Alterung und Verschleiß
Unter Alterung versteht man Verschleißeffekte an der Profinet-Installation, die durch Umwelteinflüsse verursacht werden. Z.B. wirken über den gesamten Lebenszyklus immer wieder Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen, Kühlmittel, Lösungsmitteldämpfe, Vibrationen und Wechselbiegebelastungen auf die Leitungen und Steckverbinder. Mögliche Folgen sind:
- Oxidation von Kontaktoberflächen
- Verschmutzung von Kontakten durch Staub, Öl, Kleber und Metallstaub
- Kabelbrüche im Kabelschlepp
- Lose Kontakte durch mechanische Beanspruchung und Temperaturwechselbelastungen
- Austrocknen von Elektrolytkondensatoren
- Kurzschluss durch mechanische Reibung
- Beanspruchung der Leitungen durch Chemikalien und Lösungsmittel
- Versprödung von Kunststoffen durch UV-Strahlung
Kontinuierliche Verbesserung
Nachdem alle Verbaufehler und die durch Alterung entstandenen Mängel an der Installation beseitigt sind, geht es im nächsten Schritt um die kontinuierliche Verbesserung, um auf Dauer eine zuverlässige Profinet-Kommunikation zu gewährleisten. Es ist das Ziel, z.B. durch Alterung oder mechanische Belastung entstehende Mängel sofort zu beseitigen – bevor der Ausfall der Profinet-Kommunikation zu einem Anlagenausfall führt. Dazu eignen sich verschiedene Verfahren, wie z.B. die Betrachtung von Return loss, Widerstand-Unsymmetrie, Jitter oder die HDTDR-Messung.
Die Rückflussdämpfung, englisch Return loss, ist ein Reflexionsfaktor. Er zeigt das Verhältnis vom eingespeisten Signal zum reflektierten Signal. Die Ursachen für Reflexionen können beschädigte Kabel, lose Steckverbindungen oder fehlerhafte Geräte sein. Wenn die reflektierten Signale zu stark sind, werden sie als Nutzdaten interpretiert. Das führt zu Fehlern in der Netzwerkkommunikation. Von der DC-Widerstand-Unsymmetrie ist die Rede, wenn der Widerstand zwischen den verschiedenen Aderpaaren nicht im selben Bereich liegt, sodass die Profinet-Datensignale verzerrt werden. Als Jitter bezeichnet man die zeitliche Abweichung vom Telegrammtakt bei der Datenkommunikation. Die Angabe erfolgt in der Regel in Nanosekunden oder Prozent. Je größer die Abweichung vom Idealzustand ist, desto größer ist das Risiko, dass die Datenpakete zu spät ankommen. Bei der HDTDR-Messung (High Definition Time Domain Reflectometry) wird ein sehr kurzer Testimpuls auf die Leitung geschickt. Der an einer Schwachstelle reflektierte Teil des Signals wird vom HDTDR-Messgerät an der Einspeisestelle ausgewertet.
Praxis-Workshop auf dem Automatisierungstreff 2023
Im eintägigen Praxis-Workshop ‚Mehr Zuverlässigkeit und Effizienz bei Profinet-Netzwerken‘ erläutert Göhringer, wie sich Installationsfehler und Alterungseffekte zuverlässig erkennen und beseitigen lassen. Das konkrete Ziel ist es, die Stabilität von Anlagen mithilfe der korrektiven Instandhaltung zu verbessern. Zudem wird besprochen, wie ein konstruktiv-begleitender Prozess aussehen kann, um Installations- und Verbaufehler von vornherein zu vermeiden. Die Inhalte des Workshops basieren auf der langjährigen Erfahrung der Leadec-Experten bei der Beseitigung von Störungen in industriellen Netzwerken und Feldbussystemen. Es werden Themen behandelt, die in der täglichen Praxis an Maschinen und Anlagen besonders häufig auftreten. Das sind insbesondere das richtige Einordnen der Signaldämpfung, die Schirmleitungsbewertung über Steckverbinder hinweg und das zuverlässige Erkennen von auffälligen Baugruppen. Die Leadec NetApp zur systematischen Fehlersuche rundet den Workshop ab. Sie ermöglicht eine Netzwerkdiagnose per Sichtprüfung und dient zur Dokumentation von Profinet-Installationen über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Abschließend wird besprochen, welche Auswirkungen durch die Erweiterung von Profinet um die TSN-Funktion zu erwarten sind.
