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PROFIBUS - Instalação Avançada - Parte 4 - Final



César Cassiolato
Diretor de Engenharia de Projetos e Serviços, Marketing e Qualidade
SMAR Equipamentos Industriais Ltda
cesarcass@smar.com.br

Introdução

É notório o crescimento do PROFIBUS em nível mundial e principalmente no Brasil. Decidi escrever este artigo sobre instalação avançada, pois tenho visto na prática muita instalação de forma inadequada, assim como erros básicos e que têm estendido o tempo de comissionamento e startup, e consequentemente gerado uma degradação da qualidade da performance da rede. Dividi este artigo, pela sua extensão e abrangência em 4 partes. Esta é a quarta parte, onde veremos brevemente alguns detalhes de configuração.

Um pouco de história

A história do PROFIBUS começa na aventura de um projeto da associação apoiado por autoridades públicas, que iniciou em 1987 na Alemanha. Dentro do contexto desta aventura, 21 companhias e institutos uniram forças e criaram um projeto estratégico em fieldbus. O objetivo era a realização e estabilização de um barramento de campo bit serial, sendo o requisito básico a padronização da interface de dispositivo de campo. Por esta razão, os membros relevantes das companhias do ZVEI (Associação Central da Indústria Elétrica) concordaram em apoiar um conceito técnico mútuo para manufatura e automação de processos.

Um primeiro passo foi a especificação do protocolo de comunicações complexas PROFIBUS FMS (Especificação de Mensagens Fieldbus), que foi preparado para exigência de tarefas de comunicação.

Um passo mais adiante em 1993 foi a conclusão da especificação para uma variante mais simples e com comunicação mais rápida, o PROFIBUS-DP (Periferia Descentralizada). Este protocolo está disponível agora em três versões funcionais, o DP-V0, DP-V1 e DP-V2.

Baseado nestes dois protocolos de comunicação, acoplado com o desenvolvimento de numerosos perfis de aplicações orientadas e um número de dispositivos de crescimento rápido, o PROFIBUS começou seu avanço inicialmente na automação manufatura e desde 1995 na automação de processos com a introdução do PROFIBUS-PA. Hoje, o PROFIBUS é o barramento de campo líder no mercado mundial.

O PROFIBUS é um padrão de rede de campo aberto e independente de fornecedores, onde a interface entre eles permite uma ampla aplicação em processos, manufatura e automação predial. Esse padrão é garantido segundo as normas EN 50170 e EN 50254. Desde janeiro de 2000, o PROFIBUS foi firmemente estabelecido com a IEC 61158, ao lado de mais sete outros fieldbuses. A IEC 61158 está dividida em sete partes, nomeadas 61158-1 a 61158-6, nas quais estão as especificações segundo o modelo OSI. Nessa versão houve a expansão que incluiu o DPV-2. Mundialmente, os usuários podem agora se referenciar a um padrão internacional de protocolo aberto, cujo desenvolvimento procurou e procura a redução de custos, flexibilidade, confiabilidade, segurança, orientação ao futuro, atendimento as mais diversas aplicações, interoperabilidade e múltiplos fornecedores.

PROFIBUS – Cenário Atual

Hoje, estima-se mais de35 milhões de nós instalados com tecnologia PROFIBUS e mais de1000 plantas com tecnologia PROFIBUS-PA. São 24 organizações regionais (RPAs) e35 Centros de Competência em PROFIBUS (PCCs), localizados estrategicamente em diversos países, de modo a oferecer suporte aos seus usuários, inclusive no Brasil, em parceria com a FIPAI na Escola de Engenharia de São Carlos-USP, existe o único PCC da América Latina.

  • Mais de 2.800 produtos disponíveis.
  • Mais de 1000 produtos nos últimos 3 anos.
  • Mais de 1.000.000 instalações – PROFIBUS.
  • Mais de 1000 plantas com PROFIBUS PA.
  • Mais de 35 Milhões de nós instalados.
  • 6 Milhões de nós vendidos nos últimos 3 anos.
  • Mais de 3 Milhões de nós PROFINET instalados.
  • Mais de 880 mil nós PROFIBUS PA.
  • Mais de 630 mil nós ProfiSafe.
  • Mais de 2000 Fornecedores.
  • Brasil: um dos maiores parques instalados!!
  • Um extensivo catálogo de produtos pode ser obtido no site www.PROFIBUS.com
  • Para referência e suporte na América Latina acesse www.PROFIBUS.org.br
Em termos de desenvolvimento, vale a pena lembrar que a tecnologia é estável, porém não é estática. As empresas-membro do PROFIBUS International estão sempre reunidas nos chamados Work Groups atentas às novas demandas de mercado e garantindo novos benefícios com o advento de novas características.

PROFIBUS

O PROFIBUS é um padrão de rede de campo aberto e independente de fornecedores, onde a interface entre eles permite uma ampla aplicação em processos e manufatura. Esse padrão é garantido segundo as normas EN 50170 e EN 50254, além da IEC 611158-2 no caso do PROFIBUS PA.

O PROFIBUS DP é a solução de alta velocidade (high-speed) do PROFIBUS. Seu desenvolvimento foi otimizado especialmente para comunicações entre os sistemas de automação e equipamentos descentralizados, voltada para sistemas de controle, onde se destaca o acesso aos dispositivos de I/O distribuídos.

O PROFIBUS DP utiliza a RS485 como meio físico, ou a fibra ótica em ambientes com susceptibilidade a ruídos ou que necessitem de cobertura a grandes distâncias.

O PROFIBUS PA é a solução PROFIBUS que atende aos requisitos da automação de processos, onde se tem a conexão em processos com equipamentos de campo, tais como: transmissores de pressão, temperatura, conversores, posicionadores, etc. Esta rede pode ser usada em substituição ao padrão 4 a 20 mA.

Existem vantagens potenciais da utilização dessa tecnologia, onde resumidamente destacam-se as vantagens funcionais (transmissão de informações confiáveis, tratamento de status das variáveis, sistema de segurança em caso de falha, equipamentos com capacidades de autodiagnose, rangeabilidade dos equipamentos, alta resolução nas medições, integração com controle discreto em alta velocidade, aplicações em qualquer segmento, etc.). Além dos benefícios econômicos pertinentes às instalações (redução de até 40% em alguns casos em relação aos sistemas convencionais), custos de manutenção (redução de até 25% em alguns casos em relação aos sistemas convencionais) e menor tempo de startup, oferece um aumento significativo em funcionalidade, disponibilidade e segurança.

O PROFIBUS PA permite a medição e controle por um barramento a dois fios. Também permite alimentar os equipamentos de campo e aplicações em áreas intrinsecamente seguras, bem como a manutenção e a conexão/desconexão de equipamentos até mesmo durante a operação, sem interferir em outras estações em áreas potencialmente explosivas. O PROFIBUS PA foi desenvolvido em cooperação com os usuários da Indústria de Controle e Processo (NAMUR), satisfazendo as exigências especiais dessa área de aplicação:

  • O perfil original da aplicação para a automação do processo e interoperabilidade dos equipamentos de campo dos diferentes fabricantes;
  • Adição e remoção de estações de barramentos mesmo em áreas intrinsecamente seguras sem influência para outras estações;
  • Uma comunicação transparente através dos acopladores do segmento entre o barramento de automação do processo (PROFIBUS PA) e do barramento de automação industrial (PROFIBUS-DP);
  • Alimentação e transmissão de dados sobre o mesmo par de fios baseado na tecnologia IEC 61158-2;
  • Uso em áreas potencialmente explosivas, intrinsecamente segura.

As conexões dos transmissores, conversores e posicionadores em uma rede PROFIBUS DP são feitas por um coupler DP/PA. O par trançado a dois fios é utilizado na alimentação e na comunicação de dados para cada equipamento, facilitando a instalação e resultando em baixo custo de hardware, menor tempo para startup, manutenção livre de problemas, baixo custo do software de engenharia e alta confiança na operação.

O protocolo de comunicação PROFIBUS PA utiliza o mesmo protocolo de comunicação PROFIBUS DP, onde o serviço de comunicação e telegramas é idêntico. Na verdade, o PROFIBUS PA = PROFIBUS DP - protocolo de comunicação + serviços acíclico estendido + IEC 61158, também conhecida como nível H1.

O PROFIBUS permite uma integração uniforme e completa entre todos os níveis da automação e as diversas áreas de uma planta. Isto significa que a integração de todas as áreas da planta pode ser realizada com um protocolo de comunicação que usa diferentes variações.

No nível de campo, a periferia distribuída, tais como: módulos de E/S, transdutores, acionamentos (drives), válvulas e painéis de operação, trabalham em sistemas de automação, através de um eficiente sistema de comunicação em tempo real, o PROFIBUS DP ou PA. A transmissão de dados do processo é efetuada ciclicamente, enquanto alarmes, parâmetros e diagnósticos são transmitidos somente quando necessário, de maneira acíclica.

Este artigo apresenta detalhes de instalações em PROFIBUS-DP e PROFIBUS-PA. Citarei brevemente sobre o padrão RS485-IS.

Sempre que possível, consulte a EN50170 para as regulamentações físicas, assim como as práticas de segurança de cada área.

É necessário agir com segurança nas medições, evitando contatos com terminais e fiação, pois a alta tensão pode estar presente e causar choque elétrico. Lembre-se que cada planta e sistema têm seus detalhes de segurança. Se informar deles antes de iniciar o trabalho é muito importante.

Para minimizar o risco de problemas potenciais relacionados à segurança, é preciso seguir as normas de segurança e de áreas classificadas locais aplicáveis que regulam a instalação e operação dos equipamentos. Estas normas variam de área para área e estão em constante atualização. É responsabilidade do usuário determinar quais normas devem ser seguidas em suas aplicações e garantir que a instalação de cada equipamento esteja de acordo com as mesmas.

Uma instalação inadequada ou o uso de um equipamento em aplicações não recomendadas podem prejudicar a performance de um sistema e conseqüentemente a do processo, além de representar uma fonte de perigo e acidentes. Devido a isto, recomenda-se utilizar somente profissionais treinados e qualificados para instalação, operação e manutenção.

Dando continuidade esta é a parte final:

Parametrização do Barramento

Um mestre PROFIBUS DPV1, como por exemplo, DF73 da SMAR suporta taxas de comunicação até 12 Mbits/s, onde esta taxa deve ser selecionada de acordo com a velocidade do equipamento mais lento na rede DP.

Quando se tem o PROFIBUS PA, deve-se atentar aos tipos de couplers, pois alguns possuem taxas de velocidade menores:

  • P+F SK1: 93.75 kbits;
  • P+F SK2, Sk3: 45.45 kbits a 12 Mbits/s;
  • Siemens DP/PA coupler: : 45.45 kbits;
  • Siemens DP/PA linkDP/PA: 9.6 kbits a 12 Mbits/s.

Coupler

Siemens

P+ F (versões antes de 2/12/98)

P+ F (versões posteriores a 2/12/98)

Slot Time

640

10000

4095

Max. Station Delay Time

400

1000

1000

Min. Station Delay Time

11

255

22

Setup time

95

255

150

Gap Actualization factor

1

1

1

Max. Retry Limit

3

3

3

Target Rotation Time(TTR, it should be set in all masters)

TTR calculado pelo mestre + 20000 bit times

Tabela 1.1 – Parâmetros de Barramento para o DF73 da SMAR

Para outros mestres, consultar o manual do fabricante.

Algumas dicas de configuração dos tempos envolvidos no PROFIBUS

Os parâmetros de barramento do PROFIBUS são comumente dados em “bit times (TBIT)”. Esta é a unidade que é mostrada tipicamente nos arquivos GSD e nas ferramentas de configuração, etc.

O Target Token Rotation Time (TTR) é dado em bit times e normalmente é calculado pelas ferramentas de configuração. É o tempo para se passar o token por toda a rede e retorna ao seu mestre inicial. Quando se tem múltiplos mestres, isto inclui o tempo total para cada mestre completar seu ciclo de I/O, passar o token ao próximo mestre e este retornar ao mestre inicial. Alguns fatores influenciam diretamente o TTR : o baud rate, o número de escravos com troca de dados cíclicos, o número total de I/Os durante a troca de dados e o número de mestres.

Um parâmetro diretamente influenciado pelo TTR é o watchdog time. Este é o tempo descarregado na configuração de cada escravo e que será usado pelo escravo para detectar falhas de comunicação. A cada falha detectada com a expiração do time, o escravo vai ao estado de reset e com isto nenhuma troca de dados cíclicos é permitida e deverá ser inicializado pelo mestre. Este procedimento levará pelo menos 4 ciclos de barramento. É comum, porém não recomendado, se ver na prática usuários reduzindo o tempo de TTR e com isto se tem watchdog time muito pequeno, o que faz com que no final do tempo de barramento sempre se tem a expiração do time do escravo e sempre o escravo levará 4 ciclos para trocar dados novamente e a performance da rede fica comprometida.

Parametrização do Barramento
Figura 1.1 – Parametrização do Barramento

Se um escravo detecta um erro de transmissão ao receber um pedido do mestre, ele simplesmente não responde e depois de esperar um slot time, o mestre enviará novamente o pedido (retry). Da mesma forma, se o mestre detectar uma falha na resposta do escravo, também enviará novamente o pedido. O número de vezes que o mestre tentará sucesso na comunicação com o escravo dependerá da taxa de comunicação, sendo:

  • 9.6kbits/s a 1.5Mbits/s -> 1;
  • 3.0 Mbits/s -> 2;
  • 6.0 Mbits/s -> 3;
  • 12.0 Mbits/s -> 4.

Após esgotar todos os retries, o mestre marca o escravo, indicando um problema e realiza o logout. Nos ciclos subseqüentes, se o mestre consegue sucesso, ele realiza a seqüência do startup novamente (4 ciclos para trocar dados novamente).

É comum, por exemplo, em redes onde não se tem uma comunicação íntegra devido ao nível de ruído ou devido a uma má condição de shield e de aterramento aumentar o número de retries, até que se corrija o problema. Outra situação em que se procura aumentar este número é quando há mais de 9 repetidores. A utilização de repetidores provoca congestionamento de tráfego (atrasos crescentes nas filas) e com o objetivo de resolver esse problema, é proposto um mecanismo inovador de inserção de tempos mortos (idle time) entre transações, recorrendo para o efeito à utilização dos dois temporizadores Idle Time do PROFIBUS.

Existem situações quando se tem múltiplos mestres de um mesmo fabricante e ainda utilizando ferramentas deste mesmo fabricante. Neste caso, na maioria das vezes o tempo de rotação do token (TTR) é otimizado pela própria ferramenta, de tal forma a garantir o perfeito funcionamento da rede. Existe outra situação onde os mestres são de diferentes fabricantes e a ferramenta não calcula automaticamente o TTR e, neste caso, o que se deve fazer é levantar para cada mestre o perfeito TTR isoladamente e depois somar os tempos determinados para ter o TTR de ambos os mestres ao mesmo tempo.

Ainda na Figura 1.2 têm-se os seguintes parâmetros importantes:

  • Tid1: Quanto tempo (µs) que o mestre espera se receber uma resposta ou um reconhecimento;
  • Tid2: Quanto tempo (µs) que o mestre espera após enviar uma mensagem e antes de enviar a próxima mensagem;
  • Quiet time: é o número de bit time que o mestre espera em cada transmissão, antes de começar a enviar dados;
  • Gap Actualization Factor: É o número de rotações do token entre solicitações para um novo mestre.

Watchdog Time (TWD)

A característica de watchdog pode ser configurada no PROFIBUS com a intenção de monitorar ciclicamente a troca de dados cíclicos com os escravos. Este tempo é monitorado pelo escravo e é ativado sempre que a última comunicação cíclica expira. Após o tempo decorrido do watchdog time as saídas vão para um estado seguro e o escravo entra no modo Wait_prm. O valor deste tempo pode variar de acordo com o usuário, mas seu valor mínimo é um tempo de ciclo (Cycle time).

Para a maioria das ferramentas de configuração, este valor é calculado em função da taxa de comunicação e dos tempos anteriormente comentados. O que se recomenda na prática é que este valor não seja tão longo, de forma que leve muito tempo para as saídas irem para um estado seguro ou mesmo muito curto que em qualquer situação leve as mesmas aos estados seguros, mesmo sem o mestre falhar.

Normalmente, quando se tem 12 Mbits/s no PROFIBUS DP e há o PROFIBUS PA, utiliza-se um fator de 300.

Dica: Quando se utiliza o SK2 da P+ F, recomenda-se o uso de TWD = 5s.

O não deve ser maior do que o maior tempo de atraso que ocorrerá:

Onde

: Tempo de ciclo no PROFIBUS DP;
: Tempo de ciclo no PROFIBUS PA.

A P+F recomenda três vezes o tempo de ciclo do PROFIBUS PA para o SK2. O tempo de ciclo do PA depende do número de equipamentos no canal, assim como da quantidade efetiva de bytes trocada pelos escravos com o mestre DP no canal:

  • LΣ: Total de bytes de entrada de todos os devices + total de bytes de saída de todos os devices/N;
  • N: Número total de devices.



Para mais detalhes consulte o manual do SK2.

Quando se tem mais de um segmento, deve-se considerar a soma de todos os tempos de ciclos por segmento.

Tempo de Ciclo

O tempo de reposta em um sistema PROFIBUS DP é essencialmente dependente dos seguintes fatores:

  • MaxTSDR: Tempo de resposta após o qual uma estação pode responder;
  • A taxa de comunicação selecionada;
  • Min_Slave_Intervall: Tempo entre dois ciclos de polling no qual um escravo pode trocar dados com um escravo. Depende do ASIC utilizado, porém no mercado encontramos tempos de 100µs.

: Soma de todos os tempos de ciclos + Tempo de ciclo do PLC + Tempo de transmissão do PROFIBUS DP

Quando se utiliza o SK2, o tempo total de ciclo pode ser reduzido.

Como exemplo, tem-se um coupler da Siemens ou o SK1 da P+F e 10 equipamentos de entrada (tempo de resposta 10ms cada um) e que o PLC tenha um tempo de ciclo de 100ms, então:

Neste caso ainda entra o tempo de transmissão do PROFIBUS DP

Considera-se agora o coupler SK2. Para este coupler vale:

Onde



Onde

: Número total de equipamentos PA;
: Número total de equipamentos PA e DP;
: Número total de bytesde entrada de todos os equipamentos PA no canal;
: Número total de bytes de saída de todos os equipamentos PA no canal;
: Número total de bytes de entrada de todos os equipamentos PA e DP;
: Número total de bytes de saída de todos os equipamentos PA e DP;
: Bit time / (baud rate).

NOTAS

- Um valor de segurança de 10% é somado ao .
- É considerado um único mestre, isto é, sistema mono mestre. Se mais de um mestre é usado, deve-se somar o tempo de token e os tempos adicionais.
- Se houver comunicação acíclica, o tempo para este acesso deve ser somado.
- Para mais detalhes consulte manuais da P+F

Para o link DP/PA da Siemens, considera-se:

10 ms x número de equipamentos PA + 10 ms(serviços acíclicos mestre classe 2) + 2.0 ms (para cada conjunto de 5 bytes de valores cíclicos).

Tempo de ciclo com o link DP/PA

Figura 1.2 - Tempo de ciclo com o link DP/PA

Conectando Equipamentos ao PROFIBUS

Os Equipamentos PROFIBUS podem ser conectados ou removidos de uma rede PROFIBUS em operação. Ao remover um equipamento assegure-se que os fios PROFIBUS não estão curto-circuitados ou entrem em contato com outros fios, blindagem ou aterramento. Não podem ser misturados equipamentos PROFIBUS com velocidades diferentes de comunicação na mesma rede. Equipamentos alimentados ou não pelo barramento podem ser misturados e compartilhados na mesma rede. Não se deve conectar equipamentos que não sejam PROFIBUS à rede. Indicadores do tipo analógico com bobinas, etc. podem afetar a comunicação. A impedância alta DVMs pode ser usada para troubleshooting, etc.

Procedimento de Recebimento
Ao receber o equipamento, desempacote-o e conecte-o a fonte de alimentação e verifique se a configuração do seu endereço está de acordo com a aplicação usando o procedimento de ajuste local ou durante a inicialização quando é mostrado o seu endereço num tempo curto.

O usuário pode mudar o endereço físico de um equipamento fieldbus em uma rede operacional sem desconectá-lo.

Equipamentos da Rede

O endereço 126 é o endereço default (padrão) para todos os equipamentos.

Usando ferramentas de configuração, como o PROFIBUSView da SMAR, o usuário pode mudar o endereço do equipamento e configurá-lo para um default genérico igual 126.

Verificação Mínima Antes de Estabelecer a Comunicação na Rede PROFIBUS

    • Configuração da rede;
    • Verifique se todos os arquivos GSDs estão de acordo com os modelos dos equipamentos instalados e se as versões são compatíveis com os mesmos. No caso da rede possuir o link IM157, verifique se todos os seus escravos PA estão incluídos em seu arquivo GSD. No caso do High Speed Coupler (SK2 e SK3) da P+F, existe uma adequação dos arquivos GSDs que deve ser feita.
      A P+F disponibiliza em seu site um aplicativo que faz a adequação (mais detalhes, consulte o site):

    http://www.pepperl-fuchs.com/selector/navi/productInfo/18/1830112c.zip

    • Verifique se todos os escravos suportam a taxa de comunicação selecionada;
    • Verifique a parametrização do coupler DP/PA de acordo com os manuais dos fabricantes;
    • Verifique se todos os escravos estão endereçados corretamente e se não existem endereços duplicados. Vale lembrar que o default é 126 e somente um equipamento com 126 pode estar presente no barramento de cada vez. No caso da rede possuir o link IM157, verifique o endereçamento e seus escravos. Ao estabelecer a comunicação, haverá indicação de falha no coupler DP/PA e/ou IM157 se houver endereços repetidos.
    • Verifique se todas as opções escolhidas de módulos nos arquivos GSDs estão adequadas e se os módulos vazios (Empty Module) foram atribuídos aos módulos não utilizados.
 

Verifique a condição de swap de bytes, pois em alguns sistemas ela é necessária. Veja a Tabela 1.1 a seguir:

Sistema

Mestre DP

Software de Configuração PROFIBUS

Software de Programação do Sistema

swap

SMAR – SYSTEM302-7

DF73

NetConf, PROFIBUSView

Syscon

Não

Siemens

S5...séries
S7...séries

COM PROFIBUS
HW Config
HW Config

Step 5
Step 7
PCS 7

Não

Allen Bradley

PLC-5
ControlLogix
SLC-500
ProcessLogix

SST PROFIBUS
Configuratio Tool

RS Logix-5
RS Logix-5000
RS Logix-500

Sim

Scheneider

TSX Premium

Sycon Hilscher

PL7 Pro

Sim

Schneider e Quantum

Modicon Quantum

Sycon

Concept

Sim

Klockner-Moller

PS 416

CFG-DP

S 40

Sim

ABB Free Lance

AC B00 F

Control Builder F

Control Builder F

Não

Bosh

ZS 401

Win DP

Win SPS

Sim

Tabela 1.1 – Sistemas PROFIBUS e condição de swap de Bytes

Verificação Mínima ao Estabelecer a Comunicação na Rede PROFIBUS

    • Verifique se todos os Equipamentos aparecem no Live List;
    • Verifique se existe alguma condição de anúncio de diagnóstico. Se houver, procure identificá-la;
    • Verifique se existe alguma condição visual de erro no Mestre Classe 1, link DP/PA, couplers DP/PA ou escravos. Lembre-se que o Identifier Number selecionado no escravo deve estar em Manufacturer Specific (0x01) para que esteja casado com o GSD do escravo.

A Tabela abaixo mostra alguns sintomas, causas prováveis e recomendações que podem ser úteis durante a fase de comissionamento/startup e manutenção:

Sintoma

Causa provável

Recomendação

Ruído excessivo ou spiking no barramento ou sinal muito alto

Presença de umidade na borneira e/ou conectores causando baixa isolação de sinal, fontes de alimentação e/ou equipamentos e/ou terminadores, etc com baixa isolação ou mau funcionamento, shield aterrado inadequadamente, tronco ou supr excessivo, quantidades de terminadores inadequada ou fonte de ruído perto do cabeamento PROFIBUS, etc.

Verifique cada conector e borneira dos equipamentos certificando-se que: não haja entrada de umidade, mau contato, o shield esteja bem acabado nos cabos e aterrado adequadamente, o nível de ripple nas fontes de alimentações e no barramento esteja dentro dos valores aceitáveis, que o número de terminadores e comprimentos de cabos e sua distribuição estejam dentro do recomendado e ainda que o cabeamento esteja distante de fontes de ruídos. Certifique-se que o aterramento esteja adequado. Em algumas situações equipamentos danificados podem gerar ruídos, desconecte um de cada vez e monitore o ruído.

Excesso de retransmissões ou comunicação intermitente

Comprimento de cabeamento ou spur inadequado; tensão de alimentação na borneira do equipamento inadequado; equipamento com mau funcionamento; terminação indevida,shield ou aterramento inadequados, a quantidade de equipamentos na rede e por spur, etc.

Certifique-se dos comprimentos de cabeamento, verifique que a tensão de alimentação dos equipamentos esteja de 9 a 32 Vdc, certifique-se que não haja fontes de ruídos perto do barramento PROFIBUS e ainda, em algumas situações equipamentos danificados podem gerar ruídos ou condições de intermitência, desconecte um de cada vez e monitore o status da comunicação. Verifique a excursão de sinal AC da comunicação (750 mV a 1000 mV) . Verifique a distribuição do shield e aterramento. Verifique a quantidade de equipamentos na rede e por spur.

Falha de comunicação com alguns equipamentos

Endereço repetido no barramento, tensão de alimentação insuficiente (< 9.0 Vdc), posição do terminadores, excesso de cabo,etc ou quantidade de equipamentos além da permitida no segmento, etc

Certifique-se que todos os equipamentos possuem endereços diferentes, vale a pena lembrar que ao colocar um equipamento no barramento com endereço 126, coloque-o, altere o endereço de acordo com a configuração e somente após este procedimento coloque outro equipamento com endereço 126 no barramento. Verifique as distâncias do cabeamento e quantidades de equipamentos, assim como suas alimentações e posicionamento dos terminadores.

Energização intermitente de alguns ou de todos os equipamentos

Curto-circuito entre o shield e os terminais do barramento ou fonte de alimentação com problema ou algum equipamento consumindo muito do barramento ou quantidade de equipamentos indevida

Verifique a isolação do shield, verifique a quantidade de equipamentos e seus consumos, etc.

Equipamento PROFIBUS-PA não comunica com o link DP/PA Siemens

Quando se tem o link, os endereços de 3 a 5 não são utilizados, são reservados

Mude o endereço do equipamento PA

O valor de medição não está correto, não é o mesmo que o indicado no LCD do equipamento

Erro de conversão para float IEEE 754 ou erro de escala

Verifique se é necessário o swap de bytes ou se no sistema PROFIBUS utilizado existe alguma função para esta conversão automática.
Verifique a escala no equipamento e/ou no mestre DP

O valor medido no sistema Siemens S7 é sempre zero

Erro de conversão envolvendo consistência de dados

Utilize a função de leitura com consistência, SF14.

O valor enviado pelo PLC no sistema Siemens S7 é sempre zero ou não está correto ao se escrever no device de saída

Erro de conversão envolvendo consistência de dados ou o status não está sendo enviado adequadamente ou ainda uso inadequado do arquivo GSD onde não se finalizou os módulos com Empty_Module

Ao usar o sistema Siemens certifique-se de usar a função de escrita com consistência, SF15.
Verifique as escalas do equipamento e do PLC e ainda certifique-se que o status é um valor adequado ao equipamento.
Verifique se a configuração cíclica está adequada.

Sem comunicação entre o mestre DP e os escravos PA

Erro na seleção de baud rate do coupler DP/PA ou link ou mesmo da parametrização dos mesmo ou mesmo problema no barramento

Verifique as configurações conforme abaixo:
- P+F SK1: 93.75 kbits/s
- P+F SK2, SK3: até 12 Mbits/s
- Siemens: 45.45 kbits/s
- Link Siemens: até 12 Mbits/s
- Para o SK2. Sk3 é necessária a conversão de arquivos GSDs
- Reveja as condições do cabeamento, terminadores, comprimento, spurs, fontes, repetidores, etc

Tabela 1.5 – Sintomas, causas prováveis e recomendações que podem ser úteis durante a fase de comissionamento/startup e manutenção

Conclusão

Chegamos ao final das 4 partes que compõe este artigo, onde vimos vários detalhes importantes de instalação e na última parte, sobre configuração básica.

Vale a pena lembrar que o sucesso de toda rede de comunicação está intimamente ligada à qualidade das instalações. Sempre consulte as normas.

O seu tempo de comissionamento, startup e seus resultados podem estar comprometidos com a qualidade dos serviços de instalações. Como cliente, contrate serviços de empresas que conheçam e dominam a tecnologia PROFIBUS e que façam instalações profissionais e de acordo com o padrão PROFIBUS.

O conteúdo deste artigo foi elaborado cuidadosamente. Entretanto, erros não podem ser excluídos e assim nenhuma responsabilidade poderá ser atribuída ao autor. Sugestões de melhorias podem ser enviadas ao email cesarcass@smar.com.br. Este artigo não substitui os padrões IEC 61158 e IEC 61784 e nem os perfis e guias técnicos do PROFIBUS. Em caso de discrepância ou dúvida, os padrões IEC 61158 e IEC 61784, perfis, guias técnicos e manuais de fabricantes prevalecem.

Referências:

  1. Manuais SMAR PROFIBUS
  2. Artigos Técnicos César Cassiolato
  3. http://www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/
  4. www.smar.com.br
  5. Material de Treinamento e artigos técnicos PROFIBUS - César Cassiolato
  6. Especificações técnicas PROFIBUS.
  7. Pesquisas na internet

* César Cassiolato é Diretor de Marketing, Qualidade e Engenharia de Projetos & Serviços da SMAR Equipamentos Ind. Ltda., foi Presidente da Associação PROFIBUS Brasil América Latina de 2006 a 2010, Diretor Técnico do Centro de Competência e Treinamento em PROFIBUS, Diretor do FDT Group no Brasil, Engenheiro Certificado na Tecnologia PROFIBUS e Instalações PROFIBUS pela Universidade de Manchester.

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