Neben einem optimierten Engineering zur Senkung der Inbetriebnahmezeiten bietet eine intelligente Automatisierungslösung ein ausgeklügeltes Diagnosesystem, das den Anwender auch in der Betriebsphase bei der schnellen Lokalisierung und Behebung von Störungen unterstützt. Darüber hinaus ist eine vorausschauende Diagnose unerlässlich, damit ein Anlagenausfall schon im Vorfeld vermieden wird. Das Diagnosekonzept des Automationworx-Systems von Phoenix Contact basiert auf der Diagnose-Software Diag+ sowie den darauf angepassten Eigenschaften der Controller-Firmware. Die Funktionalitäten von Diag+ wurden ursprünglich für die Interbus-Netzwerkdiagnose entwickelt. Sie umfassen nicht nur nacheilende Diagnosefunktionen, die nach dem Auftreten eines Fehlers schnell zum Störungsort führen, sondern insbesondere präventive Eigenschaften, sodass der Anwender beispielsweise frühzeitig auf eine Verschlechterung der Übertragungsqualität bei Interbus-Lichtwellenleiterstrecken hingewiesen wird. Speziell bei der Lichtwellenleiter-Diagnose lassen sich Snapshots verschiedener Zeitpunkte miteinander vergleichen. Auf diese Weise werden Veränderungen in der Übertragungsqualität detektiert, bevor es zu einem Ausfall kommt. Der Leistungsumfang beinhaltet außerdem Funktionen, welche die unterschiedlichen Betriebszustände der Steuerung wie Run und Stop anzeigen sowie darüber informieren, welcher Zustandswechsel wann ausgeführt wurde. Mit der Verfügbarkeit von Profinet wurden viele dieser Features in die Diagnose von Profinet-Systemen integriert. Slot-genaue Visualisierung von Fehlern Alle Diagnoseinformationen werden auf der Steuerung oder dem Netzwerk-Master, dem sogenannten Controller, gesammelt und von dort über die Diagnose-Software Diag+ ausgelesen. Eine in der Software hinterlegte Wissensdatenbank gibt Klartextmeldungen mit Tipps für die schnelle Fehlerbehebung. Diag+ ist ein Element der Automationworx Software Suite von Phoenix Contact, in der die wichtigsten Software-Werkzeuge für die verschiedenen Phasen der Wertschöpfungskette von der Planung bis zur Wartung zusammengefasst sind. Als integraler Bestandteil der Engineering-Umgebung PC Worx sowie des Interbus-Netzwerkkonfigurators Config+ hilft das Diagnose-Tool während der Inbetriebnahme und des Betriebs beim Auffinden und Beheben von Fehlern in Profinet- und Interbus-Netzwerken. Im Laufe der Jahre ist Diag+ sukzessive um weitere Funktionen ergänzt worden. So zeigt eine 2D-Ansicht die physikalischen Verbindungen zwischen Ethernet- respektive Profinet-Teilnehmern an. Die dazu notwendigen Informationen werden online aus der Anlage oder den installierten Geräten ausgelesen. Ferner können zusätzliche Daten gerätebezogen dargestellt werden, die eine Analyse des Gesundheitszustands der Komponente ermöglichen. Über die Anzeige von Port-bezogenen Diagnoseinformationen wie CRC-Fehlern ist zudem die Auswertung des Status der Kommunikationsverbindungen möglich. Meldet ein Gerät einen Profinet-Alarm, wird der Fehler in der speziellen Ansicht für die Profinet-Diagnose Slot-genau visualisiert (Bild 2). Ausführliche Texte informieren über die Fehlerart sowie den genauen Ort und etwaige Ursachen der Störung. Tritt ein Profinet-Alarm auf, blendet die 2D-Ansicht der Ethernet-Topologie auf dem entsprechenden Teilnehmer ein Fehlersymbol ein. Über das Kontext-Menü kann sich der Anwender dann die gerätebezogene Profinet-Diagnose in der Ethernet-Topologie anzeigen lassen. Hier werden ihm die den Slots zugeordneten Fehlerinformationen direkt dargestellt. Farbig unterlegte Auskunft über die Streckenqualität Der Übersichtlichkeit über die Gesamtstruktur der Netzwerktopologie kommt eine große Bedeutung zu. Damit sich der Anwender sofort orientieren kann, verteilt Diag+ die Ansicht der Netzwerktopologie auf mehrere Karteikarten. Neben der Karteikarte, auf der die Topologie zwischen den verbauten Switches visualisiert wird, zeigen weitere Karten dieser Ansicht jeweils die Teilnetze, die an einen Switch verdrahtet sind. Über Links auf den Geräten kann der Anwender schnell zu den anderen Teilnetzen springen (Bild 3). In elektromagnetisch gestörten Umgebungen, die beispielsweise in der Nähe von Schweißrobotern vorkommen, werden die Profinet-Applikationen meist auf Basis von Lichtwellenleiter-Kommunikation realisiert. Das Übertragungsmedium ist nicht nur immun gegenüber Störabstrahlungen, sondern lässt sich auch gut diagnostizieren. Zu diesem Zweck wird die Güte der Übertragungsstrecke wie beim Interbus-System ausgelesen und bewertet. So können LWL-Kabelstrecken während der Inbetriebnahme auf Einhaltung bestimmter Abnahmekriterien untersucht werden. Auf Basis eines Vergleichs zwischen historischen und aktuellen Messwerten der Übertragungsgüte erkennt der Anwender eine Verschlechterung der Streckenwerte somit frühzeitig, sodass ein Anlagenausfall vermeidbar ist. Diag+ ist um die entsprechenden Diagnosefunktionen für die Profibus-LWL-Überwachung erweitert worden. Streckendaten wie DNS, Profinet-Name, Slots, Ports, Dämpfung und Kabellänge sowie der Streckenstatus werden dazu in einer speziellen Ansicht dargestellt. Im Feld-Status gibt eine Farbkodierung gemäß Ampelfarben übersichtlich und schnell Auskunft, ob die Strecke noch in Ordnung ist oder überarbeitet werden muss. Werte, die sich nicht mehr im optimalen Bereich befinden, können in der tabellarischen Darstellung sofort visuell erfasst werden. Aktuell sind die verschiedenen Stati über die in der Profinet-Spezifikation vorgegebenen Wertebereiche fest definiert: – Status >2dB = okay respektive grüne Farbe – Status 0dB = Wartungsanforderung respektive orange Farbe – Status <0dB = dringende Wartungsanforderung respektive rote Farbe. Bei einem Status von etwa -4dB bricht die Verbindung ab (Bild 4). Diagnosedaten bewerten und für Vergleichsmessungen nutzen Momentan führt die Profibus Nutzerorganisation (PNO) Versuchsreihen durch, um Richtlinien für die Beschreibung von längenbezogenen Streckenqualitäten festzulegen. Sobald die Ergebnisse vorliegen, wird Diag+ entsprechend ergänzt. Können die angeschlossenen Geräte bestimmte Werte nicht zur Verfügung stellen, zeigt die Diagnose-Software dies anhand von aussagekräftigen Fehlertexten an. Die Diagnosedaten für die Profinet-LWL-Ansicht lassen sich entweder online direkt aus der Anlage auslesen, oder der Anwender lädt einen zuvor gespeicherten Snapshot hoch und überprüft ihn. Eine solche Momentaufnahme der Profinet-LWL-Diagnosedaten kann auf dem PC oder direkt auf der Steuerung archiviert werden. Zur Erstellung von Abnahmeprotokollen ist die Speicherung der Daten als pdf-Dokument möglich. Ein Vorteil bei der Diagnose von Profinet-LWL-Strecken ergibt sich aus dem Vergleich von Diagnose-Snapshots, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten generiert worden sind. Für die Gegenüberstellung der Daten kann der Anwender zu einem bereits geladenen Satz von Diagnosedaten einen weiteren Datensatz hinzu laden. Die Diagnose-Software ermittelt dann automatisch Veränderungen in der Dämpfung pro Übertragungsrichtung. Neben den jeweils zu vergleichenden Werten wird ein Trend ausgegeben, anhand dessen der Anwender schnell bewerten kann, in welchem Zustand sich die einzelnen Übertragungsstrecken befinden. Dazu wird das Trendsymbol zusätzlich von einer Ampelfarbe für den jeweils jüngeren Messwert überlagert. Vergleichsprotokolle können ebenfalls archiviert, zu einem späteren Zeitpunkt wieder geladen und als pdf übermittelt werden. Ausblick
Phoenix Contact Deutschland GmbH
