Reseña de ProfiTrace2 - Parte 2: Las averías más comunes de PROFIBUS

Visualización de señales y fallos de PROFIBUS

A modo de recordatorio, así es como se ve una señal ideal en el bus PROFIBUS. Esta es una imagen que muestra ambos canales; resultará interesante para comparar los cortocircuitos en el bus A o B.

Pero antes de pasar directamente a los fallos en la red PROFIBUS, veremos también los fallos de configuración del Slave.

La pestaña ProfiTrace y, más abajo, Control de datos, que es la pestaña con la lupa. Aquí podemos ver los datos que se escriben o leen desde la estación seleccionada. Mediante el botón «Añadir registro», rellenamos en una ventana independiente lo que queremos ver. En este ejemplo se trata de un periférico ET200S equipado con un módulo 4xDO y, desde el programa del PLC, las 4 salidas parpadean a 1 Hz.

Si cree que esto no tiene nada de especial, fíjese en que no es necesario conocer la dirección del espacio periférico, es decir, PIW/PQW. Basta con introducir la dirección PROFIBUS. Esta función lee todos los datos de la estación Slave. Se ve en la columna «Datos»: los cuatro primeros bits están en estado H, lo que indica la orden de activar todas las salidas.

Sigue la pestaña ProfiTrace y, más abajo, Live list, que es la pestaña con el corazón. Ahora ya veremos un fallo en la estación Slave, concretamente un fallo de configuración. Concretamente, aquí he desconectado en pleno funcionamiento el módulo 4xDO mencionado anteriormente del ET200S. No se trata de que prefiera el ET200S en la simulación, sino simplemente de la facilidad, ya que en las estaciones Wago los módulos son más difíciles de desconectar.

Seguimos en la pestaña ProfiTrace, pero esta vez tenemos la Visualización de estadísticas de la estación. Una función muy importante. En el menú desplegable se pueden ver todas las estadísticas disponibles de la estación. ProfiTrace 2 comienza a registrarlas inmediatamente después de iniciarse, para que el usuario pueda acceder a ellas en cualquier momento. Se trata principalmente de las cinco primeras estadísticas de fallos. Las demás tienen un carácter más informativo; aquí se pueden ver, concretamente, los intervalos de intercambio de datos en la dirección 40 (1,776 ms y 0,513 ms). La velocidad de PROFIBUS sigue siendo aquí de 1,5 Mbps.

Para una mayor velocidad de PROFIBUS, el intervalo de intercambio no es proporcionalmente más rápido; la imagen de abajo, a modo de comparación, procede de una aplicación real a una velocidad de 12 Mbps.

Bueno, aquí tenemos un buen ejemplo de cómo aumentan las estadísticas de Syncs de fallo en la dirección 12 (Syncs: se trata del intercambio de datos de control entre el Master y el Slave; en términos sencillos, el Master le pregunta constantemente al Slave «¿Estás ahí?» y el Slave responde «Sí, estoy»).

Quiero señalar aquí que, aunque los Syncs a veces aumenten en esta estadística, a simple vista todo puede seguir pareciendo correcto. Sin embargo, esto indica la presencia de problemas que pueden agravarse y provocar interrupciones de comunicación más extensas, que se manifiestan, por ejemplo, en la parada de la máquina.

Pestaña «Osciloscopio» y uno de los fallos habituales. En la última estación, con dirección 12, la resistencia de terminación de la red está defectuosa o no está activada. Esto nos lo indica el lento inicio de la forma de onda.

Pestaña Osciloscopio y, de nuevo, un error bastante frecuente. En algún punto de la línea hay una derivación ciega, normalmente un trozo enrollado de cable PROFIBUS en el armario de distribución para el programador, con un extremo conectado mediante un conector a la estación Slave. Esa es la caída que se ve abajo, en el círculo.

Si estudias con más detalle el proceso y el manual, podrás determinar, a partir del tiempo de respuesta de la señal, a qué distancia del punto de medición se encuentra la derivación ciega.

Pestaña «Osciloscopio» y, de nuevo, un error bastante frecuente. CORTOCIRCUITO. No es nada inusual y, si no se produce directamente en el conector, el PROFIBUS a veces puede seguir funcionando, sobre todo si solo hay un ramal en cortocircuito, principalmente el B, es decir, el rojo. Sin embargo, en este caso se trata de un cortocircuito en A, es decir, en la rama verde, y ese es fatal.

Pestaña «Gráfico de columnas»: aquí se puede ver que el cortocircuito en el bus ya es insostenible; la caída de tensión tanto en los Slaves como en el Master es considerable. La estación 6 es un Wago en el que se produjo el cortocircuito a través de un cable PROFIBUS de unos 10 m.

Me parecía que los dispositivos de distintos fabricantes conectados al bus PROFIBUS tenían una sensibilidad diferente en el procesamiento de la señal. Mientras que el ET200S fallaba ante cualquier perturbación importante, el WAGO 750-323 de WAGO seguía funcionando hasta el último momento, incluso con formas de onda muy distorsionadas. No obstante, se trata solo de una observación, sin respaldo de mediciones objetivas de laboratorio.

La pestaña ProfiTrace y el cortocircuito mencionado anteriormente tal y como aparecen en el panel Live list. Pero Wago sigue funcionando como un tanque.

Pestaña Osciloscopio y un fallo muy frecuente. Se trata de una interferencia. Sin embargo, no he conseguido provocarla con ningún medio habitual: he probado con un secador de pelo, una batidora, un taladro y todos los electrodomésticos en un cable PROFIBUS sin aislamiento, sin blindaje y envuelto en un cable de alimentación eléctrica, y nada. Es una pena que no tenga un secador de pelo como el del señor Kopecký en una comedia de cine, en la que le quitó el condensador y interfería en la televisión de los vecinos. Si alguien hubiera venido a nuestra casa en ese momento, seguramente me habría tomado por un completo loco. La resistencia del PROFIBUS fue admirable. Por eso, la imagen es de una aplicación real y me la ha prestado un compañero.

La interferencia está marcada con un círculo y se manifiesta principalmente mediante caídas en la parte vacía del telegrama, donde la corriente solo fluye a través de las resistencias de terminación y el nivel de tensión es de aproximadamente 1 V. Se trata de un fallo muy peligroso y difícil de detectar.

Para generar el informe final, utilice el menú Informe -> Generar informe. Puede seleccionar todo lo que desee que se incluya en el informe, pero es imprescindible que no falte el nombre de la empresa en el encabezado; si no se rellena el encabezado, no se iniciará la generación del informe.

Además, se puede insertar su logotipo en el informe y, si el informe está destinado a un socio extranjero, también se puede seleccionar la versión lingüística entre varios idiomas, es decir, no solo el alemán y el inglés obligatorios.

Al pulsar el botón, se generará todo y se mostrará en la vista previa. Después, solo hay que imprimirlo, preferiblemente directamente en formato PDF, y entregarlo.

Para terminar, un ejemplo de que no todo es siempre sencillo. Las formas de onda que habéis podido ver hasta ahora, y que también aparecen en los vídeos de demostración, proceden de una red PROFIBUS de 1,5 Mbps. Sin embargo, esta procede de una red de 12 Mbps. A estas velocidades, la forma de onda dista mucho de ser ideal, y su evaluación resulta, a su vez, algo más complicada.

Entre las averías más comunes, echa un vistazo a algunos vídeos de demostración en los que se aprecia claramente el cambio en la forma de onda de la señal.

Resistencia defectuosa o no conectada al final del bus PROFIBUS:

Derivación ciega del bus PROFIBUS:

Cortocircuito en el bus PROFIBUS:

Lo que ya hemos visto y lo que aún nos queda por delante

Las variantes de fallos y sus evoluciones son innumerables; he intentado, al menos, abordar las más problemáticas. Los datos guardados se pueden cargar en el analizador y visualizar sin necesidad de conectarse al bus. En la última parte, nos familiarizaremos con las funciones más avanzadas del analizador, como el contenido de los mensajes, la simulación de toda la red PROFIBUS y, por ejemplo, el control de alguna estación Slave.

Autor: Jaroslav Blažek, blaja.cz

1.ª parte de la reseña: RESEÑA DE ProfiTrace2 - 1.ª parte: ¿Cómo es realmente una red PROFIBUS? El analizador te ayudará

3.ª parte de la reseña: RESEÑA DE ProfiTrace2 - 3.ª parte: Funciones avanzadas del analizador