Una llamada apremiante
El pedido de soporte de diagnóstico de la red era urgente, Se trataba de una planta de procesamiento de comida para animales de granja en la cual se había añadido un dispositivo adicional a la red PROFIBUS DP instalada. Una vez configurado el equipo, la red se inició y empezó a sufrir inconvenientes, los que obligaron a realizar una parada de planta no planificada. Llegamos a la planta durante la madrugada del día siguiente.
Una vez cumplido los protocolos de seguridad personal, comenzamos a relevar la red, empezando por el PLC, el cual lucía como un semáforo descompuesto por la cantidad de leds rojos intermitentes.
Nuestra solicitud de documentación de la red fue en vano, la misma era inexistente.
Siempre se debe relevar la red visualmente antes de tocar nada
Un trabajo de diagnóstico de una red PROFIBUS y en realidad de cualquier tipo de red de comunicaciones industrial empieza generalmente con un relevamiento visual de la instalación para detectar los errores obvios, tales como cables muy cortos entre nodos, un problema típico de muchas instalaciones de CMMs, cables PROFIBUS montados en paralelo a cables de potencia sin cumplir con la distancia de separación mínima entre ellos, muchas veces llegando a compartir bandejas portacables, y sobre todo, el estado de los conectores DB9 y de las conexiones por bornera, típicas de los VFDs.
La utilidad de contar con un esquema topológico
La red constaba de un PLC y dos segmentos PROFIBUS DP enlazados mediante un repetidor pasivo, el cual mostraba LEDs de error intermitentes. El simple hecho de tocar el repetidor hacía que el segmento aguas abajo del mismo se activara o no. Evidentemente el equipo presentaba fallas de funcionamiento y mostraba un evidente deterioro físico. Adicionalmente, el PLC presentaba una peculiaridad: al contrario de la mayoría de los casos, el PLC no se encontraba al inicio del segmento, sino que estaba separado por cuatro nodos del final del segmento.
Detectando los problemas
Procedimos a remplazar el repetidor pasivo por un multirepetidor de cinco derivaciones (MULTIrep X5) , lo que nos daba la posibilidad de segmentar la red en tramos más cortos y por lo tanto más fáciles de evaluar.
Si bien esto resolvió las caídas aleatorias del segmento aguas abajo del equipo, también mostró que este segmento presentaba problemas en el tramo final del cableado.
Muchas veces un error simple esconde una variedad de problemas de fondo, que subsisten enmascarados sino se toman los recaudos correspondientes.
Descubrimos que el segmento conectado al PLC también presentaba problemas de comunicación. En ambos casos la medición de calidad de la señal presentaba problemas, ya que la misma era mucho menor que la esperada.
Decidimos empezar por verificar el estado del cableado usando un tester de cable (PROFItest II XL). Esta herramienta es simple y conveniente al permitir verificar el estado del cableado sin necesidad de contar con alimentación, Al usarlo desde el lado del PLC, este equipo mostraba que el cable carecía de terminador de final de línea en uno de sus extremos. Esto resultaba curioso ya que la última modificación realizada en la red antes de presentarse la falla había sido el reemplazo de un terminador pasivo por uno activo.
Encontrando las causas
Al verificar la sala donde se encontraba este terminador, descubrimos que el mismo había sido conectado a un cable PROFIBUS DP en desuso. Después de conectar el nuevo terminador al cable correcto, el segmento inicial empezó a funcionar correctamente.
Una buena práctica que muchas veces no se cumple consiste en retirar de las instalaciones el cableado en desuso, puesto que su presencia puede provocar errores de este tipo, los cuales pueden consumir mucho tiempo hasta ser detectados, particularmente en instalaciones de gran tamaño.
Las ventajas de contar con una instalación cuidadosa realizad por gente entrenada
Pero el segundo segmento seguía con problemas. Nuevamente, mediante el tester de cable verificamos la existencia de por lo menos un cortocircuito entre los hilos de datos A y B y la malla del cable PROFIBUS DP, teóricamente en la segunda mitad del segmento. Empezamos a testear el segmento desde el repetidor sin el PLC empleando un tester de calidad en linea (PB-Q ONE) configurada en modo simulador de maestro. De esta forma el equipo nos permite calcular la topología de la red y determinar la ubicación del o de los cortos.
Segmentando la red de manera metódica, después de varios intentos ubicamos a los culpables: dos conectores DB9 en los que el cable había sido mal instalado, dejando el extremo de los hilos al descubierto. Esto producía un corto entre este hilo y uno de los tornillos del conector y por lo tanto un corto entre la puesta a tierra y el hilo expuesto. El mismo problema se presentaba en otro equipo aguas abajo.
Una vez corregidos estos problemas de cableado, la red se inició correctamente, mostrando niveles de calidad de señal óptimos.
Pero aún se presentaban micro cortes en las comunicaciones. Utilizando el osciloscopio digital de nuestro equipamiento de diagnóstico, pudimos determinar que algunos nodos producían reflexiones que perturbaban la forma de la onda. Usando el simulador de Master DP determinamos que aquellos nodos estaban conectados al bus mediante tramos de cable muy corto. La hoy en día famosa regla de un metro indica que la distancia mínima de cableado entre dos nodos PROFIBUS no debe ser inferior a un metro, debido a las reflexiones producidas por un cable corto.
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Una vez corregido este último problema, la red empezó a funcionar de manera estable.
Lecciones aprendidas
- Sin importar las dimensiones de la red o la aplicación, resulta indispensable tener una idea clara de la topología de esta red.
- La documentación de la red existente en la planta puede ser inexistente, lo cual es malo o puede estar desactualizada o ser errónea, lo cual puedes ser mucho peor.
- Aún los mejores componentes solo son tan buenos como el personal que los opera: nada reemplaza al entrenamiento adecuado del personal de mantenimiento y de los instaladores.
Una reflexión final
Un solo eslabón roto torna una cadena en algo inservible, en este caso u repetidor en mal estado inutilizaba la red y al mismo tiempo enmascaraba otros problemas de fondo.
Todas las herramientas de diagnóstico utilizadas son parte del portafolio de nuestra representada INDU-SOL GmbH
