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PROFIBUS DICAS

INTRODUÇÃO

O Profibus é um protocolo digital utilizado em sistemas de controle, que permite a conexão com interoperabilidade de diversos equipamentos e fabricantes. Possui uma série de vantagens em relação à tecnologia 4-20 mA, onde resumidamente pode-se citar, dentre outras: 

  • Fácil cabeamento com redução de custos;
  • Simples operação, através da sala de controle;
  • Aplicações em área classificadas;
  • Altas taxas de comunicação no Profibus-DP;
  • Poderosas ferramentas de configuração/parametrização e gerenciamento de ativos;
  • Tecnologia aberta e em contínua evolução.

Figura 1 – Sistema Profibus


Este artigo nos mostra brevemente alguns pontos importantes que ajudam no estabelecimento da comunicação Profibus e nos ajudam na identificação de problemas, causas prováveis e recomendações que podem ser úteis durante a fase de comissionamento/startup e manutenção de uma rede Profibus.


VERIFICAÇÃO MÍNIMA ANTES DE ESTABELECER A COMUNICAÇÃO NA REDE PROFIBUS
 
  • Configuração da rede. 
  • Verifique se todos os arquivos GSDs estão de acordo com os modelos dos equipamentos instalados e se as versões são compatíveis com os mesmos. No caso em que a rede possui o link IM157, verifique se todos os seus escravos Profibus-PA estão incluídos em seu arquivo GSD. No caso do High Speed Coupler (SK3) da P+F, existe uma adequação dos arquivos GSDs que deve ser feita. 
  • A P+F disponibiliza em seu site um aplicativo que faz a adequação (mais detalhes, consulte o site)
  • Verifique se todos os escravos suportam a taxa de comunicação selecionada. 
  • Verifique a parametrização do coupler DP/PA de acordo com os manuais dos fabricantes. 
  • Verifique se todos os escravos estão endereçados corretamente e se não existem endereços duplicados. Vale lembrar que o padrão (default) é 126 e somente um equipamento com 126 pode estar presente no barramento de cada vez. Se a rede possuir o link IM157, verifique o endereçamento e seus escravos. Ao estabelecer a comunicação, haverá indicação de falha no coupler DP/PA e/ou IM157 se houver endereços repetidos. 
  • Verifique se todas as opções escolhidas de módulos nos arquivos GSDs estão adequadas e se os módulos vazios (Empty Module) foram atribuídos aos módulos não utilizados. Caso o equipamento possua mais de um módulo e não for atribuído o Empty Module aos não utilizados, erros de acesso e na troca de dados cíclicos acontecerão.
  • Verifique a condição de swap de bytes, pois em alguns sistemas ela é necessária. 

 
VERIFICAÇÃO MÍNIMA AO ESTABELECER A COMUNICAÇÃO NA REDE PROFIBUS
 
  • Verifique se todos os Equipamentos aparecem no Live List.
  • Verifique se existe alguma condição de anúncio de diagnóstico. Se houver, procure identificá-la.
  • Verifique se existe alguma condição visual de erro no Mestre Classe 1, link DP/PA, couplers DP/PA ou escravos. Lembre-se que o Identifier Number selecionado no escravo deve estar em Manufacturer Specific (0x01) para que esteja casado com o GSD do escravo. Na condição de Profile Specific (0x00) deve-se usar o GSD padrão para o perfil do equipamento, pois o equipamento responderá com um Identifier Number padrão.
 
A Tabela a seguir mostra alguns sintomas, causas prováveis e recomendações que podem ser úteis durante a fase de comissionamento/startup e manutenção: 
 
 
Sintoma Causa Provável Recomendação
Ruído excessivo ou
spiking no barramento
ou sinal muito alto.
Presença de umidade na borneira e/ou conectores
causando baixa isolação de sinal (neste caso o
spiking acontece na borda de subida/descida do sinal),
fontes de alimentação e/ou equipamentos e/ou
terminadores, etc com baixa isolação ou mau
funcionamento, shield aterrado inadequadamente,
tronco ou spur excessivo, quantidade de terminadores
inadequada ou fonte de ruído perto do cabeamento
Profibus, etc. 
Verifique cada conector e borneira dos equipamentos
certificando-se que não haja entrada de umidade,
mau contato, que o shield esteja bem-acabado nos
cabos e aterrado adequadamente, que o nível de
ripple nas fontes de alimentações e no barramento
estejam dentro dos valores aceitáveis, que o número
de terminadores e comprimentos de cabos e sua
distribuição esteja dentro do recomendado e ainda,
que o cabeamento esteja distante de fontes de ruídos.
Certifique-se que o aterramento esteja adequado.
Em algumas situações equipamentos danificados
podem gerar ruídos, desconecte um de cada vez
e monitore o ruído.
 
Excesso de
retransmissões ou
comunicação
intermitente.
Comprimento de cabeamento ou spur inadequado;
tensão de alimentação na borneira do equipamento inadequado;
equipamento com mau funcionamento;
terminação indevida, shield ou aterramento inadequados,
a quantidade de equipamentos na rede e por spur, etc.
Certifique-se dos comprimentos de cabeamento,
verifique se a tensão de alimentação dos
equipamentos esteja entre 9 a 32 Vdc,
certifique-se que não haja fontes de ruídos perto
do barramento Profibus e ainda, em algumas
situações equipamentos danificados podem gerar
ruídos ou condições de intermitência, neste caso,
desconecte um de cada vez e monitore o status
da comunicação. Verifique a excursão de sinal AC
da comunicação (750mV a 1000mV no caso do
Profibus-PA, 4 a 7V no Profibus DP). Verifique
a distribuição do shield e aterramento.
Verifique a quantidade
de equipamentos na rede e por spur.
 
Falha de comunicação
com alguns
equipamentos.
Endereço repetido no barramento, tensão de
alimentação insuficiente (< 9.0 Vdc, no caso
do Profibus-PA), posição do terminadores,
excesso de cabo, quantidade de equipamentos
além da permitida no segmento, etc.
Certifique-se que todos os equipamentos possuam
endereços diferentes, vale a pena lembrar que ao
colocar um equipamento no barramento com endereço
126, coloque-o, altere o endereço de acordo com a
configuração e somente após este procedimento
coloque outro equipamento com endereço 126 no
barramento. Verifique as distâncias do cabeamento
e quantidades de equipamentos, assim como suas
alimentações e posicionamento dos terminadores.
 
Energização
intermitente de alguns
ou de todos os
equipamentos.
Curto-circuito entre o shield e os terminais do
barramento, fonte de alimentação com problema,
equipamento consumindo muito do barramento
ou quantidade de equipamentos indevida.
Verifique a isolação do shield, a quantidade de
equipamentos e seus consumos, etc.
Equipamento Profibus-PA
não comunica com o link
DP/PA Siemens.
Quando se tem o link, os endereços de 3 a 5
não são utilizados, são reservados.
Mude o endereço do equipamento Profibus-PA.
O valor de medição não
está correto, não é o
mesmo que o indicado
no LCD do equipamento.
Erro de conversão para float IEEE 754 ou erro de escala. Verifique se é necessário o swap de bytes ou
se no sistema Profibus utilizado existe alguma
função para esta conversão automática.

Verifique a escala no equipamento e/ou no mestre
Profibus-DP.
O valor medido no
sistema Siemens
S7 é sempre zero.
Erro de conversão envolvendo consistência de dados. Utilize a função de leitura com consistência SF14.
O valor enviado pelo
PLC no sistema
Siemens S7 é
sempre zero ou não
está correto ao se
escrever no device
de saída.
Erro de conversão envolvendo consistência de dados
ou o status não está sendo enviado adequadamente
ou ainda uso inadequado do arquivo GSD onde não
se finalizou os módulos com Empty_Module.
Ao usar o sistema Siemens certifique-se de usar
a função de escrita com consistência SF15.

Verifique as escalas do equipamento e do PLC e
ainda se certifique que o status é um valor
adequado ao equipamento.

Verifique se a configuração cíclica está adequada.
Sem comunicação
entre o mestre DP
e os escravos PA.
Erro na seleção de baud rate do coupler DP/PA
ou link, erro na parametrização dos mesmos ou
problema no barramento.
Verifique as configurações conforme abaixo:
  • P+F SK1: 93.75 kbits/s;
  • P+F SK2 e SK3: até 12 Mbits/s;
  • Siemens: 45.45 kbits/s;
  • Link Siemens: até 12 Mbits/s;
  • Para o SK2/SK3 é necessária a conversão de arquivos GSDs;
  • Reveja as condições do cabeamento, terminadores, comprimento, spurs, fontes, repetidores, etc.
 
 
 

 
CONCLUSÃO

Vimos através deste breve artigo alguns sintomas, causas prováveis e recomendações que podem ser úteis durante a fase de comissionamento/startup e manutenção em um sistema Profibus.

Em caso de discrepância ou dúvida, as normas, os padrões IEC 61158 e IEC 61784, perfis, guias técnicos e manuais de fabricantes prevalecem. Sempre que possível, consulte a EN50170 para as regulamentações físicas, assim como as práticas de segurança de cada área. 

O conteúdo deste artigo foi elaborado cuidadosamente. Entretanto, erros não podem ser excluídos e assim nenhuma responsabilidade poderá ser atribuída ao autor. Sugestões de melhorias podem ser enviadas ao e-mail cesar.cassiolato@vivaceinstruments.com.br.


Sobre o autor

César Cassiolato
César Cassiolato é Presidente e Diretor de Qualidade da Vivace Process Instruments. É também Conselheiro Administrativo da Associação PROFIBUS Brasil América Latina desde 2011, onde foi Presidente de 2006 a 2010, Diretor Técnico do Centro de Competência e Treinamento em PROFIBUS, Diretor do FDT Group no Brasil e Engenheiro Certificado na Tecnologia PROFIBUS e Instalações PROFIBUS pela Universidade de Manchester.


Referências
  • Manuais Vivace Process Instruments
  • Artigos Técnicos César Cassiolato
  • www.vivaceinstruments.com.br
  • Material de treinamento e artigos técnicos PROFIBUS - César Cassiolato
  • Especificações técnicas PROFIBUS
  • www.profibus.com