W artykule zapoznajemy się z opcjami monitorowania i wykrywania usterek w sieciach przemysłowych. Dowiadujemy się, w jaki sposób analizatory sieci przemysłowych z możliwością tworzenia wykresów mogą dostarczać przydatnych informacji. Pokazujemy, w jaki sposób zawsze włączone narzędzia do monitorowania sieci przemysłowej mogą wykrywać przerywane problemy.
Programowalne sterowniki logiczne (PLC) obsługują miliony procesów i maszyn w fabrykach. Sterowniki PLC mają dużą moc obliczeniową i obsługują różne wejścia i wyjścia. Zazwyczaj obsługują protokoły takie jak Profinet, Profibus i, w mniejszym stopniu, CANbus.
W zależności od fabryki, personel zakładu z czasem stworzył taktykę, aby uruchomić linie produkcyjne tak szybko, jak to możliwe, gdy wystąpi nieoczekiwana przerwa. Jednak taktyki te zazwyczaj mają trudności z precyzyjnym określeniem problemów, dokładną analizą i skróceniem czasu przestojów.
Jeśli chodzi o protokoły automatyzacji, większość z nich ma wbudowaną diagnostykę. Jeśli więc coś pójdzie nie tak z maszyną, sterownik PLC otrzyma komunikat. To dobrze, jeśli problem dotyczy pojedynczego komponentu. Generalnie jednak przestoje w produkcji oznaczają zatrzymanie całego procesu (np. sortowania opakowań). W takich przypadkach albo wbudowana diagnostyka protokołu nie przekazuje odpowiednio informacji o problemie, albo diagnoza jest tylko objawem innego problemu.
Rozwiązaniem diagnostycznym dla wielu protokołów opartych na sieci Ethernet byłoby uruchomienie Wireshark, analizatora protokołów sieciowych typu open source, który przechwytuje i pokazuje dane przesyłane tam iz powrotem w sieci. Korzystając ze śladu Wiresharka, technik zakładu mógłby podłączyć się do protokołu zakładu za pośrednictwem przełącznika, aby przechwycić cały ruch wiadomości, jednocześnie wykonując kopię lustrzaną na, powiedzmy, swoim laptopie, aby zobaczyć, co może być nie tak w sieci. Wireshark wychwytuje jednak ruch SNMP i wszelkiego rodzaju inne pakiety.
Technologie przemysłowe pozwalające szybko ustalić, co jest nie tak
Jeśli technik nie jest dobrze wyszkolony w korzystaniu z Wireshark, istnieją inne technologie diagnostyczne i monitorujące. Technologie te są na stałe umieszczone w przemysłowej sieci fabrycznej Ethernet, aby rejestrować ruch wokół określonego zdarzenia i pobierać dane do przeglądarki internetowej. Stamtąd technik może użyć Wireshark do uruchomienia śledzenia. Takie technologie diagnostyczne i monitorujące pozwalają administratorom sieci, inżynierom i operatorom monitorować złożone systemy i szybko sprawdzać ze zdalnej lokalizacji, kiedy pojawiają się problemy, aby zapobiec nieoczekiwanym, kosztownym przestojom.
Monitorowanie i wykrywanie usterek sieci przemysłowych
Dzięki technologii diagnostycznej zainstalowanej na stałe w celu monitorowania sieci przemysłowych lub zaawansowanemu zestawowi do monitorowania, kierownicy fabryk mogą skupić się na problemach. Technologie te mogą wykrywać usterki i diagnozować problemy na wyższym poziomie. Często zdarza się, że proces zostaje zatrzymany, ponieważ pracownik nieumyślnie poluzował kabel lub naruszył osłonę podczas, na przykład, rutynowej konserwacji. Zaawansowane narzędzia monitorujące mogą wykryć problem z oprogramowaniem układowym, okablowaniem lub błędną konfiguracją w ciągu kilku sekund.
Korzystając z zaawansowanego zestawu monitorującego, który znajduje się na szczycie sieci zakładu, kierownicy ds. konserwacji mogą zidentyfikować problemy z, powiedzmy, stosem Profibus lub w innym miejscu. Kilka zestawów monitorujących dostępnych obecnie na rynku ma wbudowany oscyloskop, dzięki czemu technicy mogą określić, czy napięcia są na odpowiednim poziomie. Niektóre przemysłowe technologie diagnostyczne, które analizują sieci fieldbus, współpracują z określonymi protokołami, takimi jak Profibus.
Przemysłowe analizatory sieci z możliwością tworzenia wykresów
Zestaw monitorujący na stałe połączony z siecią fabryczną oznacza, że technik może otworzyć przeglądarkę internetową i rozwiązać problem awarii. Oceniając narzędzia do zakupu, technicy powinni rozważyć analizatory wyposażone w monitor magistrali i funkcje wykresów, aby szybko wyzerować problemy, takie jak konfiguracje, protokoły lub okablowanie. Jeśli fabryka korzysta z protokołów opartych na sieci Ethernet, takich jak Profinet, EtherNet/IP lub Modbus TCP/IP, zespoły konserwacyjne mogą skorzystać z ręcznych narzędzi diagnostycznych i sparować je z przemysłowym zestawem diagnostycznym, takim jak te wymienione powyżej.
Często awarie, które doprowadzają inżynierów kontroli i kierowników utrzymania ruchu na skraj wytrzymałości, to przerwane procesy, które występują sporadycznie. Usterki te są trudne do wychwycenia, jeśli menedżer nie jest czujny z narzędziem; w przeciwnym razie szanse na wychwycenie tego, co powoduje przerywane usterki, są niewielkie.
Zawsze włączone narzędzia do monitorowania sieci przemysłowej mogą wykrywać przerywane problemy
Dzięki stale włączonym narzędziom i zestawom monitorującym znajdującym się w systemie, kierownik zakładu może zorientować się, co dzieje się nie tak, jak się dzieje (np. gdy złącze, które traci kontakt wyłącza się i włącza między miedzią a kablem przez kilka sekund). Ostatecznie większość połączeń ulegnie awarii. Ale technik lub kierownik ds. konserwacji uzbrojony w zaawansowany zestaw do monitorowania może uchwycić obrazy z zakresu, które szybko zidentyfikują problem, taki jak uszkodzone złącze. Alternatywnie, kierownicy ds. konserwacji mogą rutynowo sprawdzać swoje zestawy monitorujące. Niektórzy z nich mają narzędzia oparte na systemie Microsoft Windows, które zbierają dane na ekranie oznaczonym kolorami (np. czerwone-żółte-zielone alerty). Gdy menedżerowie zauważą problem, mogą kliknąć na niego i przejść do dalszych danych.
W niektórych fabrykach, takich jak zakłady farmaceutyczne, godzina nieplanowanego przestoju spowodowanego awarią linii może spowodować utratę setek tysięcy dolarów leków. Aby zminimalizować przestoje, należy wyjść poza narzędzia diagnostyczne PLC i zamiast tego zdecydować się na zaawansowane zestawy i urządzenia monitorujące. Dzięki tym ostatnim kierownicy zakładów mogą nie tylko rozwiązywać problemy i konserwować swoje linie produkcyjne, ale także regularnie obserwować swoją technologię, a nawet przewidywać, kiedy coś może pójść nie tak.
Rick Rockershousen jest wiceprezesem Grid Connect, dostawcy technologii wbudowanych i sieciowych.