MAGGIO 2014
FIELDBUS & NETWORKS
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del sistema di comunicazione, per prevenire eventuali dete-
rioramenti della rete se non eventuali fermi impianto. Inoltre,
nel caso si verifichino dei guasti, è utile saper procedere alla
ricerca degli stessi e all’identificazione della causa, in maniera
da ridurre al minimo i tempi di fuori servizi e le attività di
troubleshooting. Per ottenere i migliori risultati sia in termini
di funzionamento sia di disponibilità dell’impianto è necessa-
rio avere a disposizione strumenti idonei e tecnologicamente
avanzati, così come personale tecnico specializzato e adegua-
tamente formato.
Come per tutte le tecnologie esistono diverse metodologie e
sistemi di gestione e manutenzione della rete Profibus. Dotan-
dosi degli strumenti e delle competenze adeguate è possibile
sfruttare al meglio il sistema e arrivare ad avere una rete real-
mente efficiente.
I sistemi fieldbus, in particolare quelli basati su Profibus DP,
nel corso degli ultimi 15 anni sono andati prendendo sempre
più piede e il numero di reti installate è notevolmente cre-
sciuto. Proprio per la base di installato e per le prestazioni
richieste a questi sistemi, è necessario che le reti e i sistemi
mantengano una certa efficienza e un certo livello di presta-
zione. Per fare questo il sistema deve essere dotato di una
diagnostica adeguata, atta a impedire il deterioramento della
rete, che comporterebbe prestazioni non in linea con quanto
progettato o con quanto misurato durante la messa in servi-
zio. Pertanto, occorre poter misurare i parametri di rete (livelli
dei segnali, forme d’onda, velocità ecc.), in modo da poter ve-
rificare che si mantengano sempre entro i livelli desiderati.
Nel caso in cui si noti un deterioramento dei parametri oppure
si verifichi un guasto imprevisto alla rete, è necessario fare
un’attività di troubleshooting che porti a individuare l’origine
del guasto.
Per poter fare diagnostica e troubleshooting di una rete Profi-
bus bisogna avere a disposizione strumenti hardware e soft-
ware idonei, in particolare:
- analizzatore di rete, ossia è uno strumento che acquisisce
il segnale trasmesso e verifica l’idoneità e la correttezza dei
segnali che passano sul bus;
- oscilloscopio, che permette di registrare i segnali elettrici
che passano sul campo e quindi verificare se sono presenti
distorsioni, riflessioni ecc.;
- master di Classe 2, ovvero l’applicazione software che per-
mette di verificare la corretta configurazione e parametrizza-
zione della rete e dei partecipanti alla rete stessa.
Vediamo ora in dettaglio ciascuno di questi strumenti, quali
sono i guasti più comuni e come sia possibile individuarli.
Prima di definire i guasti però sarà necessario fare una breve
panoramica sulla tecnologia Profibus DP e i suoi principi base.
Profibus DP: i fondamentali
La prima cosa da chiarire è che cosa sia Profibus DP: un bus
di campo. Pertanto è un sistema di comunicazione digitale che
permette di collegare diversi dispositivi sullo stesso cavo di
comunicazione e far scambiare dati tra dispositivi di campo e
controllori/PLC. La comunicazione può riguardare variabili sia
di tipo on/off sia di tipo analogico.
Profibus DP è un bus di campo basato su tecnologia RS485 a
livello fisico con trasmissione differenziale. A livello 2, quindi
di Data Link, Profibus è un master/slave con possibilità di
avere un sistema multimaster con metodo token passing. Que-
sto significa che sulla rete esistono due macro categorie di
dispositivi: i master e gli slave. I master sono le stazioni che
hanno la possibilità di iniziare la comunicazione sulla rete e
ciclicamente interrogano tutti gli slave che gli sono stati confi-
gurati. Gli slave, invece, non possono iniziare la conversazione
spontaneamente, ma possono unicamente rispondere alle in-
terrogazioni che ricevono dal master.
Sulla rete è possibile avere più master e il passaggio di comu-
nicazione avviene attraverso il token, uno speciale ‘oggetto’
che permette al master che ne è in possesso di parlare sulla
rete e di interrogare tutti i dispositivi che gli sono stati confi-
gurati. Sulla rete si possono inserire ed eliminare i master in
modo dinamico. Unica avvertenza: sulla rete ci deve essere
almeno un master!
I master possono essere di due tipi: di Classe 1 e di Classe 2. Il
master di Classe 1 è il responsabile dello scambio dati ciclico
e pertanto del controllo di processo, mentre il master di Classe
2 è responsabile per lo scambio dati aciclico e per la parte di
configurazione e parametrizzazione dei dispositivi in rete.
Dal momento che Profibus DP è un sistema di comunicazione
digitale basato su seriale, con velocità di trasmissione varia-
bile, è necessario seguire alcune regole base per la progetta-
zione e la successiva installazione della rete stessa:
- i cavi impiegati devono essere di tipo A;
- le lunghezze massime dei segmenti sono funzione della velo-
cità di trasmissione;
- su ciascun segmento di rete è possibile installare al massimo
32 dispositivi;
- sull’intera rete, composta quindi da più segmenti, è possibile
installare un massimo di 126 dispositivi;
Processo per il monitoraggio dell’efÀcienza di una rete ProÀbus
ProÀbus DP e modello ISO/OSI
