FEBBRAIO 2013
FIELDBUS & NETWORKS
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tore, e in alcuni casi per entrambi: gli operatori devono control-
lare la disponibilità e la validità delle misure di processo, mentre
la manutenzione e il personale di servizio controllano il corretto
funzionamento dei dispositivi e, se necessario, individua il difetto
e sostituisce apparecchiature. Qual è il modo migliore per razio-
nalizzare la diagnostica? Una buona regola è quella di unificare
in generale l’integrazione di segnali diagnostici, aggiungendo ciò
che si ritiene essere un vantaggio molto importante: fornire infor-
mazioni ordinate in modo selettivo in base al ruolo ricoperto dal
personale interessato.
Namur, l’associazione internazionale degli utenti finali dell’indu-
stria di processo, ha pubblicato la raccomandazione NE 107 (“Self-
Monitoring and Diagnosis of Field Devices”) che richiede che
tutte le informazioni diagnostiche fornite dai dispositivi di campo
debbano poter essere classificate nelle quattro categorie di stato
unificate non proprietarie, al fine di fornire all’utente informazioni
già pre-ordinate e evitare un overflow di informazioni inutili o inu-
tilizzabili. NE107 raccomanda inoltre che l’associazione di eventi di
diagnostica a ciascuno di questi quattro livelli di diagnosi possa es-
sere configurabile dall’utente in base alle particolari esigenze della
propria applicazione. La NE107 è ad oggi adottata e implementata
su dispositivi Profibus PA e Foundation Fieldbus H1, coprendo di
fatto il 100% delle esigenze dell’automazione di processo. Per
esempio, le apparecchiature Profibus PA dotate profilo PA 3.02
possiedono un meccanismo specifico che permette di rispettare
le specifiche NE 107: le informazioni dettagliate di diagnostica
vengono mappate sulle quattro categorie NE107 già nel disposi-
tivo di campo da parte del fabbricante. Di conseguenza, vengono
solo trasmesse informazioni strutturate di diagnostica identiche e,
quando si sostituiscono dei dispositivi, non è necessario procedere
a adattamenti o modifiche.
Diagnostica: dettaglio fino al cavo
Chi progetta impianti con bus di campo oggi si trova a disposizione
componenti impensabili fino a pochi anni fa. Per i sistemi a bus di
campo più diffusi (Profibus, CAN, FF, Modbus) sono oggi presenti
sul mercato analizzatori diagnostici in grado non solo di decifrare il
traffico ma anche di analizzare il livello fisico, mettendo in evidenza
quelli che noi riteniamo essere le maggiori fonti di problemi: i ca-
blaggi errati/deteriorati. Inoltre, da pochi anni questi strumenti dia-
gnostici non sono più confinati alla valigia del manutentore (che di
solito li usa dopo che il guasto si è verificato), ma ne esistono anche
versioni da lasciare stabilmente in impianto, collegate e attive 24
ore su 24. Errori e malfunzionamenti sono immediatamente e diret-
tamente evidenziati in sala controllo e possono essere collegate
al DCS tramite per esempio OPC. Addirittura, un paio di produttori
(Procentec e Pepperl+Fuchs) propongono componenti di infrastrut-
tura (repeater, coupler) dotati di funzioni di analisi avanzata in conti-
nua per i bus di campo Profibus e FF: in questo caso il monitoraggio
risiede nell’impianto stesso. E questo è solo l’inizio, infatti l’avvento
delle tecnologie real-time Ethernet ha portato anche nell’automa-
zione gli strumenti di diagnostica utilizzati nei settori dell’ICT. Oggi
le infrastrutture Ethernet dell’industria incorporano molto spesso le
stesse tecnologie e gli stessi protocolli dei sistemi office per quello
che riguarda gestione e ricerca dei guasti. Bus di campo industriali
real-time Ethernet come ad esempio Profinet ed Ethernet/IP sono to-
talmente compatibili con Snmp, ossia permettono da un qualunque
punto della rete una ricerca capillare e completa delle informazioni
relative a guasti, disturbi e malfunzionamenti su qualunque porta
(e quindi cavo) della rete. Significa poter monitorare in continuo
lo stato di tutta la rete gestendo anche degli storici in modo, per
esempio, da evidenziare situazioni di ‘debolezza’ della rete causate
da avvenimenti correlati. Grazie all’intrinseca struttura attiva dei
componenti di rete Ethernet, la diagnostica viene resa pervasiva:
dove c’è uno switch (managed) ecco che abbiamo un potenziale mo-
nitor diagnostico senza costi aggiuntivi. Permetteteci di evidenziare
come l’uso di switch unmanaged (e quindi non dotati di protocollo
Snmp) all’interno d una rete Ethernet industriale sia assolutamente
sconsigliato e fortemente controproducente.
Ancora spaventati?
La verità è che non si ha paura delle cose semplici che si conoscono
bene. Oggi tutti i maggiori produttori di strumenti e componenti per
l’automazione forniscono pieno supporto alle più avanzate tecni-
che di diagnostica. Investendo sin dal momento della progettazione
sulla conoscenza e sull’utilizzo ad alto livello delle informazioni di
diagnostica, i vantaggi possono essere notevoli. Grazie ai nuovi
standard Namur e alle tecnologie implementative, l’accesso alla
diagnostica non conosce limiti pur rimanendo semplice. Non ab-
biamo più scuse.
Nota: Gli autori sono dell’Università di Brescia, del Centro di Competenza
Profibus/Profinet Csmt Gestione Scarl, e fanno parte del Comitato Tecnico
Fieldbus&Networks (*)
Le quattro categorie di diagnostica Namur NE107
Category
Meaning
Symbol
Function check
The output signal is temporarily invalid due to some type of ongoing
work on the device, e.g. for maintenance.
Manitenance Request
Although the output signal is still valid, a function will soon be
restricted due to operational conditions. Maintenance will be required
soon.
Out of Specification
The device is operating outside of its specification, e.g., the permissible
physical measurement range has been exceeded, and/or is operating
under process conditions which may lead to deviations from measured
values or setpoints.
Failure
The output signal is invalid due to malfunction in the device or its
peripherals.
