Test di controllo su bus industriali con ScopeMeter® a colori Fluke

Test di controllo su
bus industriali con
ScopeMeter® a colori
Fluke 225C
Nota applicativa
I bus di comunicazione attualmente presenti sul mercato sono
supportati, a livello di strumentazione di test e misura, dagli stessi
produttori di bus con attrezzature dedicate. Lo ScopeMeter a colori
Fluke 225C attualmente è l'unico strumento ad offrire una verifica
facile e rapida della qualità del segnale su un'ampia gamma di bus
e reti presenti sul mercato. Questa nota applicativa descrive come
è stato utilizzato il Fluke 225C per il rilevamento di problemi nei
bus di comunicazione presso l'azienda Wavin di Hardenberg, nei
Paesi Bassi.
Uno tra i più importanti
produttori europei di
tubature in plastica
Wavin offre soluzioni per la
distribuzione di acqua calda o
fredda, in superficie o interrata, per
gli impianti di riscaldamento e
condizionamento per convogliare
acque di sorgente, reflue e pluviali
ed infine per coprire la tratta
dell'ultimo miglio nelle reti
telefoniche. Per ogni soluzione
rivolta al cliente finale, l'azienda
prevede anche servizi di consulenza,
progettazione, implementazione ed
assistenza post-vendita. I loro clienti
spaziano dai grossisti di materiali
edili e civili, ai distributori al
dettaglio di tubature idrauliche, alle
imprese edili, alle società
appaltatrici di servizi di installazione
per aziende pubbliche.
Recentemente, un dipartimento
dell'azienda di Hardenberg, Paesi
Bassi, è stato sottoposto ad un
grosso cambiamento che prevede
l'installazione di un nuovo sistema
di controllo basato su PLC e la
sostituzione del sistema di rete
cablata originale con una nuova rete
Profibus. Il cambiamento da un
sistema di controllo tradizionale a
un controllo dei bus ha offerto molti
vantaggi, tra cui un notevole
risparmio sui cablaggi e un controllo
ottimizzato e più attendibile.
Innanzitutto, il sistema di bus offre
capacità di diagnosi che i sistemi di
controllo tradizionali non hanno
disponibili e consente uno scambio
di dati tramite un collegamento
Ethernet con i gestori dell'azienda e
i sistemi ERP.
Per evitare possibili problemi, gli
ingegneri Wavin hanno promosso
un programma di manutenzione
preventiva. L'azienda, che già da
molti anni utilizza gli ScopeMeter
palmari Fluke per le operazioni
generali di manutenzione elettrica
ed elettronica e per il suo
programma di manutenzione
preventiva, ha avuto la possibilità di
testare lo ScopeMeter a colori Fluke
225C con la nuova funzione di test
di controllo sui bus.
Misure di controllo sui bus
con lo ScopeMeter 225C
Gli ScopeMeter Fluke 225C e 215C
sono stati progettati per i tecnici
della manutenzione che si occupano
sia di bus industriali e reti
all'interno di uno stabilimento, che
di dispositivi elettronici generici.
Basati sugli ScopeMeter Serie 190C
a colori (versione 200 MHz e 100
MHz), questi strumenti offrono tutte
le funzioni delle serie 190C più la
possibilità di eseguire il test di
controllo sui bus. Questi strumenti
riescono a verificare l'integrità
elettrica di una ampia gamma di bus
e reti, eseguendo ‘test sul livello
fisico’ e fornendo risposte rapide ed
immediate. Sono possibili verifiche
sulla qualità del segnale elettrico
sui bus industriali più diffusi come
Profibus, Foundation, Ethernet,
CAN-bus, AS-i bus e RS-485.
Le misure vengono eseguite con le
sonde standard a corredo e lo
strumento è dotato anche di un set
di breakout board (schede di
interfaccia) per facilitare il
collegamento elettrico ai sistemi con
bus specifici. Dopo aver selezionato
la funzione di Test di controllo sui
bus, occorre soltanto scegliere il
tipo di bus. Lo schermo mostra una
tabella con la gamma di misure
preimpostate relative al bus
selezionato. In alternativa, l'utente
può passare alla cosiddetta
'modalità Eye-pattern' che
visualizza le forme d'onda ad
impulsi consecutivi, mostrati con
persistenza selezionabile, grazie alla
quale è possibile controllare
visivamente la qualità generale del
segnale. L'ultimo aspetto è
particolarmente interessante per i
sistemi di bus perché questi
possono essere sensibili agli influssi
elettromagnetici esterni causati, ad
esempio, da linee di alimentazione
elettrica o da grandi motori elettrici
posti nelle vicinanze, che
potrebbero produrre numerosi
disturbi al cablaggio del bus.
Il valore della
manutenzione preventiva
in Wavin
La rete Profibus installata nello
stabilimento Wavin supporta
attualmente più di cento stazioni ed
ha funzionato senza problemi per
molti mesi. Tuttavia, le misure
eseguite con lo ScopeMeter 225C
hanno rilevato un'anomalia sui
segnali che passano attraverso la
rete in una stazione specifica,
situata nell'area del mixer. Lo
ScopeMeter ha rilevato un valore di
Overshoot molto più alto, con un
valore medio maggiore del 47 % e
un valore di picco maggiore del
51,4 % rispetto ai valori nominali
Figura 1. . Sinistra: La misura dell'Overshoot in questa stazione è talmente alta da generare un
errore nella rete e richiedere una ulteriore verifica. Destra: Un modo alternativo di osservare i
segnali dei bus utilizzando la modalità Eye-pattern mostra impulsi molto distorti, rendendo
evidente la deviazione del segnale in questa posizione.
Figura 2. Dopo aver apportato le correzioni alla rete Profibus, sono state registrate nuove
immagini della schermata dei parametri di controllo sui bus (a sinistra) e della schermata Eyepattern (a destra). Da queste emerge chiaramente una rete con prestazioni migliori, con tutti i
parametri corretti e gli impulsi dell'onda quadra ben formati.
per quel bus. Tali valori indicavano
che qualcosa non era corretto in
questo specifico segmento di rete
(vedere Fig. 1).
In base alle informazioni raccolte, i
tecnici Wavin addetti alla
manutenzione hanno eseguito una
ulteriore verifica dell'hardware in
questa sezione dei bus di
comunicazione e hanno notato due
violazioni degli standard Profibus:
• in corrispondenza dell'ultima
stazione, non sono state inserite
le terminazioni come previsto
dagli standard dei bus
• la lunghezza dei cavi di
collegamento fra le ultime 4
stazioni, assemblate in un
armadietto singolo vicino ai
mixer, era molto più breve
rispetto alla lunghezza minima
necessaria prevista dalle
specifiche che è di almeno 1
metro per tratta.
I cavi sono stati sostituiti con altri
più lunghi e le terminazioni dei bus
sono state attivate.
Successivamente a tali operazioni,
sono stati ripetuti i test di controllo
dei bus con lo ScopeMeter 225C. I
risultati, mostrati nella Fig.2,
indicano chiaramente miglioramenti
significativi dei segnali dei bus in
corrispondenza della stazione
interessata.
Conclusione
Grazie alla loro esperienza gli
ingegneri Wavin hanno scoperto
come lo ScopeMeter Fluke 225C è
un ottimo investimento poichè aiuta
a segnalare in anticipo i problemi
che potrebbero verificarsi sui bus e
li aiuta ad evitare costose
interruzioni della produzione. In
Wavin ora è stato introdotto un
programma di manutenzione
preventiva che prevede un controllo
regolare in corrispondenza di ogni
stazione azionata dai bus di campo.
Lo ScopeMeter 225C garantisce che
tutti i segnali corrispondano alle
specifiche e che non ci sia alcuna
deriva che possa nel tempo causare
problemi.
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up and running.
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