Strukturverbesserung PROFIBUS - Eine Erfolgsstory der Kundert Automation AG

Aufgabenstellung

Probleme am PROFIBUS verursachen Ausfälle, welche teilweise nicht zugeordnet und nur schwer lokalisiert werden können. Dies erschwert die Arbeit für den Instandhaltungselektriker und senkt die technische Verfügbarkeit der Anlage.

Daher wurden während einem regulären Wartungsstillstand alle bestehenden Profibusnetzwerke unseres Kunden mit Prüfgeräten untersucht. Daraus entstand eine Massnahmenliste mit den notwendigen Korrekturen im Netzwerk, welche die Signalqualität und Zuverlässigkeit des Systems erhöhen.

Unsere Herausforderung war es die Massnahmen innerhalb einer Woche und im Wartungsfenster der Anlage durchzuführen. Die rechtzeitige Wiederinbetriebnahme und einen stabilen Betrieb mit entsprechend hoher Verfügbarkeit der Gesamtanlage galt es zu gewährleisten.

Vorgehen

Zur Bestimmung der PROFIBUS Netzwerk Konfiguration und der Signalqualität zwischen den verschiedenen Netzwerkkomponenten verwendeten wir ein PB-Qone Profibus-Testgerät von Indu-Sol GmbH.

Das Testgerät zeichnet im gleichen Arbeitsschritt die Netzwerk-Topologie auf und man erhält dadurch eine hervorragende Übersicht vom IST-Zustand des Netzwerks.

Parallel zu den Messungen mit dem Profibus-Testgerät hat Kundert Automation AG mit dem Leckstrommessgerät EMCheck LSMZ 1 der Indu-Sol GmbH die Schirm- und Leckströme auf den Datenleitungen gemessen.

Alle Messungen wurden nach dem Wartungsfenster und nach abgeschlossener Umsetzung der Massnahmen wiederholt und damit die Wirkung der Massnahmen überprüft.

Resultate und Massnahmen

Die Messungen mit dem Profibus-Tester ergaben an verschiedenen Stellen im PROFIBUS-Netzwerk eine schlechte Signalqualität. Am Beispiel des Dampfkondensat-Masters sieht man sehr gut die Verbesserung der Signalqualität durch die umgesetzten Massnahmen.

Der Maximalwert der Signale konnte für alle Teilnehmer im Netzwerk über den minimalen Wert angehoben werden. Die Flankensteilheit als wichtiges Kriterium für die Qualität der übertragenen Signale hat sich massiv gebessert und die Signale sind viel schärfer als vor der Umsetzung der getroffenen Massnahmen.

Um die erzielten Resultate zur erreichen wurden folgende Massnahmen umgesetzt:

➡️ Einbau von mehreren Siemens Diagnose Repeater an neuralgischen Punkten im Netzwerk

➡️ Umstrukturierung des PROFIBUS-Netzwerks in kleinere und optimierte Segmente

➡️ Suchen und beheben von Leckströmen mit Hilfe des Leckstrommessgeräts EMCheck LSMZ 1

Die Untersuchung der Leckströme ergab an verschiedenen Stellen im Netzwerk hohe Werte an Leckströmen. Mit dem Messgerät konnten die Ursachen, wie zum Beispiel nicht fachgerecht angeschlossene Kabel, identifiziert und behoben werden. Ersatz von betroffenen Kabeln und die Überprüfung und Korrektur der Erdung ergaben eine Verbesserung der Leckströme im ganzen System.

(Bild: Remo Mahler, Kundert Automation AG)

➡️ Teilweise lange Kabel in der Anlage unseres Kunden wurden im Zuge der Arbeiten durch Lichtwellenleiter ersetzt.

Fazit

Die Anlage unseres Kunden ist wieder im Betrieb und die Anlage läuft störungsfrei. Die Signalqualität und Zuverlässigkeit des PROFIBUS-Netzwerks konnte erheblich gesteigert werden. Speziell für ältere Anlagen lohnt sich eine Überprüfung der bestehenden Netzwerkinstallationen um die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen und Störfälle zu vermeiden. Die Anpassungen an der PROFIBUS-Netzwerkstruktur bringt dem Kunden neben der besseren Signalqualität folgende Mehrwerte:

• Zusätzliche Segmente durch den Einsatz der Siemens Diagnose Repeater. Im Störfall können einzelne Segmente abgetrennt werden, ohne die anderen Segmente zu beeinflussen.
• Zusätzlicher aktiver Part nebst dem Master (SPS)

Kundert Automation AG freut sich, dass ein weiterer Kunde durch das KnowHow und die Kompetenzen unserer Mitarbeiter den Betrieb seiner Anlage mit einem guten Gefühl und erhöhter Sicherheit weiterführen kann.

Tobias Sgier, Kundert Automation AG