Problema Rete Ethernet/IP - CPU Omron

[Andrea Vetro]

Buongiorno a tutti,

scrivo in questa sezione in quanto utilizzatore e programmatore di PLC Omron ed ho riscontrato alcuni problemi di rete su un paio di macchine automatiche che montano dispositivi con protocollo Ethernet/IP.

 

Questa è l'architettura del quadro elettrico e relativi box a bordo macchina:

- N.1 Master CPU CJ2M-CPU32 Omron in quadro

- N.1 Modulo CJ1M-EIP21 Omron in quadro

- N.4 Switch Phoenix FL1105N in quadro

- N.2 Switch Phoenix FL1105N rispettivamente in due box/quadretti

- N.1 Router Wifi Ewon per teleassistenza in quadro

- N.7 Inverter Rockwell PowerFlex 525 in quadro

- N.1 HMI Weintek Mt8071iE pulsantiera operatore collegata ad un box

- N.2 Accoppiatori Ethernet/IP Phoenix rispettivamente in due box/quadretti

- N.2 Fotocamere Keyence IV2 con accoppiatori Ethernet/IP collegate ad un box

Per facilitarne la comprensione ho inserito in allegato la parte di schema elettrico che riassume l'architettura di rete dell'impianto automatico.

 

Il problema principale è che la rete, in modo del tutto casuale, rallenta brutalmente.

L'operatore se ne accorge principalmente in due occasioni gravi:

- Rallentamento pesante sul cambio pagina del pannello HMI Weintek che punta memorie interne della CPU Omron. (idea di frequenza 20 volte su 1000)

- Caduta della connessione di rete alle fotocamere Keyence che non triggerano più, ripartendo dopo qualche secondo. (idea di frequenza 10 volte su 1000)

- Nei casi ancora più gravi si spegne completamente tutta la rete compresi gli inverter e riparte dopo qualche secondo. (idea di frequenza 1 volta su 1000)

 

Prima domanda: se al posto di un unico switch da "n. porte" inserisco più switch "piccoli" con poche porte e li collego con cavetti patch perdo qualità/velocità di segnale?

Seconda domanda: gli switch collegati Phoenix, con questa struttura di rete, sono performanti? o c'è bisogno di switch particolari per protocolli/bus di campo come Ethernet/iP?

Terza domanda: c'è qualche impostazione sul Network Configurator di Omron da settare per avere più stabilità? oltre al RPI?

Quarta domanda: La CPU CJ2 accoppiata con l'altra porta EIP21 può entrare in conflitto oppure è un plus avere 2 porte dialoganti sulla parte master?

 

Tutto questo non ferma la produzione perchè si tratta di eventi casuali e non frequenti ma quando capita danno fastidio ed in più poi chiedono a me, che sono il responsabile delle automazioni, di risolvere il problema. Ho fatto svariate prove di configurazione della parte Ethernet IP, del pannello, sostituito switch e varie ma ancora questo problema si presenta.

Se qualcuno ha avuto una situazione analoga alla mia o se ha avuto esperienza su reti Ethernet IP accoppiate ad Omron e può avere suggerimenti, sono ben accetti.

 

Grazie.

Andrea.

[drn5]

Non conosco Omron, ma al di là della dislocazione fisica di tutti questi device la soluzione o il miglioramento ad un problema di questo tipo sarebbe sicuramente quello di concentrare tutti i collegamenti in un solo switch managed. Usare tutti quegli switch vuol dire creare degli inutili hop che vanno a peggiorare latenza e stabilità della rete.

C'è poi da considerare, ma non l'hai scritto, se a questa rete di automazione c'è un collegamento diretto alla rete aziendale senza interposizione di un gateway. Se dovesse esserci un collegamento del genere potrebbe da solo essere la causa di questi problemi.

[Ctec]

E' tanto non uso l'Ethernet IP, ma mi ricordo che il CJ2M ha già a bordo il protocollo Ethernet/IP, quindi perché avete dovuto mettere l'espansione EIP? E' una configurazione che non ho mai usato, per cui non so se comporta dei problemi. Sicuramente non usare due porte dello stesso PLC come master della stessa rete, fai casino e doppie mappature.

Personalmente, nel quadro uso sempre un solo switch, magari a 8 o più porte, e sicuramente PLC e HMI connessi allo stesso switch, possibilmente. Evitare le "cascate" di switch, che potrebbero avere problemi di latenza nel passaggio del pacchetto da uno a un altro.

Comunque è strano, ho delle macchine del 2015 con rete EIP e apparecchi di marche diverse, anche in rete tra loro (ma i pacchetti EIP sono locali ad ogni macchina) e il tutto interfacciato in un punto con un router per l'accesso remoto (io uso Secomea invece di eWon, ma non importa). Sono 11 anni  che viaggiano senza il minima difetto, mai visto un comportamento del genere.

Non hai modo di vedere qualche diagnostica nei moduli, che ti indicano il tipo di disconnessione hai quando accade l'evento?

 

 

[Marco Fornaciari]

Allora, prima di tutto bisogna mettere a fuoco che Omron usa la ethernet come supporto ma poi per tante cose usa la sua rete Fins.

Uno switch manegemente non serve a nulla in quanto non è gestito il gateway.

In ogni caso è meglio un solo Switch per tutte le apparecchiature.

Rete Fins e Ethernet/IP non vanno tanto d'accordo sulla porta della CPU, ci vogliono due schede dedicate, almeno per la ethernet/IP.

La scheda CJ1M-EIP21 è anche più performante della porta sulla CPU, idem per la CJ1-ETN21.

Per avere decenti prestazioni e nessun problema esterno la rete deve essere indipendetnte, se bisogna collagarsi alla rete di stabilimento si installa una sceda dedicata o si usa la porta della CPU solo per questi scopi.

Le fotocamere occupano tanta banda, meglio se non sono sulla rete degli I/O, fermo restando che max 4 schede di comunicazione.

 

Poi a parità di firmware delle CPU e delle schede, da alcuni anni (almeno dal 2017) nelle versioni di CX One ci sono tanti problemi, specialmente nella configurazione delle reti: ovviamente Omron nega, ma gli ho dimostrato il contrario (la risposta è da badilate in faccia).

Anche se in pensione devo andare dagli ex clenti a risolvere con un CX One vecchio, a volte con quello sul portatile con win XP.

 

Nel contesto devi mettere anche come hai sviluppato tutto il SW del PLC, dato che ogni tanto quelle CPU hanno l'abitudine di andare on overflow senza arrestri, ma quando si arresta bisogna intervenire mettendolo in stop e dopo almeno un minuto di nuovo in run: sul display la CPU da dei codici di errore senza senso, o almeno di cui non ho mai trovato corretta descrizione.

Quisti problemi sono iniziati nel 2016, e oggi è peggio.

 

In ultimo, e vale per tutti i PLC e le reti di automazione, le porte e larete non vanno mai caricate oltre il 50% in normale funzionamento, e gli HMI e le supervisioni non devono MAI avere tempi di cominicazione inferiori a 3/5 secondi: HMI e supervisioni dal punto di vista della comunicazione sono dei client master.

Mai avere nessuna comunicazione con il resto del pianete sulla stessa porta degli I/O.

Poi nel mondo Siemens (in Allen Bradley e Schneider non so dato che da parecchi anni non pratico) ci sono le apparecchiature per strutturare le reti per evitare quanto sopra, in Omron hanno fatto qualcosa a inizio secolo, poi è stato tutto abbandonato, così come hanno abbandonato altre cose lasciando scoperti i ricambi degli impianti.

Le reti degli I/O hanno sempre, e devono averla, la precedenza su tutte le altre cominicazioni.

 

Spudorotamente in Omron l'unica rete I/O che funziona bene è la DeviceNet, ma l'hanno cancellata dai prodotti in vendita da alcuni anni.

[Andrea Vetro]

21 ore fa, drn5 ha scritto:

Non conosco Omron, ma al di là della dislocazione fisica di tutti questi device la soluzione o il miglioramento ad un problema di questo tipo sarebbe sicuramente quello di concentrare tutti i collegamenti in un solo switch managed. Usare tutti quegli switch vuol dire creare degli inutili hop che vanno a peggiorare latenza e stabilità della rete.

C'è poi da considerare, ma non l'hai scritto, se a questa rete di automazione c'è un collegamento diretto alla rete aziendale senza interposizione di un gateway. Se dovesse esserci un collegamento del genere potrebbe da solo essere la causa di questi problemi.

In questa rete di automazioni c'è connesso un router della Ewon COSY collegato a sua volta ad un cavo ethernet di uno switch della rete aziendale.

[Andrea Vetro]

21 ore fa, Marco Fornaciari ha scritto:

Allora, prima di tutto bisogna mettere a fuoco che Omron usa la ethernet come supporto ma poi per tante cose usa la sua rete Fins.

Uno switch manegemente non serve a nulla in quanto non è gestito il gateway.

In ogni caso è meglio un solo Switch per tutte le apparecchiature.

Rete Fins e Ethernet/IP non vanno tanto d'accordo sulla porta della CPU, ci vogliono due schede dedicate, almeno per la ethernet/IP.

La scheda CJ1M-EIP21 è anche più performante della porta sulla CPU, idem per la CJ1-ETN21.

Per avere decenti prestazioni e nessun problema esterno la rete deve essere indipendetnte, se bisogna collagarsi alla rete di stabilimento si installa una sceda dedicata o si usa la porta della CPU solo per questi scopi.

Le fotocamere occupano tanta banda, meglio se non sono sulla rete degli I/O, fermo restando che max 4 schede di comunicazione.

 

Poi a parità di firmware delle CPU e delle schede, da alcuni anni (almeno dal 2017) nelle versioni di CX One ci sono tanti problemi, specialmente nella configurazione delle reti: ovviamente Omron nega, ma gli ho dimostrato il contrario (la risposta è da badilate in faccia).

Anche se in pensione devo andare dagli ex clenti a risolvere con un CX One vecchio, a volte con quello sul portatile con win XP.

 

Nel contesto devi mettere anche come hai sviluppato tutto il SW del PLC, dato che ogni tanto quelle CPU hanno l'abitudine di andare on overflow senza arrestri, ma quando si arresta bisogna intervenire mettendolo in stop e dopo almeno un minuto di nuovo in run: sul display la CPU da dei codici di errore senza senso, o almeno di cui non ho mai trovato corretta descrizione.

Quisti problemi sono iniziati nel 2016, e oggi è peggio.

 

In ultimo, e vale per tutti i PLC e le reti di automazione, le porte e larete non vanno mai caricate oltre il 50% in normale funzionamento, e gli HMI e le supervisioni non devono MAI avere tempi di cominicazione inferiori a 3/5 secondi: HMI e supervisioni dal punto di vista della comunicazione sono dei client master.

Mai avere nessuna comunicazione con il resto del pianete sulla stessa porta degli I/O.

Poi nel mondo Siemens (in Allen Bradley e Schneider non so dato che da parecchi anni non pratico) ci sono le apparecchiature per strutturare le reti per evitare quanto sopra, in Omron hanno fatto qualcosa a inizio secolo, poi è stato tutto abbandonato, così come hanno abbandonato altre cose lasciando scoperti i ricambi degli impianti.

Le reti degli I/O hanno sempre, e devono averla, la precedenza su tutte le altre cominicazioni.

 

Spudorotamente in Omron l'unica rete I/O che funziona bene è la DeviceNet, ma l'hanno cancellata dai prodotti in vendita da alcuni anni.

Per come è fatta la macchina inserirei a questo punto un unico switch di rete all'interno del quadro elettrico al posto dei 4 switch ponticellati. Avete marche o consigli?

L'idea dunque è quella di collegare la porta della CPU in uno switch a parte per fare teleassistenza (magari sfruttare il routerino della Ewon?) insieme al display HMI?

Io uso il cx programmer 9.6 e attualmente non ho ancora avuto grossi problemi. Ma come sottolineavi te, ogni tanto compaiono errorini sulla CPU, relativi però sempre ai nodi Ethernet/IP, tipo "D5" o "D6".

Non ho capito il discorso della rete I/O. Ti riferisci agli accoppiatori Ethernet IP prima degli I/O remoti? Non ho capito se dovrei creare una rete ad hoc separata da inverter, fotocamere e altro?

Grazie.

[Marco Fornaciari]

1 ora fa, Andrea Vetro ha scritto:

Per come è fatta la macchina inserirei a questo punto un unico switch di rete all'interno del quadro elettrico al posto dei 4 switch ponticellati. Avete marche o consigli?

Un industriale di marca, magri reperibile dai tuoi fornitori abituali.

 

1 ora fa, Andrea Vetro ha scritto:

L'idea dunque è quella di collegare la porta della CPU in uno switch a parte per fare teleassistenza (magari sfruttare il routerino della Ewon?) insieme al display HMI?

Io uso il cx programmer 9.6 e attualmente non ho ancora avuto grossi problemi. Ma come sottolineavi te, ogni tanto compaiono errorini sulla CPU, relativi però sempre ai nodi Ethernet/IP, tipo "D5" o "D6".

Quegli errori dicano mancata comunicazione con stazione remota: chiarli errorini e da incorreggibile ottimista: non ci devo essere per nessuna ragione.

Si lo HMI va bene sulla porta della CPU.

Ma se eviti la WiFi ti togli tanti di problemi, specialmente se le masse matalliche nel raggio di 50 m sono tante, e magari ci sono anche vasche piene di acqua.

 

1 ora fa, Andrea Vetro ha scritto:

Non ho capito il discorso della rete I/O. Ti riferisci agli accoppiatori Ethernet IP prima degli I/O remoti? Non ho capito se dovrei creare una rete ad hoc separata da inverter, fotocamere e altro?

Grazie.

Qui devi conoscere discretamente le particolarità delle reti ethernet in generale e delle varie apparecchiature, ma contestualizzate nel campo dell'automazione, dove le norme sull'uso delle reti ethernet è ben preciso e diverso dalle reti gestionali: le carriole di manuali Siemens sono molto utili, sorvolando sulla direttiva macchine.

Come scegliere e configurare tutto l'hardware di un impianto dipende da appunto dal tipo di impianto e dalla sua costruzione fisica:

- in un impianto di processo non importa la velocità di comunicazione, ma la sicurezza della comunicazione

- in un impianto di assemblaggio pezzi o/e dove ci sono movimenti con motori brushless è importante la velocita di comunicazione, la sicurezza può stare un gradino più in basso, se c'è errore il sistema provvede i ritentativi

- se ci sono telecamere esse occupano tanta banda, quindi serve che le porte siano disponibili per lungo tempo, ricordarsi che in ethernet 1 mS è una ethernità

Quindi la scelta di una configurazione dipende appunto dall'impianto e dalle sue esigenze, ma ci vuole anche buona esperienza e usare cavi e conettori di qualità, e se necessario usare tubi metallici solo per i cavi ethenet, attenzione a come si collegano le scermature e tutte le terre dell'impianto, e collegare come da loro manuali gli inverter.

I manuali descrivono situazioni ideali o quasi, e test fatti in ambienti creatti appositamente, gli impianti reali sono una cosa ben diversa.

Importante è anche, anzi, l'esperienza dei cablatori: in troppi arrivano dal civile o dal terziario e di fatto sanno solo usare, non sempre bene, la pinza per gli RJ45.

 

In ultimo, non sempre le ricerche e le prove strumentali sulle reti ethernet riescono a trovare la giusta soluzione ai problemi: è più fastidioso un motore da 0,5 kW sotto inverter di uno da 350 kW sempre sotto inverter.

Oggi dove cè tanta elettronica di potenza è ora di utilizzare la trifase a 690 V, si dimezza quasi la corrente circolante e si ridono di 4 volte i problemi dovuti alle dispersioni elettromagnatiche (sia sta lavoranto per arrivare a 1000 V); gli ultimi impienti che ho progettato e scostruito prima della pensione sono appunto a 690 V e ci son MW instalati con motori anche a 6 kV da alcuni MW, e qualche MW sotto inverter.

E pensa riducendo il rame gli impianto costano pure meno.

 

P.S.

Da non confondere i problemi della Profinet con i problemi della Ethernet/IP, sono due rogne diverse.

[drn5]

Se vuoi rimuovere i 4 switch in cascata puoi sostituirli con uno dello stesso modello con più porte (16) sempre QoS. Questo ti garantisce se non vuoi usare uno switch managed vero e proprio di essere compatibile con il protocollo EtherNet/IP, senza doverti smazzare le tabelle di routing. Lo monti, abiliti i QoS e muore li, se vuoi di meglio guardati per esempio i prodotti Qubix o gli AllenBradly Stratix

Le due camere Keyance non scrivi come sono gestite e ogni quanto debbano essere intervistate, mi concentrerei comunque più sugli inverter e sulla comunicazione tra le due cpu.

Il modulo Ewon non lo metterei assieme agli inverter, ma alle camere e agli HMI, il loro scopo ha tipicamente una bassa priorità, di solito serve ai MES o alla diagnostica remota. Concordo col non usare wireless, ma collegarlo alla rete aziendale in rame, se possibile.

Modificato: 2 ore fa da drn5