verticale

Diagnostica e troubleshooting delle reti in ottica manutenzione 4.0

(in parte in lingua inglese)

- Industry 4.0
- I 7 famigerati punti dell’ Iperammortamento
- Efficienza di un bus
- Le tecnologie disponibili
- Come fare diagnostica e troubleshooting
- PROFINET : i dispositivi nella rete

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
MCM ottobre 2017 L’importanza della Manutenzione 4.0 nella ripresa produttiva delle imprese

Pubblicato
da Benedetta Rampini
MCM 2017Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Veronafiere 18-19 ottobre 2017 Gli atti dei convegni e pi di 8.000 contenuti su www.verticale.net Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore 27 ottobre Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare 28 ottobre Alimentare Petrolchimico Alimentare Alimentare Petrolchimico Visione e Tracciabilit 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED Genoa Fieldbus Competence Centre Diagnostica e troubleshooting delle reti in ottica manutenzione 4.0 Micaela Caserza Magro Genoa Fieldbus Competence Centre srl Spin Off Universit di Genova (DITEN) Industry 4.0: ma cosa intendiamo' Industry 4.0: ma cosa intendiamo' Industry 4.0: ma cosa intendiamo' Industry 4.0: ma cosa intendiamo' Industry 4.0: in sintesi 6 Smart - Dati Interconnessione Servizi ad alto valore aggiunto Integrazione funzionalit Management: energy, sicurezza, produzione, manutenzione, diagnostica I 7 famigerati punti dell' Iperammortamento/1 1 Presenza
PCL/CNC
Conforme 2 Interconnessione Conforme 3 Integrazione con
sistemi logisitici
Conforme Iperammotamento/2 4 Interfaccia
uomo-
macchina
Conforme 5 Requisiti di
sicurezza Conforme 6 Telemanutenz
ione e/o
telediagnosi Conforme possibile accedere in funzionalit di desktop remoto
direttamente sul plc della macchina ed accedere alla
diagnostica e manutenzione. 7 Monitoraggio
continuo Conforme possibile rendere disponibili con il software in formato
standard OPC/UA i dati relativi allo stato di funzionamento,
al tipo di lavorazione in corso, totale di produzione. Inoltre
saranno rese disponibile le informazioni di conteggio delle
ore lavorate per la preventivazione di attivit di manutenzione.. 8 Sistema
cyberfisico Non
Conforme - Industry 4.0: quali i requisiti 9 Dati Infrastruttura di rete Servizi del sistema di comunicazione Tempistiche per trasferimento dati Dati affidabili Efficienza di un bus 11 2017 Le tecnologie disponibili Fieldbus PROFIBUS RS 485 PROFINET Ethernet 12 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - Profibus..... in pillole Come fare diagnostica e troubleshooting 2017 Ricerc a guasti Ispezione visiva Analizzatori di protocollo Oscilloscopi Controllo Connettori Controllo Morsettiere Controllo Led Controllo LED 2017 Analizzatori di protocollo ' Uno degli strumenti pi importanti per la diagnostica!!!!!! ' un'applicazione PC che estrae i dati dal bus e li salva in un database ' Il tecnico pu analizzare i messaggi e venire ad una conclusione circa lo stato dei dispositivi in rete. ' La prevedibilit di Profibus fa si che l'uso di questo strumento sia molto facile. ' Ci sono alcuni fornitori specializzati Funzionalit analizzatori di protocollo 2017 Cosa misurano gli analizzatori di
protocollo 2017 Corto circuiti ' problemi sui cavi Guasti sugli schermi Identificazione terminazioni Live list Lunghezza cavi Oscilloscopi ' l'unico strumento che mi permette di vedere il segnale del bus 2017 Oscilloscopi 2017 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 Cosa misurano gli oscilloscopi 2017 Ampiezza del segnale Riflessioni Rumore EMC 21 Diagnostic and troubleshooting On site intervention Diagnostic of all fieldbuses Troubleshooting Certified equipment Certified technicians La TOP 5 dei guasti Terminazioni ' Troppe terminazioni
' Poche terminazioni Linee di potenza ' Separazione delle linee
' Alimentazione e comunicazione Regole di cablaggio ' Lunghezza cavi
' Connettori Errori di configurazione ' Problemi con i tool di ingegneria per la configurazione della rete Interfacce danneggiate ' Schede di interfaccia non certificate
' Schede di interfaccia danneggiate 23
2017 PROFINET in pillole Internet <10ms Automazione <1ms Controllo assi traffico IT TCP/IP <100ms IRT RT Soluzione ETHERNET Real Time Lo stack PROFINET 2017 Ethernet TCP/UDP Rea l time Applicazioni PROFINET 1 Applicaz. IT p.e.: HTTP
SNMP
DHCP, etc.
2 Canale standard
Connessione e invio dei
parametri
Lettura / scrittura
aciclica
Canale real time RT
Dati ciclici di processo
Allarmi
Attribuzione del nome e
dell'indirizzo IP
1 2 Dati Standard Dati di Processo IP RT 25 PROFINET : i dispositivi nella rete 26 Livello fisico Cavo con doppino intrecciato blindato. Velocit >= 100 Mbit/s
Connessione punto / punto
Lunghezza di un segmento: 100 m per 100baseTX
Trasmissione differenziale su 4 fili
Trasmissione full-duplex
Switched Ethernet 27 2017 Quali errori in PROFINET ' Cavi danneggiati
' Disturbi EMC
' Errori di cablaggio Problemi di rete ' Indirizzi duplicati
' Porta non aperta
' Indirizzi non assegnati Problemi di configurazione 28 2017 Strumenti di diagnostica Ricerca guasti Ispezione visiva Controllo cablaggio Analizzatore di protocollo 29 2017 Test cablaggio Filo di rame Isolamento del filo Guaina interna Foglio di blindatura Guaina esterna Schermatura 1 2 3 6 TX+ TX- RX+ RX- 1 2 3 6 TX+ TX- RX+ RX- 30 2017 Cablaggio PROFINET ETHERNET differenziale per limitare la sensibilit alle interferenze EMC.
La blindatura deve essere collegata a terra a entrambe le estremit.
Normalmente effettuato collegando la blindatura del cavo all'equipment, tramite
il connettore
Occorre quindi assicurarsi che l'equipment sia effettivamente collegato a terra!
Errori pi comuni: Blindatura non corretta
Collegamento a terra non corretto 1
2
3
6 TX+ TX- RX+ RX- 1
2
3
6 TX+ TX- RX+ RX- GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 31 2017 Verifica cablaggio Errori di connessione
Assenza di fili tagliati
Assenza di cortocircuiti
Continuit della blindatura
Lunghezza del cavo 32 2017 Esempi di guasti Schermatur a off Cortocircuito tra 3 e 6 Rottura cavo 1 Cavo 1 e 3 invertiti GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 33 2017 Telegramma PROFINET 4 bytes aggiunti all'header
2 campi TYPE nel telegramma!
Attenzione : certi switches eliminano il VLAN tag
La priorit indica il telegramma pi prioritario a livello degli switch
Per esempio, PROFINET-RT ha una priorit 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 NETWORK PLANNING ' La topologia della rete deve seguire i seguenti ' criteri: 2017 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 qualit e degrado dei telegrammi trasmessi Verifica isolamento EMC GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl CARICO DI RETE ' NETLOAD ' Il traffico PROFINET coesiste con la comunicazione Ethernet (TCP/IP), ma ha una
diversa priorit sui nodi di rete (switch) 2017 PROFONDITA' DI RETE ' La massima profondit 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 2017 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 VALORI DI RIFERIMENTO ' JITTER <= 50 %
' Numero Telegrammi Persi = 0
' Numero di Telegrammi con Errore = 0
' Carico di Rete < 20 % 2017 FRAME PROFINET 1msec FRAME PROFINET 1msec FRAME ETHERNET FRAME PROFINET 1msec Jitter time FRAME P TOOLS 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 2017 COME ANALIZZARE: MIRRORING ' Nessun accesso ai telegrammi scambiati su uno switch classico!!! ' Sugli switches managed: possibilit
' d'attivazione della funzione di MIRORRING
' Copia dei dati scambiati fra 2 porte,
' su una 3a porta Come attivare il
Mirroring dello
Switch 40 ANALISI CON SWITCH MIRRORING VANTAGGI E SVANTAGGI VELOCE RICHIEDE SOLO UN TOOL
SOFTWARE FACILE POCO
PRECISO NECESSITA LA
CONFIGURAZIONE
DELLO SWITCH WIRESHARK ' Tool open source, gratuito, divenuto uno standard
' Scaricabile da www.wireshark.org
' Decodifica di PROFINET IO, Ethernet/IP, Modbus TCP, Powerlink, Ethercat Ethernet Interface Salvataggio File Visualizza Filtro di visualizzazione Start / Stop Registrazione Caricamento Interfaccia Ethernet VISUALIZZAZIONE WIRESHARK ANALISI TRAMITE TAP ' Misure con un TAP ' Carica elettrica aggiuntiva sul collegamento ETHERNET
' Pu perturbare lo scambio dati ' Necessita 2 schede ETHERNET sul PC 2017 TAP passivo TAP attivo COME MISURARE' IL TAP ' In Wireshark, fondere i dati provenienti da 2 schede ETHERNET 2017 Equipment 1 Equipment 2 Equipment 3 TAP Fusione ANALISI TRAFFICO DI RETE ' TAP 2017 ANALISI TRAFFICO DI RETE ' TAP ' Visualizzazioni dei TAP: ' 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 2017 Errori Netload Allarmi Scelta diagnostica attiva o passiva Anomali e di rete Picchi di carico FUNZIONI AVANZATE DEI TAP ' Trigger per Allarmi via: ' SNMP
' E-mail
' 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,.. TA
P INFORMAZIONI STRUTTURATE DI FAULT ' Le informazioni di diagnostica sono strutturate gerarchicamente ' ' Nome di stazione, slot, subslot, porta, tipo di porta, info di default 2017 Kanal 0 Kanal 1 Kanal 2 Kanal x Kanal 0 Kanal 1 Kanal 2 Kanal x Kanal 0 Kanal 1 Kanal 2 Kanal x SF BF ON ... ... ... Subslot 1 Channel x Channel x Ca n. 1 ... ... Subslot 2 Subslot 3 Livello 4: Fault a livello della
porta (p.e.: corto-circuito porta 2)
Livello 2: Fault nel
Modulo (p.e. Manca tensione
scheda analogica modulo 3
Livello 1:
Fault a livello
Stazione
(p.e. Valvola
Stazione 2)
Slot 1 Slot 2 Slot 3 Livello 3: Fault nel
Sub Modulo
Subslot 1 Subslot 2 Subslot 3 Ca n. 2 Ca n. 3 Ca n. 4 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 DIAGNOSTICA SEMPLICE SULLO SWITCH ' Led comuni sugli switches. Non normalizzato!
' Status sullo switch: ' Status per Porta: 2017 Colore Significato Status Descrizione Verde POWER on off alimentato non alimentato Colore Significato Status Descrizione Verde LINK on off Collegamento stabilito Nessun collegamento Giallo RX/TX on Trasferimento dati TIPI DI DIAGNOSI Verifica dei led sui device e sugli
switch Che tipo di diagnosi ' Ping dei dispositivi per verificare la
raggiungibilit sulla rete Analisi web-based Test dei cavi Analisi dei pacchetti sniffati dalla
rete MODO ON LINE ' DIAGNOSTICA DEVICE ' Panoramica veloce con dettagli di diagnostica ' Device
' Modulo
' Canale
' Interrupts ' Fault attuali ' Ackonwledge The End.......... Grazie per l'attenzione Micaela Caserza Magro Genoa Fieldbus Competence Centre srl Spin Off Universit di Genova (DITEN) micaela.caserzamagro@gfcc.it


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