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Disturbi su comunicazione Profibus DP

20 messaggi in questa discussione

Buongiorno a tutti, vorrei sottoporvi un problema che mi è capitato su una macchina che ho realizzato l'anno scorso.

La linea di assemblaggio consta di due "rami differenti" su cui viaggiano i medesimi pallets. Tutti i device della periferia decentrata sono in PBDP. In totale 16 slave.

Su uno dei due rami (chiamiamolo A), lavora un P&P dotato di singolo asse elettrico. Sull'altro ramo (B) lavora invece un P&P dotato di due assi elettrici. Per questione di costi i tre azionamenti sono a treno.

Al collaudo della macchina, si è verificato un problema di disturbi elettromagnetici sul ramo A. Durante il funzionamento dell'azionamento cadeva la comunicazione PB. 

Ho risolto mettendo una ferrite sul cavo motore all'uscita dell'azionamento.

Per mesi la macchina ha lavorato senza dare problemi. Per esigenze produttive tra febbraio e aprile la macchina è stata utilizzata solo parzialmente impiegando il ramo A che assembla un sottogruppo. La scorsa settimana è sorta l'esigenza produttiva di tornare ad utilizzare la macchina integralmente. Misteriosamente all'accensione dei due azionamenti del ramo B la comunicazione PBDP risultava disturbata e già dal movimento di homing la comunicazione cadeva completamente. Dopo alcuni tentativi per capire il perché non si riuscisse a fare l'homing dei due assi, il problema ha cominciato a manifestarsi anche solo all'accensione dei due drivers. La master profibus cadeva... spegnendo i due azionamenti la FMU si riprendeva a pieno.

Stamane ho aggiunto ferriti ovunque... in ingresso sulla potenza dei drivers, sugli ausiliari dei drivers, sui cavi encoder, sui cavi motore, sull'alimentazione della FMU e di tutte le schede del PLC che sono alimentate separatamente. Non ho messo ferriti solo sul cavo segnale dei tre azionamenti.

Il risultato è stato che i drivers si accendono disturbando la comunicazione PBDB e sempre disturbando effettuano lo zero assi ma la comunicazione non cade del tutto.

Avete consigli o idee per far si che la comunicazione torni ad essere pulita? Avete un'idea del perché tutto sia andato bene per 6/7 mesi ed ora improvvisamente si manifesta questo inconveniente? Venerdì quando il problema si è verificato, ho notato sulla rete dei cali di tensione, con il compressore che arrivava quasi al totale arresto e poi si riprendeva.

Può essere che arrivi già da fuori della corrente "sporca"?

 

PS: all'ingresso della potenza degli azionamenti ci sono già tre filtri EMI

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Ciao,controlla i collegamenti a terra delle schede DP (ed anche il collegamento a terra della macchina) e indica marca e modello dei partner della rete(PLC,drivers,moduli I.O...).Usavamo fino a pochi anni fa il DP per i nostri impianti(ora passati a PN)con >20 partner senza riscontrare problemi di sorta,cablaggi anche di 100mt a tratta con vicino motori >100Kw sotto inverter in sevizio 24/24 e se necessario veniva abbassata la velocità do comunicazione fino a 19,2 k.Adoperavamo tutti componenti originali Siemens compresi i connettori e il cavo viola.

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Il cavo dei motori scorre vicino al cavo Profibus anche per solo uno spezzone?

Il cavo dei motori è schermato ed è chiaramente a terra?

il cavo Profibus ha uno schermo, è a terra su entrambe le prese?

gli slaves sono a terra?

quanto è lunga la dorsale e sopratutto a che velocità lavori ?

 

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Ho risolto mettendo una ferrite sul cavo motore all'uscita dell'azionamento.

 

Questo mi fa intuire che il collegamento inverter-motore sia stato realizza con cavo non schermato.

 

Risparmiare qualche cosa per non mettere cavi schermati poi porta ad avere problemi che vengono a costare molto di più.

 

Fare i collegamenti con cavo intrecciato e schermato, con schermo messo a terra tramite appositi collarini, almeno all'inizio ed alla fine del percorso, avendo cura che gli ammaraggi di terra siano rigorosamente equipotenziali.

L'eventuale terzo cavo di PE deve essere esterno allo schermo, oppure si deve usare un apposito cavo speciale dove i 3 cavi di potenza sono avvolti ad eleica sul cavo di PE.

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I cavi motore sono originali Panasonic, credo siano schermati anche se trattandosi di cavi preconfezionati non ne ho la certezza... è certo che lo schermo di questo cavo, se c'è, non è messo a terra.  Il cavo PBDP è schermato. Lo schermo è rigirato sulla guaina e serrato dall'apposita ghiera sui connettori a vite. Gli slaves sono tutti a terra. Mi viene il dubbio che l'unico device non a terra possa essere proprio la master PBDP.

PLC, schede assi, FMU e drivers sono tutti Panasonic. Sul campo gli slaves sono batterie di valvole SMC con nodo seriale EX260, i/o remoti di EATON, drivers Montech dei nastri della linea pallets e uno slave di EATON per gestione pulsanti, teleruttori e spie in bus proprietario Smart Wire.

La velocità attualmente è 1500 k.

 

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credo siano schermati anche se trattandosi di cavi preconfezionati non ne ho la certezza.

 

Se fossero schermati il toroide sul cavo non avrebbe avuto effetto significativo.

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Ho preso ora la specifica del cavo motore. Il cavo motore è schermato a tutti gli effetti. Dalla specifica si evince però che lo shield avvolge anche il conduttore di terra. Esso è collegato alle estremità proprio al conduttore di terra. I conduttori U,V,W rimangono però non protetti dallo shield per circa 150/180mm, sia in prossimità del driver sia in prossimità del motore. Credo sia per questo che le ferriti sortiscono effetti positivi.Quindi Livio cosa mi consiglia di fare? Tra l'altro, per ovvie ragioni questi cavi corrono paralleli al cavo PB.

E' abbastanza complicato per me effettuare una verifica per stabilire il potenziale degli ammaraggi di terra. Come posso fare?

 

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Con 150 mm non schermato per parte è come non avere schermo. E' la solita storia dei cablatori che per cablare comodi lasciano tanto cavo fuori dallo schermo.

 

Inoltre se non è specificato che i conduttori U,V, W sono avvolti ad elica sul cavo di PE, questo cavo non va assolutamente bene.

Io consiglierei di rifare i cavi motore-inverter, lasciando scoperti dallo schermo solo 20-30 mm di conduttore. Poi si toglie un anello di guaina isolante e, tramite apposito, collarino si pressa los chermo ed il cavo sulla piastra di fondo dell'armadio; la piastra dovrà essere connessa a terra.

Poi assolutamente il percorso dei cavi di potenza non può viaggiare nella medesima canalina dei cavi di comunicazione e di segnale. In nessun modo può esserci un percorso parallelo tra questi 2 tipi di collegamento.

 

Da oltre 20 anni esistono delle direttive e delle normative EMC. Applicandole alla lettere, anche se sembra dispendioso, si evitano poi problemi di questo tipo.

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Livio, tutto giusto quello che dici (anche se 20-30 mm senza schermo riesci a farlo solo con cavi di sezione, diciamo, fino a 2,5 mmq), ma una rete Profibus non è così sensibile ai disturbi.

Non vorrei ci fossero problemi proprio sulla rete Profibus (qualche schermo non collegato bene, resistenze di terminazione non inserite, altro...), che magari, con motori spenti già di suo sta in piedi per miracolo. Poi, basta poco per farla andare in errore.

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Batta da qualche parte bisogna cominciare a mettere in ordine.:)

Si parte dall'origine del disturbo.

Tra 30mm e 180mm c'è tutta serie di possibilità intermedie, che stanno molto più vicine a 30mm che ai 180mm. In genere il cablatore, per sua comodità, termina con lo schermo in canalina, poi fa uscire i 3 fili che manda alla morsettiera dell'inverter. Sapessi le discussioni con i cablatori che ho avuto negli inizi anni 90! Mi dicevano che si perdeva troppo tempo. Anche a togliere l'anello di guaina isolante con l'apposito attrezzo è stata una lotta immane; l'attrezzo costava caro, l'attrezzo faceva per der tempo, e via elencando. Poi una volta che certe cose sono diventate una consuetudine i tempi di cablaggio tra un cablaggio ben fatto ed uno mal fatto erano simili se non migliori.

 

Una volta che si ha la certezza che il cablaggio dei motori è stato eseguito a regola d'arte, si passa averificare anche il cablaggio della rete profibus.

Però, percorsi a parte, credo che sia meno problabile che abbiano problemi li, perchè in genere usano cavi e connettori standard con cui è difficile fare porcate. Però non si sa mai....

 

Quello che non capisco è perchè dopo oltre 20 anni, anzi oramai siamo vicini ai 30, dalla diffusione delle direttive EMC ci siano ancora di questi problemi.

Da decenni tutte le piastre di fondo degli armadi non sono più veriniciate, ma zincate, come prescrivono le EMC, ma per tutte le altre cose spesso siamo all'anno zero.:(

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Allora... andiamo per gradi... cavi encoder sono schermati e lo schermo arriva fin dentro il connettore ed è a terra. I cavi motore sono invece come vi ho detto. Dal disegno del cavo si capisce benissimo che i tre conduttori non sono intrecciati. Di solito su altri disegni di Panasonic i conduttori intrecciati sono sottesi da appositi simboli.

Livio, io non ho detto che i cavi potenza e quelli segnale sono nella stessa canalina. Ho detto che viaggiano paralleli... in canaline distinte. La normativa un po' la conosco e nel limite del possibile è applicata. Certo sarebbe stato meglio usare due canaline metalliche anziché in plastica. Ma subentravano altri problemi di natura dimensionale. Sul fatto che potenza e segnale viaggino parallele non avevo molte altre possibilità.

Io credo che Batta possa avere ragione. Forse è la PB che non è in perfette condizioni. Ad esempio vi dicevo che il connettore sulla Master che è l'unico D-Sub non scarica a terra lo schermo. La calza metallica è montata correttamente ma la scheda Master non ha nessuna messa a terra e tra l'altro è agganciata alla guida DIN con clip in plastica. Quindi li lo schermo non è a terra. Le resistenze di terminazione sono invece ok... attive sulla master e attive sull'ultimo slave, comprese pull up e pull down.

 

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Ho detto che viaggiano paralleli... in canaline distinte.

 

Se le canaline sono affiancate e non son o di metallo, è come se viaggiassero nella medesima canalina. :)

Quando si progetta il layout di un quadro si cerca di tenere i cavi di potenza distanti dai cavi di segnale e di prevedere eventuali incroci solo in modo ortogonale.

 

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La normativa un po' la conosco e nel limite del possibile è applicata.

 

Applicarla parzialmente è come non applicarla.

 

Come ho detto a qualcun altro, in altra discussione, il problema è tuo quindi sei tu che devi fare, noi possiamo solo dare consigli ed esprimere pareri.

 

Io ritengo che il modo corretto per procedere è, come prima operazione, mettere tutto l'impianto secondo le regole dell'arte, quindi eliminare tutte le cause che possono trasmettere-irradiare disturbi.

Se la connessione profibus non è eseguita a regola d'arte va emendata.

Però bisogna fare entrambi i lavori, non solo metà.

Rifai i cablaggi profibus a regola d'arte, l'impianto apparentemente funziona senza problemi poi, tra qualche mese o un anno, potrebbe avere improvvisamente problemi, perchè non ha eliminato alla radice il problema. Non sarebbe cedrto ne il primo ne il secondo caso, in oltre 30 anni di lavoro nell'impiantistica ne ho viste a decine di queste "furbate". Facciamo solo questo perchè fare tutto costerbbe troppo, poi ti costa 3 volte tanto qaundo devi rincorrere il problema dopo qualche mese.

 

Io non vorrei avere un impianto di cui non ho la certezza che tutti i problemi sian stati risolti.

Poi, ti ripeto, il problema è tuo e sei tu che devi decidere.

 

 

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Ho eseguito i seguenti interventi:

- Verificata tutta la rete profibus. I cablaggi sono a regola d'arte ma su 16 slave ne ho trovati ben 6 che non erano a terra. Presentavano una linguetta metallica, dietro al corpo in polimero, che però non chiudeva il contatto sulla guida din. Ora sono tutti a terra. 

- Collegati tra di loro il quadro, tutti i tronconi di linea e tutti i banchi per avere ,almeno presunta, la messa a terra equipotenziale.

- Ricablati i cavi motore. Ho installato una terza canalina esterna in acciaio zincato che corre parallela alle precedenti ma ben distanziata. Ho fatto passare dentro tale canalina i cavi motore e il cavo del freno di uno di questi motori. Poiché c'era abbondanza ho tagliato i cavi portandoli a misura e facendo arrivare lo schermo il più vicino possibile all'azionamento. Ora i tre conduttori non schermati sono lunghi 30/40mm. In quel tratto, escludendo il cavo di terra, ho applicato delle ferriti. Avendo tagliato il cavo e portato a nudo i conduttori interni, ho potuto vedere come era realizzato il cavo. I tre conduttori sono intrecciati tra loro e mantengono il conduttore di terra al centro. Questo il disegno, stranamente, non lo esplicitava. Aimè, il cavo del freno invece non è schermato. Una delle primissime prove che avevo fatto, era comunque quella di escludere il freno. L'esito era sempre negativo quindi ho desunto che il cavo freno non fosse implicato nel problema alla rete PB.

Fatto tutto ciò, il risultato è stato che la rete profibus è ancora disturbata nel momento in cui si da potenza agli azionamenti del ramo B.

A dirla tutta, dal lampeggio del led COM, mi sembra leggermente più stabile ma non ancora ok.

Cos'altro è possibile fare?     

 

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La canalina è messa a terra? Se messa a terra effettua un ulteriore schermo.

 

Da come hai descritto la situazione il cablaggio sembra essere a regola d'arte. Così a distanza non saprei cosa suggerire.

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Ciao, c'è continuità tra la canalina e la struttura metallica della macchina che è tutta a terra. Devo collegare anche quella attraverso cavo elettrico?

Altro schermo in che modo?

Non può essere che i disturbi vengano prodotti direttamente dagli azionamenti sulla FMU all'interno del QE?  

 

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Altro schermo in che modo?

 

Se la canalina è a terra, essendo metallkica, si comporta come un ulteriore schermo.

 

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Non può essere che i disturbi vengano prodotti direttamente dagli azionamenti sulla FMU all'interno del QE?  

 

Certamente.

Anche nel quadro bisogna rispettare le regole EMC su tutti i cablaggi e sul layout.

Una delle vie preferenziali di conduzione dei disturbi sono le alimentazioni.

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Prova ad abbassare la velocità da 1500 a 187,5. Se non hai delle particolari esigenze potrebbe andarti bene ugualmente, magari devi solamente spostare qualche sensore altrimenti hai il segnale in leggero ritardo.

 

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Ok... finalmente ho risolto!

Quasi quattro settimane di sbattimento a provare e riprovare. Ho praticamente riesaminato tutti i cablaggi, ne ho rifatti alcuni per far passare le linee potenza dentro una canalina metallica, ho fatto in modo che ogni schermo avesse la sua messa a terra. Ferriti, filtri, velocità del PBDP... niente! Qualche miglioramento ma all'accensione dei drivers la linea PB era sempre disturbata.

Poi ho avuto un deja vu. Mi sono ricordato di un problema che avevo avuto anni fa con la continuità elettrica di una struttura realizzata in alluminio anodizzato. Il trattamento infatti ha la sua efficacia contro l'ossidazione e la corrosione, anche grazie al fatto che si rende l'alluminio, superficialmente, incapace di condurre cariche elettriche con efficacia. 

Ho fatto così delle verifiche sui vari "ammaraggi" della messa a terra e ho notato che tutti svolgevano il loro compito egregiamente, essendo l'ammaraggio realizzato sull'alluminio forato, maschiato e poi avvitato con vite zincata. Durante queste verifiche ho però notato che tutti i tratti di cavo profibus che collegavano tra loro un certo tipo di device, non risultavano avere lo schermo a terra.

Cosa strana, perché ho messo personalmente a terra la carcassa di ognuno di essi. Facendo delle prove ho scoperto che lo schermo del PB non aveva continuità tra una tratta di rete e l'altra. Creare la continuità sarebbe stato banale. Ho chiamato però il costruttore di questo driver (ce ne sono 6 sulla linea) per avvisarlo di questo problema, così che potessero risolverlo sulle nuove apparecchiature. Mi rispondono che il problema era già emerso e che mi avrebbero sostituito i sei driver senza problemi. Si erano già resi conto che la vernice altamente isolante che veniva utilizzata sia fuori che dentro la carcassa, rendeva isolati tutti i connettori a vite che sono montati sulla carcassa, lasciando di fatto l'intero dispositivo non a terra.

Venerdì ho sostituito i driver arrivati dalla Germania e ho visto che la rete adesso è stabile anche dopo l'accensione dei tre azionamenti. Tutto risolto...

Grazie mille a voi tutti per l'aiuto prestatomi.

:-)

 

Saluti

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Molto bene, hai risolto il problma è questo è fondamentale.:thumb_yello:

 

Hai condiviso cause e soluzione del problma e questo risponde appieno allo spirito del forum; hai condiviso la tua esperienza che potrebbe essere utile a qaulcun altro.

 

Poi la cuasa è l'ennesima dimostrazione pratica che i cablaggi dvono essere eseguiti a regola d'arte. Basta un niente per avere grossi problemi.

Sei anche stato fortunato,nella sfortuna di aver trovato drives con difetto di fabbrica.

Ci sono casi in cui inizialmente tutto funziona in modo regolare o quasi, oppure il difetto appare saltuariamente, per poi dopo qualche tempo, precipitare in errorri costanti di comunicazione.

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Grazie Livio soprattutto a te e Batta...

:):thumb_yello:

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