Telegrammaufzeichnung im Detail mit einem Fehlerstatus markiert, damit werden ursprüngliche Fehlerbilder durch das Messgerät nicht verfälscht und können detailliert untersucht werden.

Kompakter Diagnosekoffer für den Feldbuseinsatz

Der Netanalyzer ist als tragbares Gerät eignet sich für die Entwicklung im Labor oder die Inbetriebnahme und Fehlersuche im Feld. Und die Software? Mithilfe der mitgelieferten Software kann die Aufzeichnung gesteuert werden. Die wichtigsten Analysefunktionen wie Timing- und Netzlast-Analyse sind bereits in der Software integriert. Die Timinganalyse erlaubt das einfache Messen von zeitlichen Zusammenhängen im Netzwerk und ist frei konfigurierbar, damit können beispielsweise Sendestabilitäts-, Zykluszeit- oder Durchlaufzeitmessungen durchgeführt werden. Neben der grafischen Histogramm- und Zeitachsendarstellung, werden die wichtigsten statistischen Parameter wie Mittelwert, Standardabweichung und Minimal- und Maximalwert direkt automatisch ermittelt und angezeigt. Die Netzlastanalyse erlaubt es die Netzauslastung aufgeschlüsselt nach frei definierbaren Telegrammtypen wie beispielweise TCP/IP, SNMP, DCP, etc. zu messen, wichtig beispielsweise für die Untersuchung der von Profinet definierten Netzlastklassen, oder um Netzwerkengpässe aufzudecken. Auch eine Aufzeichnung direkt aus Wireshark, oder einer anderen WinPcap-fähigen Software ist möglich. Neben Hilscher bietet auch Indu-Sol, die Feldbus-Feuerwehr, Diagnosesysteme für die Kommunikationslandschaft an. Für den Profibus haben die Thüringer einen kompakten Diagnosekoffer ins Programm aufgenommen. Der Inhalt des Gepäckstücks für die Industrie: Der Profibus-Inspektor ist ein dezentraler Telegrammwächter, der für den temporären sowie für den permanenten Einsatz zur Überwachung des logischen Datenverkehrs entwickelt wurde. Alle wichtigen Ereignisse, wie beispielsweise Fehlertelegramme, Telegrammwiederholung, Modulausfälle und Diagnose- sowie Zyklusdaten werden von dem System erkannt, bewertet und zwischengespeichert. Fest eingestellte Triggerfunktionen summieren die Ereignisse auf und ein integrierter potentialfreier Kontakt schlägt bei Überschreitung definierbarer Schwellenalarm. Neben dem Feldbuswächter ist auch ein Qualitäts- und Logiktester im Paket enthalten. Bei der Messung mit dem Profi-TM Professional wird bei laufender Anlage die Empfangsqualität des jeweils gesendeten Bits teilnehmerbezogen bewertet und als Balkendiagramm mittels PC-Software zur Anzeige gebracht. Für die Prüfung der Leitung im Offline-Betrieb (ohne Master) haben die Entwickler von Indu-Sol den Proftest II im Angebot. Der Test umfasst drei Schritte, wobei hier die Abschlusswiderstände nacheinander zugeschaltet werden. Kommt es nun trotz einwandfreier Physik zu sporadischen Störungen in der Kommunikation, so hilft hier nur noch eine temporäre Überwachung mit dem Inspektor. Doch das Problem des Instandhalters waren damal Schirmströme. Da geschirmte Busleitungen meist parallel zum PE/PA verlaufen, kommt es nicht selten zu ungewollten Ausgleichsströmen über dem Leitungsschirm. Diese vagabundierenden Ströme gilt es aufzuspüren und Gegenmaßnahmen zur Vermeidung einzuleiten, empfahlen ihm die Experten. Die Leckstrommesszange EM Check LSMZ I ist speziell auf das Messen solcher Leck- und Schirmströme ausgelegt. Durch einen Umschaltknopf für die Messfrequenz können schnell Rückschlüsse auf die Verursacherfrequenz (50/60 Hz oder KHz) getroffen werden.

Checklisten-App für die erste Sichtprüfung

Doch braucht es bei der Überprüfung der Bussysteme immer sofort Technik? Eine Grundinspektion kann auch mit einer Checkliste und der Begehung der Anlage durchgeführt werden. IVG Göhringer hat deshalb eine Checklisten-App entwickelt, die es dem Anwender erlaubt, bis zu 80 % der Fehler schon mit dem Auge zu erkennen. Abgefragt werden die Dokumentation, die Bauteile, die Montage,die Software, die Alterung und die Erdung. Doch auch die Schwaben haben technische Lösungen im Programm. Die Anwendung ist einfach. Im ersten Schritt steckt der Kunde den P-QT 10 oder C-QT 15 an einer beliebigen Stelle auf den Bus. Mit dem Diagnose Modul ist er in der Lage, die Stabilität des Busses zu prüfen. Der Stecker ist rückwirkungsfrei, dadurch läuft der Bus unbeirrt weiter.Leuchtet innerhalb kurzer Zeit die Err.-LED auf, so ist mit dem Bus etwas nicht in Ordnung, denn er zeigt Fehltelegramme Telegrammwiederholungen oder Diagnosemeldungen. Oft wissen Anlagenbetreiber gar nicht, dass ein Fehler vorliegt, denn nur ganz wenige SPS-Steuerungen melden Fehlertelegramme, heißt es bei IVG Göhringer. Der Betreiber merkt es erst, wenn sich ein oder mehrere Slaves vom Bussystem ab- und anmelden.

Wo ist der Supertester für die Industrie?

Doch welches System passt jetzt zu wem? Leider gibt es keinen „Supertester“ weder für den CAN noch für den Profibus, schreiben die Ingenieure von IVG Göhringer. Für jeden Bereich gibt es unterschiedliche Messgeräte mit unterschiedlichen Funktionen und Eigenschaften. Deshalb will das Unternehmen beraten, bietet zahlreiche Schulungen an, um die Teilnehmer für die Probleme in der Kommunikation nachhaltig zu sensibilisieren. Denn daran mangelt es bei vielen, wissen die Fachleute.

Das Seminar hat der Chef genehmigt. Die Instandhalter machen sich auf den Weg. Der Ausfall soll einmalig bleiben.

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