RECENZIA ProfiTrace2 - č2: Najbežnejšie poruchy PROFIBUSu

Zobrazenie signálov a porúch PROFIBUSu

Takto vyzerá ideálny signál na zbernici PROFIBUS, aby ste si to zapamätali. Toto je obrázok zobrazujúci oba kanály, bude zaujímavý na porovnanie skratov na zbernici A alebo B.

Než sa však dostaneme priamo k poruchám v sieti PROFIBUS, ukážeme si aj poruchy konfigurácie Slave.

Záložka ProfiTrace a pod ňou Kontrola dát - to je záložka s lupou. Tu môžeme vidieť dáta, ktoré sa zapisujú alebo čítajú z vybranej stanice. Pomocou tlačidla „Pridať záznam“ vyplníme v samostatnom okne, čo chceme vidieť. V tomto príklade ide o perifériu ET200S vybavenú modulom 4xDO a zo PLC programu všetky 4 výstupy blikajú s frekvenciou 1 Hz.

Ak si myslíte, že na tom nie je nič zvláštne, všimnite si, že nikde nepotrebujete poznať adresu periférneho priestoru, teda PIW/PQW. Stačí zadať len adresu PROFIBUS. Táto funkcia totiž prečíta všetky údaje zo stanice Slave. Je to vidieť v stĺpci Data, kde sú v binárnej forme prvé štyri bity nastavené na H, teda požiadavka na zapnutie všetkých výstupov.

Stále záložka ProfiTrace a pod ňou Live list, to je zase tá záložka so srdiečkom. Teraz už uvidíme poruchu na Slave stanici, a to poruchu konfigurácie. Konkrétne som tu počas prevádzky vybral spomínaný modul 4xDO z ET200S. Nie je to kvôli tomu, že by som mal ET200S pri simulácii obľúbený, ale jednoducho kvôli jednoduchosti - u staníc Wago sa moduly vyberajú ťažšie.

Stále sme v záložke ProfiTrace, ale tentoraz máme zobrazenie štatistík stanice. Veľmi dôležitá funkcia. V rozbalenom menu sú viditeľné všetky dostupné štatistiky stanice. Tie začne ProfiTrace 2 zaznamenávať ihneď po spustení, aby boli kedykoľvek k dispozícii používateľovi. Ide hlavne o prvých päť poruchových štatistík. Ďalšie majú skôr informatívny charakter; konkrétne tu môžete vidieť intervaly výmeny dát na adrese 40 (1,776 ms a 0,513 ms). Rýchlosť PROFIBUS je tu stále 1,5 Mbps.

Pri vyššej rýchlosti PROFIBUS nie je interval výmeny úmerne rýchlejší; obrázok nižšie na porovnanie pochádza zo skutočnej aplikácie pri rýchlosti 12 Mbps.

Tak a tu máme pekný príklad toho, ako pribúdajú poruchové štatistiky Syncs na adrese 12 (Syncs - ide o výmenu kontrolných dát medzi Master a Slave, zjednodušene povedané, Master neustále pýta Slave: „Si tam?“ a Slave odpovedá: „Áno, som“).

Tu by som chcel upozorniť, že aj keď sa v tejto štatistike občas objavujú Syncs, navonok môže všetko stále vyzerať v poriadku. Je to však signálom problémov, ktoré sa môžu ďalej prehlbovať a spôsobiť rozsiahlejšie výpadky komunikácie, prejavujúce sa napríklad zastavením stroja.

Karta Osciloskop a jedna z bežných porúch. Na poslednej stanici s adresou 12 je chybný alebo nezapnutý ukončovací odpor siete. Signalizuje nám to pomalý nábeh tvaru oscilácií.

Záložka Osciloskop a opäť pomerne častá chyba. Niekde na linke je slepá odbočka, typicky stočený kus kábla PROFIBUS v rozvádzači pre programátora, ktorého jeden koniec je pripojený cez konektor k stanici Slave. To je ten pokles dole v kruhu.

V prípade podrobnejšieho štúdia priebehu a príručky budete schopní na základe časovej odozvy signálu určiť aj to, v akej vzdialenosti od meraného miesta sa nachádza slepá odbočka.

Záložka Osciloskop a opäť pomerne častá chyba. SKRAT. Nič neobvyklé, a ak nie je priamo na konektore, tak aj napriek tomu môže PROFIBUS niekedy fungovať, najmä ak je v skrate len jedna vetva, hlavne B, teda červená. Toto je však skrat na vetve A, teda na zelenej vetve, a ten je fatálny.

Záložka Stĺpcový graf - tu je vidieť, že skrat na zbernici je už neudržateľný, pokles napätia na jednotlivých Slave aj Master je veľký. Stanica 6 je Wago, na ktorom vznikol skrat cez cca 10 m PROFIBUS kábel.

Zdalo sa mi, že zariadenia rôznych výrobcov na zbernici PROFIBUS majú odlišnú citlivosť na spracovanie signálu. Zatiaľ čo ET200S sa zrútilo pri každom väčšom výkyve, WAGO 750-323 fungovalo až do posledných chvíľ aj pri veľmi skreslených priebehoch. Je to však len poznámka, nepodložená objektívnymi laboratórnymi meraniami.

Záložka ProfiTrace a vyššie uvedený skrat, ako sa zobrazujú v paneli Live list. Wago však stále funguje ako tank.

Záložka Osciloskop a veľmi častá porucha. Ide o rušenie. To sa mi však nepodarilo vyvolať žiadnymi bežnými prostriedkami, skúšal som fén, mixér, vŕtačku + všetky domáce spotrebiče na odizolovanom kábli PROFIBUS, bez tienenia, omotanom sieťovým káblom a nič. Škoda, že nemám fén ako pán Kopecký v jednej filmovej komédii, keď z neho vybral kondenzátor a rušil susedom televíziu. Keby v tom čase niekto prišiel k nám, asi by ma považoval za úplného blázna. Odolnosť PROFIBUSu bola obdivuhodná. Obrázok je preto zo skutočnej aplikácie, ktorý som si požičal od kolegu.

Rušenie je zakrúžkované a prejavuje sa hlavne poklesmi v prázdnej časti telegramu, kde prúd tečie len cez ukončovacie odpory a úroveň napätia je približne 1 V. Ide o veľmi nebezpečnú poruchu, ktorú je ťažké nájsť.

Na vygenerovanie záverečnej správy slúži ponuka Správa -> Vygenerovať správu. Môžete si vybrať všetko možné aj nemožné, čo sa do správy zahrnie, hlavne nesmie chýbať v hlavičke názov spoločnosti, bez vyplnenej hlavičky sa generovanie nespustí.

Okrem toho je možné do správy vložiť vaše logo a ak máte správu pre zahraničného partnera, môžete si vybrať jazykovú verziu z viacerých jazykov, teda nielen z povinných nemčiny a angličtiny.

Stlačením tlačidla sa všetko vygeneruje a zobrazí v náhľade. Potom už stačí len vytlačiť, najlepšie priamo do formátu PDF, a odovzdať.

Na záver ukážka, že nie vždy je všetko jednoduché. Priebehy, ktoré ste doteraz videli aj vo videoukážkach, pochádzajú zo siete PROFIBUS s rýchlosťou 1,5 Mbps. Tento priebeh je však zo siete s rýchlosťou 12 Mbps. Pri tejto rýchlosti má signál ďaleko od ideálneho priebehu a jeho vyhodnotenie je zložitejšie.

Z tých najbežnejších porúch si pozrite niekoľko videoukázok, na ktorých je zmena priebehu signálu dobre viditeľná.

Chybný alebo nepripojený odpor na konci zbernice PROFIBUS:

Slepá odbočka zo zbernice PROFIBUS:

Skrat na zbernici PROFIBUS:

Čo sme už prešli a čo nás ešte čaká

Variant porúch a ich priebehov je nespočetné množstvo, snažil som sa aspoň priblížiť tie najproblematickejšie. Uložené údaje je možné načítať do analyzátora a prezerať bez pripojenia k zbernici. V poslednej časti sa už zoznámime s pokročilejšími funkciami analyzátora, ako sú napríklad obsah správ, simulácia celej siete PROFIBUS a napríklad prevzatie kontroly nad niektorou Slave stanicou.

Autor: Jaroslav Blažek, blaja.cz

1. časť recenzie: RECENZIA ProfiTrace2 - 1. časť: Ako vyzerá sieť PROFIBUS v skutočnosti? Pomôže vám analyzátor

3. časť recenzie: RECENZIA ProfiTrace2 - 3. časť: Pokročilé funkcie analyzátora