Unter der Lupe

Profinet-Diagnose

Unter der Lupe

Robuste Netzwerke sind ein stabiles Fundament für eine erfolgreiche Digitalisierung der Produktion. Sie sorgen als Rückgrat der Maschinen und Anlagen für eine reibungslose Kommunikation – und müssen gleichzeitig mit zunehmenden Datenvolumina und einer steigenden Teilnehmerzahl zurechtkommen. Eine schnelle und zuverlässige Diagnose bei Störungen ist entsprechend wichtig.

 (Bild: ?geralt/pixabay.com)
(Bild: ©geralt/pixabay.com)

Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser – das gilt in vielen Lebensbereichen, jedoch ganz besonders bei der Messtechnik für industrielle Bussysteme und Netzwerke. Wesentliche Anforderungen sind hier, dass die Messtechnik weder die Messergebnisse, die Funktion des Netzwerkes noch den Datenverkehr beeinflusst.

Die Ethernet-Messstelle BS-0130 arbeitet vollkommen passiv und daher ohne jede Beeinflussung des Netzwerks. (Bild: I-V-G G?hringer)
Die Ethernet-Messstelle BS-0130 arbeitet vollkommen passiv und daher ohne jede Beeinflussung des Netzwerks. (Bild: I-V-G Göhringer)

Komplexität nimmt zu

Im Vergleich zu seriellen Feldbussen liegt der Vorteil von Ethernet-basierten Systemen klar auf der Hand: Einfacheres Engineering, höhere Datenraten, skalierbare Echtzeitfähigkeit sowie mehr Möglichkeiten und Flexibilität bei der Netzwerkarchitektur. Aufgrund der Verwendung der bewährten Ethernet-Technologie sind IP-basierte industrielle Netzwerke prinzipbedingt sehr robust gegenüber Störeinflüssen. Dennoch kann es auch hier zu unerwarteten Ausfällen kommen. Im Ernstfall muss eine schnelle Möglichkeit zur Fehlersuche vorhanden sein. Im Gegensatz zum klassischen Feldbus gibt es bei den Punkt-zu-Punkt verkabelten Ethernet-Netzwerken keine Möglichkeiten, an einer beliebigen Stelle des Netzwerkes einfach ein Diagnosegerät aufzuschalten. Die Ethernet-Leitung kann nicht einfach aufgetrennt werden, um ein Messgerät einzuschleifen. Es würde sofort zum Abbruch der Kommunikation und damit zum Anlagenstillstand kommen. Zudem sind nicht alle Telegramme an jeder beliebigen Stelle im Netzwerk messbar. Switches senden die Datenpakete nur dezidiert an den tatsächlichen Empfänger, das erschwert eine effektive Fehlersuche.

Die Messstelle BS-0130 greift Sende- und Empfangssignal absolut r?ckwirkungsfrei ab. (Bild: I-V-G G?hringer)
Die Messstelle BS-0130 greift Sende- und Empfangssignal absolut rückwirkungsfrei ab. (Bild: I-V-G Göhringer)

Test-Access-Points als Messstellen

Um dennoch messen zu können, werden sogenannte Test-Access-Points (TAP) als Messstelle fest in das Netzwerk integriert. An den Stellen, die für eine Netzwerkanalyse wichtig erscheinen, werden die TAPs eingesetzt – und sollen dafür sorgen, dass man einfach und ohne Unterbrechung der Kommunikation im laufenden Betrieb den Datenverkehr aufzeichnen und analysieren kann. Sie werden meistens, wie in den PNO-Richtlinien vorgeschrieben, unmittelbar am Controller installiert. Der Ethernet-Verkehr wird auf die Ports der Messstelle gespiegelt, um den Netzwerkverkehr nicht zu beeinflussen. Der passive TAP soll das Netzwerk vor Störungen durch angeschlossene Diagnosegeräte oder PCs schützen. Innerhalb eines Profinet-Kabels dürfen bis zu zwei Steckstellen vorhanden sein. Neuere Kabelzertifizierer erkennen die Steckstellen per TDR-Messung, da an den Steckkontakten minimale Reflexionen auftreten. „Ein Kabelzertifizierer darf die Messstelle nur als Steckstelle erkennen, ansonsten muss sie sich sowohl im bestromten als auch im unbestromten Zustand vollkommen passiv verhalten.“ erläutert Hans-Ludwig Göhringer. Sein Unternehmen I-V-G Göhringer hat sich über viele Jahre ein umfassendes Know-how im Bereich der Fehlersuche und Instandhaltung von industriellen Netzwerk- und Feldbusinstallationen erarbeitet. Göhringer wird häufig als Troubleshooter zu Anlagen gerufen, die aufgrund von Bus- oder Netzwerkproblemen ausgefallen sind. Zudem bietet das Unternehmen verschiedene Schulungen zur Instandhaltung von Bussystemen und industriellen Netzwerken an.

Im Feld eingebaute Messstellen zeigen bis zu zwei Kurzschl?sse. (Bild: I-V-G G?hringer)
Im Feld eingebaute Messstellen zeigen bis zu zwei Kurzschlüsse. (Bild: I-V-G Göhringer)

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