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Diagnóstico - Encontrar y eliminar rápidamente fallos

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Diagnóstico - Encontrar y eliminar rápidamente fallos
Descripción abreviada· Abril 2002
Diagnóstico
Encontrar y eliminar rápidamente fallos
Diagnóstico posible en todas las fases de una instalación
La competencia internacional obliga a la
industria a incrementar la productividad
de sus máquinas, instalaciones y
plantas. Un aspecto esencial para ello es
incrementar el grado de automatización. Para eso es necesario atender a
que al aumentar el grado de automatización la complexidad no tenga efectos
negativos sobre la disponibilidad. Por
otro lado, ni el hardware y software de
la mayor calidad pueden evitar completamente errores y fallos. Para que éstos
no provoquen tiempos de parada
prolongados, los fabricantes de
productos de automatización se
enfrentan al desafío de garantizar la
máxima transparencia y claridad incluso
con las soluciones de automatización
más complexas. En este contexto son
cada vez más importantes las posibilidades de diagnóstico en caso de error o
fallo. De su efectividad depende la
rapidez en su localización y eliminación.
Ellos determinan de forma esencial la
disponibilidad y, con ello, la productividad y costes de ciclo de vida de una
instalación.
En su calidad de parte integrante de la
Totally Integrated Automation
SIMATIC® ofrece funcionalidad de diagnóstico integrada, una propriedad esencial en un sistema. Para mayor facilidad
se dispone también de cómodas herramientas opcionales. Estas abarcan del
diagnóstico de fallos de proceso hasta al
teleservice.
Las herramientas de diagnóstico del
Software Industrial SIMATIC prestan
asistencia en todas las fases de un
proyecto. Consecuencia: de ellas se
benefician tanto los creadores de soluciones de automatización como los
usuarios de las mismas. Además, el
Software Industrial SIMATIC no sólo
incrementa la productividad de
máquinas e instalaciones sino también
la de las personas que trabajan con
ellas. Ingenieros, personal operador,
técnicos de mantenimiento y servicio se
benefician de la misma forma.
La vida de una instalación productiva
conoce tres fases diferenciadas:
· montaje
· puesta en servicio
· operación
Durante todas las fases se requieren
funciones de diagnóstico para detectar
y eliminar errores y fallos.
2
Montaje
Une vez terminado el montaje es necesario supervisar el sistema de control
para detectar posibles errores de instalación y averías del hardware.
Puesta en servicio
Durante dicha fase se comprueba el
programa de aplicación del sistema de
control para detectar errores formales y
lógicos.
Operación
Durante la operación y explotación es
necesario diagnosticar, y visualizar de
forma detallada junto a averías/ perturbaciones de los componentes de control
también fallos y errores de la instalación
(éstos se denominan fallos de proceso).
Tipos de diagnóstico
La información de diagnóstico de una
instalación productiva puesta a disposición por el sistema de control puede
dividirse en principio en dos tipos
fundamentales:
Diagnóstico del sistema
Este tipo de diagnóstico detecta errores
y fallos en el sistema de automatización de la instalación, como p. ej.
· errores de programación (división por
0, ...)
· errores en memoria
Fallos dentro del
sistema de automatización, p. ej.
· error de programación
· error de memoria
· avería de módulos
· defectos en canal ...
· avería de módulos
· defectos en canales (p. ej. cortocircuito, rotura de hilo)
Estas funciones forman parte integral
del hardware y firmware del equipo de
control. Pueden consultarse utilizando
las herramientas de programación
STEP® 7 aplicadas.
Diagnóstico del proceso
El diagnóstico del proceso detecta los
acontecimientos producidos fuera del
sistema de control, p. ej.:
· enclavamiento no complido
· error de tiempo de posicionamiento
de actuadores
· respuesta de protección de motor
· error en final de carrera (p. ej. actuación de 2 finales de carrera incompatibles)
El diagnóstico de proceso es específico
de la instalación, por lo que no puede
integrarse el hardware o firmware de
los PLC. Lo programa el fabricante de la
instalación productiva y lo integra en el
programa de usuario. En dicha fase el
programador es asistido por los
paquetes opcionales de STEP 7.
Fallos dentro del
proceso de la instalación, p. ej.
· enclavamiento no
complido
· error de tiempo de
posicionamiento de
actuadores
· disparo de protección de motores
· error en final de
carrera
Características de los diagnósticos del sistema y del proceso
Diagnóstico en la fase de montaje
Una vez terminado el montaje y
cableado el sistema de control se
comprueba la configuración del hardware. Para ello es necesario comparar la
configuración real con la configuración
teórica definida. Eventuales desviaciones señalizan errores de configuración, de montaje o también averías en
el hardware. Funciones especiales del
diagnóstico del sistema permiten en
este caso identificar rápidamente el
fallo o error.
SIMATIC pone a disposición estas
funciones dentro del marco de la herramienta de configuración "HW-Config"
de STEP 7.
HW-Config dispone de las funciones
siguientes:
Diagnóstico general
La topología del sistema de control se
muestra gráficamente en una ventana.
La visualización del estado de los
módulos en dicha ventana ofrece una
rápida información sin tener que
cambiar a otras herramientas.
Diagnóstico general con diagnóstico de detalle superpuesto
Diagnóstico de detalle
Si se precisan más datos, desde esta
parte general es posible abrir una
ventana de detalle con informaciones
extensas sobre el fallo o error en texto
explícito y asociadas a los diferentes
módulos.
Estado/forzado
En la vista de topología de HW-Config es
posible ver directamente el estado de
entradas/salidas, y forzarlo.
Estas funciones ya permiten comprobar
el funcionamiento de los actuadores y
sensores conectados sin necesidad de
que corra el programa del PLC. Esto
constituye un requisito importante para
poner en servicio el programa del PLC.
Se si aplica periferia decentralizada (E/S
remotas) pueden aparecer también
errores y fallos en el bus instalado (p. ej.
PROFIBUS®). Para este caso se dispone
de auxiliares especiales que permiten
un diagnóstico puntual, p. ej. fallos en
los cables.
Para más informaciones al respecto,
consultar la descripción abreviada (en
inglés) “System diagnostics with
PROFIBUS-DP and SIMATIC”, ref.
6ZB5310-0JR02-0BA1.
Observación/forzado directo de entradas/salidas desde HW-Config
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Diagnóstico en la puesta en servicio
Una vez eliminados los fallos en el hardware es posible poner en servicio el
programa del PLC. En este caso pueden
presentarse por principio dos tipos de
error:
· Errores lógicos;
el PLC hace que la instalación ejecute
acciones que no se corresponden con
las funciones deseadas, p. ej.
conectar accionamientos en
momentos erróneos
· Errores normales;
el programa ejecuta acciones que el
PLC no permite, p. ej. división por
cero o acceso ilegal a áreas de
memoria
Errores lógicos
Para detectar errores lógicos, el técnico
encargado de la puesta en servicio debe
controlar en caso de problemas los
estados de las señales y variables
después de cada paso de programa.
Durante dicha operación STEP 7 le asiste
con las funciones siguientes:
· Estado del programa:
· muestra el estado de señal en el
instante de la ejecución del programa
· Estado de variable:
· muestra el estado de señales o variables al final del ciclo de ejecución
Estado de programa en KOP, estado de variables
Errores formales
Los primeros errores son detectados por
el compilador cuando realiza la compilación del programa.
Los errores que aparecen sólo al
ejecutar el programa los diagnostica el
sistema operativo de la CPU.
Representación del búfer de diagnóstico en STEP 7
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Funciones de prueba sofisticadas de la
CPU SIMATIC S7 permiten detectar
durante la ejecución del programa p. ej.
los errores siguientes:
· Acceso a áreas de memoria (p. ej.
direcciones fuera de un bloque de
datos)
· Dirección de E/S inexistente
· Bloque llamado no cargado
· Superado el tiempo de ejecución
permitido del programa
Todos los errores se registran en un
búfer de diagnóstico en la CPU. En caso
de errores críticos se pasa a STOP la CPU
y se desactivan todos los señales de
salida.
El menú "Estado de módulos" del Administrador SIMATIC permite visualizar el
búfer de diagnóstico con las correspondientes causas posibles de los errores.
También se dispone de otras valiosas
funciones, p. ej.
· Contenido de las pilas de la CPU
· Tiempo de ciclo actual, mínimo y
máximo
· Mapa de la memoria
· Ajustes del sistema de reloj
Diagnóstico durante la operación
Durante la operación de la instalación se
vigilan y monitorean todos los componentes del sistema de control y de las
unidades del equipo de producción.
Para ello todas las averías deberán
visualizarse en sistemas HMI®, p. ej.
Operator Panels..
Diagnóstico del sistema
STEP 7 (versión V5.1 o superior) ayuda
en el diagnóstico de fallos del sistema
con la función "Notificar fallos del
sistema". En este caso se captan todos
los componentes conectados al PLC a
través de PROFIBUS.
La evolución, contenido y estructura del
mensaje de fallo se definen de forma
personalizada en una pantalla al efecto,
sin necesidad de labores de programación. Los textos de los mensajes de fallo
pueden tomarse de HW-Config o, en
estaciones PROFIBUS, del archivo GSD.
Seguidamente, STEP 7 genera automaticamente los bloques necesarios así
como sus instrucciones de llamada en el
programa de usuario.
Diagnóstico del sistema con SIMATIC
Visualización automática de mensajes
Asociado a p. ej. el software de visualización SIMATIC WinCC®, ProTool® y
ProTool/Pro® es posible presentar automáticamente el mensaje de fallo en el
sistema HMI de la instalación. El
mensaje de fallo generado en STEP 7 y
llamado en el programa de usuario se
envía automáticamente al equipo HMI.
Como tanto STEP 7 como los sistemas
HMI utilizan una base de datos común,
los diferentes avisos textuales de fallo
se representan tanto en STEP 7 como en
el equipo HMI.
Configuración de "Notificar fallo del sistema" en STEP 7
5
Diagnóstico durante la operación
Diagnóstico del proceso
Durante la operación la instalación
productiva es supervisada por los
empleados en la misma. La funcionalidad de diagnóstico del proceso aporta
asistencia con las funciones básicas
siguientes:
Funciones PLC:
Vigilancia y alarma
· Detección de fallos:
para ello se comparan en el programa
de usuario los valores de consigna y
reales de las señales del proceso, p. ej.
supervisando un tiempo (el permitido
para que se posiciona una válvula) o
verificando la coherencia (ambas
señales de final de carrera de una
válvula no pueden estar simultáneamente a "1")
· Mensaje de fallo con fecha y hora:
el código de error asociado al fallo se
transmite al sistema HMI con sus
valores acompañantes (p. ej. número
de paso actual)
· Adquisición del primer valor de
señales relevantes:
se captan y memorizan los estados de
señal de los operandos implicados
presentes al instante del fallo
Diagnóstico del proceso con herramientas de ingeniería y SIMATIC ProAgent
Funciones HMI:
determinar señales causantes
· Se visualizan las señales con primeros
valores en lista de operandos y
segmento KOP/AWL
· Análisis de critérios para determinar
las señales causantes del fallo
El diagnóstico del proceso se divide en
tres áreas: detección de fallos, visualización de fallos y eliminación de fallos.
Visualización de mensajes de diagnóstico del proceso con SIMATIC ProAgent
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Detección de fallos
La detección de fallos corre a cargo del
programa de usuario de la CPU SIMATIC
S7 y comprende todas las funciones PLC
arriba mencionadas.
La transmisión de señales se configura
en KOP/FUP/AWL usando la herramienta
de ingeniería SIMATIC S7-PDIAG.
Además, también las funciones de ingeniería S7-GRAPH y S7-HiGraph disponen
de funciones de diagnóstico del
proceso.
Diagnóstico durante la operación
Visualización de fallos
Los fallos se visualizan en el equipo HMI
donde está instalado SIMATIC ProTool o
WinCC. Para el diagnóstico del proceso
se dispone además de SIMATIC ProAgent®. Todos los textos, símbolos y
direcciones necesarios para visualizar
los fallos se toman, durante una operación de generación automática, de la
base de datos común del programa del
PLC. No se requieren labores de configuración específicas para ello.
La visualización se realiza en dos etapas:
· Visualización en la ventana de
alarmas:
el mensaje se visualiza en texto explícito con su fecha y hora
· Visualización en la ventana de detalle:
en dicha ventana se incluye información adicional como p. ej. las señales
implicadas inclusive su lógica combinacional en KOP o AWL
Un análisis de criterios permite determinar y visualizar automaticamente las
señales que han activado un fallo.
Determinación de las señales perturbadas vía análisis de criterios
Eliminación de fallos
Para eliminar un fallo muchas veces es
necesario mover accionamientos de la
instalación en modo manual. También
en este caso se recibe asistencia por
parte del sistema HMI. SIMATIC ProAgent ofrece un imagen de movimientos
estandarizada.
Este imagen incluye:
· Visualización de estado de las posiciones finales
· Visualización de las posibilidades de
mando
· Marcado de los movimientos con fallo
Las acciones requeridas se activan a
través del equipo HMI.
Según los requisitos del cliente, la
comutación entre los modos manual y
automático puede realizarse también a
través del equipo HMI.
Imagen de movimientos de SIMATIC ProAgent
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TeleService
Telemantenimiento y conexión remota para SIMATIC
El diagnóstico y eliminación de anomalías exige personal cada vez más cualificado, lo que impide su disponibilidad
local en todos los lugares. Para este caso
es ideal un sistema de telemantenimiento que permita acceder directamente a instalaciones y máquinas distribuidas por todo el mundo. De esta
forma los especialistas están en condiciones de delimitar fuentes de error,
lanzar la eliminación de averías y
realizar prestaciones de servicio técnico
de forma remota.
SIMATIC TeleService es el sistema de
telemantenimiento para SIMATIC
S7-300®/-400® y C7.
Campo de aplicación
Conexión remota entre sistemas de
automatización y PG/PC
SIMATIC TeleService permite establecer,
de forma controlada por programa, un
enlace entre un PG/PC y un sistema de
automatización. Esto permite, p. ej.
enviar automáticamente mensajes de
error y consultar datos de proceso utilizando un sistema de manejo y visualización. También es posible coordinar el
intercambio de datos de proceso entre
varios sistemas de automatización.
Estructura
La conexión con los sistemas de automatización se realiza a través de redes
de comunicación existentes:
· Red telefónica analógica/RDSI
· Red celular
Siemens Aktiengesellschaft
División Automation and Drives (A&D)
Área Industrial Automation Systems
Postfach 4848, D-90327 Nuremberg
República Federal de Alemania
Mantenimiento central de un sistema de automatización con SIMATIC TeleService
Para ello pueden aplicarse unidades de
comunicación corrientes (p. ej.
módems). La conexión del sistema de
automatización al módem situado en la
instalación se realiza a través del
componente denominado TS-Adapter.
No se requiere una unidad de programación en la instalación.
Por el lado de la instalación, el establecimiento del enlace se inicia a través de
bloques de función; por el lado PG/PC,
PRODAVE MPI es el encargado de
gestionar la comunicación. Con ello, un
sistema de manejo y visualización
puede aprovechar todas las funciones
de PRODAVE MPI.
Funcionamiento
Conexión remota
Desde la versión 5.1 es también posible
la conexión remota con TeleService.
Telemantenimiento
Para esta función pueden utilizarse
todas las herramientas de programación de la gama S7, p. ej. STEP 7,
S7-GRAPH etc. La vista online no se
distingue en este caso de la resultante
de una conexión local.
Esto es también aplicable a SIMATIC
ProTool/Pro y WinCC. La función Routing
permite acceder de forma online a estaciones PROFIBUS-DP e Industrial
Ethernet® locales.
www.siemens.com/automation
PDF (6ZB5310-0JS04-0BA1)
Producido en la República Federal de Alemania
201538 PDF 0502
Protección de acceso
Medidas preventivas garantizan la
protección contra acceso indebido a la
instalación:
· Protección de acceso a varios niveles
· Número de llamada de vuelta;
· tras un establecimiento de contacto,
la instalación devuelve la llamada a la
Central de servicio técnico. Esto
asegura que sólo se conecte con la
instalación el personal de servicio
técnicoautorizado y que los costes
telefónicos se facturen al cliente.
© Siemens AG 2002
Sujeto a cambios sin previo aviso.
Todos los nombres marcados con ® en
esta descripción abreviada son marcas
registradas de Siemens AG.
Telemantenimiento
Con SIMATIC TeleService es posible
mantener a distancia desde una Central
tanto PLCs aislados como varios PLCs
interconectados a través de MPI o
PROFIBUS.
Fly UP