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Manutenzione 4.0 per le reti di comunicazione

Ruolo della comunicazione: ambienti di applicazione
I requisiti della comunicazione in I4.0
Efficienza di un bus
PROFINET in a nutshell
Quali errori in PROFINET
Strumenti di diagnostica
Mirroring

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
SAVE ottobre 2018 workshop

Pubblicato
da Benedetta Rampini
SAVE 2018Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Veronafiere 17-18 ottobre 2018 Vi aspettiamo a mcT Petrolchimico Milano, 29 novembre 2018 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 Tracciabilità 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED Petrolchimico Alimentare Petrolchimico Petr Micaela Caserza Magro
Genoa Fieldbus Competence Centre srl
Manutenzione 4.0 per le reti di comunicazione 2 PROFIBUS e PROFINET Italia Ruolo della comunicazione: ambienti di applicazione 3 PROFIBUS e PROFINET Italia I requisiti della comunicazione in I4.0 Dati Infrastruttura di rete Servizi del sistema di comunicazione Tempistiche per trasferimento dati Dati affidabili 4 PROFIBUS e PROFINET Italia GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 Efficienza di un bus © 2017 5 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 PROFINET in a nutshell Internet <10ms Automazione <1ms Control o assi traffico IT TCP/IP <100ms IRT RT Soluzione ETHERNET Real Time GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 6 PROFIBUS e PROFINET Italia Lo stack PROFINET © 2017 Ethernet TCP/UDP Re al ti m e 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 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 7 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 PROFINET i dispositivi nella rete GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 8 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 Livello fisico Cavo con doppino intrecciato blindato. Velocità >= 100 Mbit/s
Connessione punto / punto
Lunghezza di un segmento: 100 m per 100baseTX
Trasmissione differenziale su 4 fili
Trasmissione full-duplex
Switched Ethernet GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 9 PROFIBUS e PROFINET Italia © 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 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 10 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 Strumenti di diagnostica Ricerca guasti Ispezione visiva Control o cablaggio Analizzatore di protocol o GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 11 PROFIBUS e PROFINET Italia © 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- GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 12 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 Cablaggio PROFINET ' ETHERNET è differenziale per limitare la sensibilità alle interferenze EMC. ' La blindatura deve essere col egata a terra a entrambe le estremità.
Normalmente effettuato col egando la blindatura del cavo all'equipment, tramite il connettore Occorre quindi assicurarsi che l'equipment sia effettivamente col egato a terra!
Errori più comuni: Blindatura non corretta
Col egamento 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 13 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 Verifica cablaggio Errori di connessione
Assenza di fili tagliati
Assenza di cortocircuiti
Continuità del a blindatura
Lunghezza del cavo GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 14 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 Esempi di guasti Schermatura 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 15 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 Telegramma PROFINET ' 4 bytes aggiunti all'header ' 2 campi TYPE nel telegramma! ' Attenzione : certi switches eliminano il VLAN tag ' La priorità indica il telegramma più prioritario a livel o degli switch ' Per esempio, PROFINET-RT ha una priorità 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 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 16 PROFIBUS e PROFINET Italia NETWORK PLANNING ' La topologia del a 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 qualità e degrado dei telegrammi trasmessi Verifica isolamento EMC GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 17 PROFIBUS e PROFINET Italia GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl CARICO DI RETE ' NETLOAD ' Il traffico PROFINET coesiste con la comunicazione Ethernet (TCP/IP), ma ha una diversa priorità sui nodi di rete (switch) © 2017 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 18 PROFIBUS e PROFINET Italia PROFONDITA' DI RETE ' La massima profondità del a 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 19 PROFIBUS e PROFINET Italia 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 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 20 PROFIBUS e PROFINET Italia 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 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 21 PROFIBUS e PROFINET Italia COME ANALIZZARE: MIRRORING Nessun accesso ai telegrammi scambiati su uno switch classico!!!
Sugli switches managed: possibilità d'attivazione della funzione di MIRORRING ' Copia dei dati scambiati fra 2 porte, su una 3a porta © 2017 Come attivare il Mirroring del o Switch GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 22 PROFIBUS e PROFINET Italia © 2017 ANALISI CON SWITCH MIRRORING VANTAGGI E SVANTAGGI VELOCE RICHIEDE SOLO UN TOOL SOFTWARE FACILE POCO PRECISO NECESSITA LA CONFIGURAZIONE DELLO SWITCH GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 23 PROFIBUS e PROFINET Italia WIRESHARK Tool open source, gratuito, divenuto uno standard
Scaricabile da www.wireshark.org
Decodifica di PROFINET IO, Ethernet/IP, Modbus TCP, Powerlink, Ethercat © 2017 Ethernet Interface Salvataggio File Visualizza Filtro di visualizzazione Start / Stop Registrazione Caricamento Interfaccia Ethernet GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 24 PROFIBUS e PROFINET Italia VISUALIZZAZIONE WIRESHARK © 2017 Insieme dei telegrammi catturati Dettaglio del telegramma selezionato Dettaglio in formato Hex GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 25 PROFIBUS e PROFINET Italia Editable name of event VISUALIZZAZIONE WIRESHARK © 2017 26 PROFIBUS e PROFINET Italia ANALISI TRAMITE TAP Misure con un TAP Carica elettrica aggiuntiva sul col egamento ETHERNET
Può perturbare lo scambio dati Necessita 2 schede ETHERNET sul PC © 2017 TAP passivo TAP attivo GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 27 PROFIBUS e PROFINET Italia COME MISURARE' IL TAP ' In Wireshark, fondere i dati provenienti da 2 schede ETHERNET © 2017 Equipment 1 Equipment 2 Equipment 3 TAP Fusione GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 28 PROFIBUS e PROFINET Italia ANALISI TRAFFICO DI RETE ' TAP © 2017 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 29 PROFIBUS e PROFINET Italia ANALISI TRAFFICO DI RETE ' TAP ' Visualizzazioni dei TAP: Netwotk load
Jitter dei telegrammi ' Broadcast o multicast net load ' Update times ' Cicli di invio del control ore ' Device diagnosi, failures, restarts,
Error telegrams ' Trigger function per allarmi © 2017 Errori Netload Al armi Scelta diagnostica attiva o passiva Anomalie di rete Picchi di carico GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 30 PROFIBUS e PROFINET Italia FUNZIONI AVANZATE DEI TAP ' Trigger per Al armi via: ' SNMP ' E-mail ' Interfacce WEB ' OPC, .. ' Uso protocol o ARP/SNMP/LLDP per la generazione del a topologia della rete: ' IP / MAC address , ' PROFINET name, ' Nome dei device e failure ' Statistiche del e porte : errori e telegrammi scartati
Lughezza dei cavi e interruzioni di linea,.. © 2017 TA P GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 31 PROFIBUS e PROFINET Italia INFORMAZIONI STRUTTURATE DI FAULT ' Le informazioni di diagnostica sono strutturate gerarchicamente ' à 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 Can . 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 Can . 2 Can . 3 Can . 4 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 32 PROFIBUS e PROFINET Italia 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 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 33 PROFIBUS e PROFINET Italia TIPI DI DIAGNOSI © 2017 Verifica dei led sui device e sugli switch Che tipo di diagnosi ' Ping dei dispositivi per verificare la raggiungibilità sul a rete Analisi web-based Test dei cavi Analisi dei pacchetti «sniffati» dalla rete GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 34 PROFIBUS e PROFINET Italia MODO ON LINE ' DIAGNOSTICA DEVICE ' Panoramica veloce con dettagli di diagnostica ' Device ' Modulo ' Canale ' Interrupts ' Fault attuali Ackonwledge © 2017 GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl - PROFIBUS & PROFINET Day ' Cavenago (MB) - 5 aprile 2017 35 PROFIBUS e PROFINET Italia REMOTE ACCESS ü' Accesso 24/7 alla rete industriale ü' Connessione del e macchine o dei PLC tramite comunicazione seriale RS-232/485, Ethernet ü' Crea un canale dati criptato verso le apparecchiature remote utilizzando diversi metodi per l'accesso ai propri dispositivi ü' Sviluppo rapido e soluzione scalabile 36 PROFIBUS e PROFINET Italia PNM ' PERMANENT NETWORK MONITORING 37 PROFIBUS e PROFINET Italia PNM ' PERMANENT NETWORK MONITORING ü' Monitoraggio in tempo reale e in continuo del o stato del a rete ü' Notifica istantanea nel verificarsi di un malfunzionamento ü' Gestione degli allarmi 38 PROFIBUS e PROFINET Italia GESTIONE DEGLI ALLARMI ü' Una corretta gestione degli allarmi permette di ridurre i tempi di interruzione del a produzione 39 PROFIBUS e PROFINET Italia Troubleshooting e diagnostica Misure e verifiche in sito Identificazione soluzioni migliorative Audit reti durante la messa in servizio Installazione e cablaggio Verifiche funzionali Verifica progettazione rete Identificazione non conformità Suggerimenti migliorie CONCLUSIONI SAVE Verona ' 17 Ottobre 2018
GRAZIE PER L'ATTENZIONE! GENOA FIELDBUS COMPETENCE CENTER srl © 2017


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