PROFINET Agent

Badewanneneffekt

Um schnell eine Abhilfe zu schaffen, werden die gestörten Teilnehmer, welche in der SPS als ausgefallen gemeldet werden, als defekt erklärt und getauscht. Nicht selten wiederholt sich so ein Zustand mehrere Male, bis dann der eigentliche Verursacher z.B. in einer defekten Leitung im Backbone ausfindig gemacht wurde.

Üblicherweise überwacht die SPS (Controller) die Kommunikation der PROFINET IO Devices (Applikation). Der erste Blick ist also in den Diagnose-Buffer, der umfangreiche Informationen liefert. Allerdings kennt der Diagnosepuffer in diesem Zusammenhang nur zwei Zustände: „Funktioniert“ oder „funktioniert nicht“ oder es ist „grün“ bzw. „rot“.

Wenn man die Metapher der Ampel heranziehen möchte, so wird hier deutlich, dass der gelbe Bereich „Information & Warnung“ absolut fehlt, obwohl es Parameter gibt, um diesen sichtbar zu machen.

Geht man davon aus, dass es außer den Spannungsausfall keinen plötzlichen und unvorhersehbaren Ausfall gibt, so stellt sich die Frage, wie lässt sich ein Ausfall - vorhersagen bzw. genauer eingrenzen oder beschreiben.

Telegrammanalysezyklus mit PROFINET Agent „Agent Blond“

Agent Blond macht Informationen für die SPS nutzbar

Hier setzt der PROFINET Agent „Agent Blond“ von Indu-Sol an Er wird als rückwirkungsfreie Messstelle ins Netzwerk integriert, um die Netzwerk-Kommunikation zu überwachen (stiller Mithörer). Eine solche Messstelle (TAP) ist bereits in vielen Anlagen verbaut - also nichts Neues. Der Unterschied liegt hier in der Intelligenz, mit welcher der Agent entsprechend ausgerüstet ist. 
Mit der Einbindung in die SPS (PLC)-Konfiguration und Nutzung des SPS-Diagnosepuffers wird sichergestellt, dass Informationen über Abnormalitäten in der PROFINET Kommunikation auf den gewohnte Meldeweg im Diagnosepuffer zur Verfügung stehen.

Wie funktioniert der "Agent Blond"?

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir etwas tiefer in die PROFINET Kommunikation eintauchen. 
Jedes Gerät im Netzwerk benötigt eine gewisse Übertragungszeit zum Übermitteln seiner Informationen (Aktualisierungszeit). Damit die Übertragung sicher funktioniert, sieht die Kommunikation einen zusätzlichen Zeitpuffer (Ansprechüberwachungszeit - Watchdog) vor – in der Regel das Dreifache der Aktualisierungszeit.

Gelingt die Datenübertragung auch innerhalb dieses Zeitpuffers nicht, geht die Anlage in den sicheren Zustand – die Kommunikation zum Teilnehmer wird eingestellt. Eine Nachvollziehbarkeit lässt sich durch das Detektieren von Telegrammlücken realisieren, denn jede nicht stattgefundene Übertragung eines Telegramms hinterlässt beim Empfänger eine Telegrammlücke.
In der Standardeinstellung der SPS werden bis zu drei Lücken toleriert und im Diagnosepuffer somit nicht berücksichtigt. Im Umkehrschluss heißt es „alles okay – keine Auffälligkeiten“. Erst mehr als drei Telegrammlücken führen zum Fehlerzustand (Einstellung der Kommunikation zum Teilnehmer). Auslöser ist das Überschreiten vom Watchdog.

Auszug aus dem TIA Portal: PROFINET Standardeinstellung

Aktualisierungszeit:
Bestimmung des Übertragungsintervalls jedes Gerätes

Ansprechüberwachungszeit:
Ein Vielfaches der Aktualisierungszeit bestimmt, wie viel Zeit ohne aktuelle Daten das Gerät toleriert, bevor es in einen sicheren Zustand geht.

Das Entstehen einer Telegrammlücke ist ein sicherer Vorbote und somit eine wichtige Information für die Beurteilung der Qualität im PROFINET Datenverkehr. Die teilnehmerbezogene Meldung lässt über einen Blick auf die Topologie die Ursache (defekte Leitung, Stecker, Gerät) oder auch den Verursacher (EMV) nachvollziehbar und zielgerichtet ermitteln. Nicht zu vergessen ist hierbei auch die Kontrolle des Erfolges eines Gerätetauschs durch den Vorher- und  Nachher Vergleich.

Einbauort PROFINET Agent im PROFINET-Netzwerk