آشنایی با راه های عیب یابی شبکه پروفی باس

شبکه پروفی باس (Profibus) پروتکلی مبتنی بر معماری master/slave است که با پروتکل masterbus هم شباهت دارد. اما شبکه پروفی باس، یک پروتکل اضافه به حلقه توکن داشته تا بتوانید چندین master را با هم استفاده کنید. مثلا همه دستگاه ها، همزمان با راه اندازی شبکه به آن وصل شوند. هر slave هم یک تایمر failsafe دارد تا عملکرد صحیح آن پیوسته چک شود.

بررسی کامل و جامع عیب یابی شبکه پروفی باس مهم است. چرا که عیب یابی در تجهیزات‌اتوماسیون‌صنعتی نظیر ماژول توسعه دلتا بسیار حیاتی و مهم محسوب می شود. دلایل مشکلاتی که در شبکه پروفی باس بروز می کنند متفاوت است مانند مشکل شیلدبندی یا اتصال به زمین، به همین دلیل باعث مختل شدن کار پروژه ها می شوند و اثرات نامطلوبی در روند کار می گذارند.

مشکلات فیزیکی شبکه پروفی باس

در ابتدای عیب یابی شبکه پروفی باس به مشکلات فیزیکی آن می پردازیم. مشکلات فیزیکی عبارتند از:

• مشکل شیلدبندی یا اتصال به زمین

به تصویر زیر دقت کنید:

این نوع شیلدبندی باعث ایجاد نویز می شود که تأثیر آن در شبکه پروفی باس به تدریج مختل کننده خواهد بود.

• ترمینال بندی انجام نشده یا مشکل دارد
• براساس نرخ باود (baud rate) طول کابل بیشتر از حد مجاز است
• اتصال کوتاه رخ داده
• تعداد نودها (Node)، (Slaves) بیشتر از حد مجاز است
• نوع کابل اشتباه انتخاب شده (150ohms)
• بخش بندی یا سگمنت بندی درست نیست
• تداخلات الکترومغناطیسی رخ داده

به تصویر زیر دقت کنید:

همانطور که در تصویر بالا می بینید، قسمت های کوچک تاب خورده در انتهاب کابل ها باعث تغییرات امپدانس می شود به همین دلیل با فاصله یک متر جلوی اختلالات EMI گرفته می شود.

مشکلات شبکه پروفی باس از دیدگاه کنترلر

وقتی مشکل یا فالت در شبکه پروفی باس رخ می دهد می توانیم از دیدگاه کنترلر به موضوع نگاه کنیم که در این صورت یکی از حالات زیر پیش می آید که به ما در عیب یابی شبکه پروفی باس و رفع آن کمک می کند:

• وضعیت کنترلر بعد از ایجاد فالت
• چراغ فالت پروفی باس روی کنترلر
• امکان راه اندازی مجدد کنترلر

شرایطی که گفته شد حالت های مختلفی دارد که در ادامه رایج ترین آن ها را بررسی می کنیم که کمک زیادی به شما در عیب یابی شبکه پروفی باس خواهد کرد:

• سی پی یو استاپ شده و چراغ فالت DP چشمک زن است و سی پی یو اصلا RUN نمی شود.
• سی پی یو استاپ شده و چراغ فالت DP چشمک زن است ولی سی پی یو مجددا RUN می شود و چراغ چشمک زن هم خاموش می گردد.
• سی پی یو در وضعیت RUN است ولی چراغ فالت DP چشمک زن است.
• سی پی یو در وضعیت RUN است و چراغ فالت DP خاموش است اما تبادل دیتا نداریم.

به طور خلاصه راهکار و رفع هر کدام از خطاهای فوق در شبکه پروفی باس عبارتند از:

• این نوع خطا به دلیل این است که سی پی یو ارتباط خود را با یک یا چندین Slave از دست داده که دلایل مختلفی می تواند داشته باشد. در ضمن وقفه مربوط به پروفی باس در CPU دانلود نشده است.
• این نوع خطا به خاطر اشکالات موقتی است که برای لحظاتی سیستم را درگیر می کند ولی عامل اختلال از بین می رود و سی پی یو دوباره به حالت کاری خود برمی گردد.
• این نوع خطا مشابه با خطای اول است اما در اینجا وقفه هایی که مربوط به فالت پروفی باس هستند در CPU هم وجود دارد.
• این نوع خطا بیشتر مربوط به ارتباط بین Master ها بوده و این نوع ایراد احتمالا از نوع فیزیکی یا برنامه نویسی است.

اگر بخواهیم از لحاظ آماری بررسی کنیم، اشکالاتی که در شبکه پروفی باس رخ می دهند و شما مسئول عیب یابی آن هستید اکثرا مربوط به ارتباط بین Master-Slave هستند بنابراین در عمل حالت چهارم کمتر از حالت های دیگر رخ می دهد.

آشنایی با چراغ های فالت در پروسه عیب یابی شبکه پروفی باس

در این قسمت در خصوص چراغ های فالت صحبت می کنیم که برای عیب یابی در شبکه پروفی باس و اتخاذ راهکار مناسب باید آشنا باشید:

چراغ های فالت پروفی باس

چراغ های فالت پروفی باس با عنوان BF یا BUSF روی ماژول پروفی باس قرار دارند. در خیلی از موارد وقتی این چراغ چشمک زن باشد سایر چراغ های فالت هم روشن می شوند. مثلا:

• در CPU300 وقتی BF در حالت چشمک زن است چراغ SF هم روشن است.
• در CPU400 وقتی BUSF چشمک زن است چراغ EXTF هم روشن است و چراغ INTF هم ممکن است روشن باشد.

چراغ های فالت Master

اگر CPU به حالت Master باشد بسته به اینکه سی پی یو چه تعداد شبکه DP را ساپورت می کند تعدد چراغ های مربوط به خطای شبکه پروفی باس هم متفاوت خواهد بود. روی CPU دو LED مربوط به خطای شبکه به نام های BUSIF و BUS2F داریم که برای عیب یابی شبکه پروفی باس باید به آن ها دقت کنید. اگر یک IF946-DP روی اسلات IF1 نصب کنید چراغ IFM1F خطاهای مربوط به شبکه متصل به Sub Module را نشان می دهد.

چراغ های فالت Slave

روی Slave ها دو چراغ فالت به نام های SF و BF داریم. وقتی هنوز Slave به شبکه وصل نشده باشد ولی اتصال برقرار است معمولا BF ثابت و SF خاموش است. بعد از اینکه Slave برای یک Master پیکربندی شد و به باس متصل شد، FB در ابتدا به حالت چشمک زن در می آید و سپس خاموش می شود. بعد از آن در صورتی که ارتباط قطع شود، چراغ BF چشمک زن و چراغ SF روشن می شود.

دقت داشته باشید اگر ارتباط برقرار باشد ممکن است BF خاموش ولی SF روشن باشد که در این حالت یعنی روی یک یا تعدادی از ماژول های Slave فالت یا خطایی رخ داده است.

نقطه شروع عیب یابی شبکه پروفی باس

تا اینجا در خصوص ایرادات رایج از لحاظ فیزیکی یا در ارتباط بین Master-Slave توضیح دادیم و در این قسمت می خواهیم در این زمینه با دقت و جزئیات بیشتری ورود کنیم. اما قبل از آن به این نکته مهم دقت ویژه داشته باشید که وقتی برای شبکه پروفی باس مشکلی ایجاد می شود سیستم حالت های مختلفی از خود بروز می دهد.

فارغ از نوع مشکل و حالت های مختلفی که برای سیستم رخ می دهد به هیچ وجه سیستم را دستکاری نکنید، سیستم را ریست نکنید، برق تجهیزات را قطع و وصل نکنید، کانکتورها و ترمیناتورها و مشابه آن ها را دستکاری نکنید.

شروع عیب یابی از ارتباط بین Master-Slave

اگر چراغ BF روی CPU به حالت چشمک زن در آمده باشد معمولا چراغ EXTF یا SF هم روشن می شود. وقتی این چراغ ها روشن می شوند قطع به یقین فالت در بافر CPU هم ثبت شده پس از روش های زیر برای شروع عیب یابی شبکه پروفی باس استفاده کنید:

بررسی محتویات بافر CPU

همه اتفاقات و فالت ها به همراه تاریخ و زمان در Diagnostic Buffer در CPU ثبت خواهند شد. برای دسترسی به این پنجره کافیست از منوی PLC سپس Module Information در نرم افزار مربوط به شبکه پروفی باس اقدام کنید.

بررسی آنلاین وضعیت Slave ها

برنامه HW Config را باز کنید و به مد Online بروید. سه حالت برای Slave ها پیش می آید:

• Slave بدون هیچ علامت قرمز رنگی و به صورت پر رنگ ظاهر خواهد شد
• Slave با خط قرمز ظاهر خواهد شد
• Slave با دایره قرمز ظاهر خواهد شد
• اگر هیچ علامتی نبینید یعنی Slave در دسترس است و مشکل خاصی نیست.
• اگر Slave با خط قرمز ظاهر شده یعنی ارتباط آن با Master از دست رفته است
• اگر Slave با دایره قرمز ظاهر شده یعنی Slave در دسترس است ولی فالت داخلی دارد.

اگر Master چندین Slave داشته باشد و روی یکی از آن ها خط قرمز ببینیم در حالی که بقیه خط یا دایره قرمز ندارند، در این حالت اگر دقت کنید روی Master چراغ Bus Fault حتما چشمک زن است. اگر روی Slave تغذیه وصل باشد چراغ BF چشمک زن خواهد بود ولی روی بقیه Slave ها هیچ چراغی روشن نیست و نرمال است.

وقتی روی یکی از Slave ها دایره قرمز ظاهر شده باشد در این حالت چراغ Bus Fault روی CPU و روی Slave خاموش است ولی چراغ SF روی Slave و روی Master به شکل ثابت روشن است.

بررسی پنجره Diagnostic روی شبکه

حالات 1 و 2 بخاطر استفاده از پورت DP روی CPU تحت عنوان master است؛ اگر از کارت CP استفاده کنید در این شرایط هیچ پیغامی در بافر CPU ثبت نخواهد شد و در پنجره Online هم خط یا دایره قرمز نخواهید دید.

وقتی Slave به کارت شبکه متصل باشد هر اشکال و ایرادی که داشته باشد باعث خواهد شد چراغ فالت BF روی شبکه چشمک بزند یا چراغ فالت SF شبکه روشن شود. در چنین شرایطی برای شروع عیب یابی شبکه پروفی باس در HW Config روی کارت شبکه دو بار کلیک کرده و در سربرگ Diagnostic روی RUN بزنید. در این شرایط برنامه NCM S7 Diagnostic باز خواهد شد که می توانید موارد زیر را در کارت های شبکه پروفی باس بررسی کرده و عیب یابی نمایید:

• بافر خطایاب کارت شبکه
• تغییر حالت کاری شبکه
• پاک کردن حافظه کارت شبکه
• وضعیت Slave های متصل به کارت شبکه

سایر خطاهای مربوط به شبکه پروفی باس

سایر خطاهایی که ممکن است در شبکه پروفی باس رخ دهند که عیب یابی آن ها لازم است عبارتند از:

• یکسان نبودن سرعت دو طرف شبکه
• رخ دادن اتصالات کوتاه در دو سر سیم
• قطع شدن اتصالات از جمله کابل ها
• اتصالات جابجای سیم های A و B به ترمینال های کانکتور
• وجود آدرس های تکراری
• اشتباه تنظیم شدن پارامترهای Send/Recv
• فعال نبودن ترمیناتورهای ابتدا، وسط و انتهای BUS
• اضافه کردن یک ماژول روی Slave
• تنظیم نبودن پارامترهای BUS
• درست تنظیم نبودن آدرس های HAS
• تنظیمات کنترلر درست دانلود نشده اند
• وقفه Diagnostic تجهیزات Slave فعال شده اند
• اتصالات کانکتورها از وسیله جدا شده اند
• براساس فلش های ورودی و خروجی کابل ها به کانکتورها اشتباه وصل شده اند
• شیلد به زمین وصل نشده است
• انشعابات کوتاه رخ داده است
• جریان برق در تجهیزات، ابتدا، وسط و انتهای BUS قطع شده است
• یک ماژول از روی Slave حذف شده است
• آدرس دیپ سوئیچ اشتباه است

جمع بندی مطالب

رایج ترین خطاها و ایرادات شبکه پروفی باس یکسان نبودن سرعت دو طرف شبکه، رخ دادن اتصالات کوتاه در دو سر سیم، قطع شدن اتصالات از جمله کابل ها، اتصالات جابجای سیم های A و B به ترمینال های کانکتور و… هستند. عیب یابی شبکه پروفی باس از طریق چراغ های فالت پروفی باس، Slave و… انجام می شود.

دقت داشته باشید که عیب یابی صحیح به عملکرد درست شبکه کمک می کند و در نهایت کل سیستم به شکل یکپارچه عملکرد درستی خواهد داشت. شما می توانید بهترین ماژول دلتای مورد نیازتان را از سایت آزنداتوماسیون تهیه نمایید.