Semana passada substituimos 4 arquiteturas Simatic S5 por hardware VIPA Speed7, System 300V e System 100V. Dentre as intervenções, 2 foram numa enchedora Krones que era controlada por dois CLPs independentes (Simatic S5 945 na enchedora, Simatic S5 095U na enxaguadora). Tal arquitetura original justifica-se pelo fato de que as máquinas (enchedora e enxaguadora) foram adquiridas individualmente e depois integradas.

O escopo do trabalho incluiu então a integração da Enchedora e da Enxaguadora em uma única CPU. Ou seja, o rack de 115U onde estava instalada a 945 foi eliminado, uma CPU Speed7 313C-2DP passou a controlar a máquina e convertemos o rack de 095 da enxaguadora numa remota do System 300V da VIPA.

Ocorre que concluída toda a instalação elétrica, quando partimos para testar a máquina, verificamos que havia uma falha. Através de funções de diagnóstico, verificamos que o problema estava justamente na nova remota.

Para nossa surpresa, haviamos deixado o cabo conversor 232/DP no escritório, de outra forma, seria fácil verificar se o problema estava na infra-estrutura de rede ou na remota. Mas, como a máquina precisava rodar, partimos para o diagnóstico de outra maneira.

Isolando o problema

Infra-estrutura de rede ou módulo de comunicação?

  1. Carregamos no Speed7 313-2DP um aplicativo sem a nova remota e fechamos o resistor de terminação de barramento na última remota da configuração original. Ou seja, desligamos a nova remota lógica e fisicamente. Então a falha saiu como já era de se esperar.
  2. Substituimos o módulo de comunicação da última remota(imediatamente anterior à nova) pelo módulo da nova. Ao partirmos novamente o Speed7, verificamos que a rede continuava estável. Então concluímos que o módulo de comunicação estava em perfeito estado de funcionamento.
  3. Instalamos o Speed7 313-2DP no rack onde estava a nova remota e utilizamos seu ponto de conexão para interligá-lo à rede. Resultado: a máquina funcionou.

Conclusão: a infra-estrutura de rede estava íntegra, assim como o módulo de comunicação.

Módulos de i/o ou conectores de barramento?

Ora, se a rede estava íntegra e os módulos de comunicação também, o problema só podia estar no rack dos componentes da nova remota. Então adotamos a velha técnica de configuração módulo-a-módulo.

  1. Conectamos à CPU Speed7 um único módulo de i/o através do bus traseiro. Resultado: OK.
  2. Prosseguimos conectando os demais módulos, um a um, e testando o rack.
  3. Quando conectamos o último módulo, verificamos que ele não estava sendo lido pela CPU. Precisavamos então saber se o problema estava no módulo, ou no barramento.
  4. Trocamos o módulo de posição e verificamos que ele estava em perfeito funcionamento, mas o outro instalado em sua posição original não mais estava sendo lido.

Resolução e considerações.

Substituimos o barramento e colocamos a máquina em marcha.

A técnica que utilizamos é muito usada para diagnóstico de falhas de hardware. É simples e eficaz. Basta ir criando projetos novos, sem programa, configurando apenas o hardware. Através de funções de monitoramento e force, deve-se tentar ler e/ou escrever em cada módulo para verificar se estão se comunicando com a CPU.

Em outros momentos, chegamos a conclusões como:

  • O barramento da cpu estava com defeito.
  • Um módulo de i/o só funcionava na última posição do rack. Qualquer módulo colocado depois dele não era lido.
  • Um conector de barramento tinha um defeito tal, que só permitia o tráfego dos dados dos módulos de i/o digital, a partir daquele ponto, nenhum módulo analógico era lido
  • Um rack de expansão estava com defeito

Realço o fato que esses problemas aconteceram com arquiteturas de diversos fabricantes diferentes, mas a forma de diagnosticar foi a mesma. Detalhe: o trabalho de diagnóstico exige calma e tranquilidade. Aprendi com meu amigo Alberto Lopes, engenheiro de manutenção, a parar pra tomar um café, ou uma água, quando estou no “pico” da pressão. E isso faz toda a diferença.

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Algum tempo atrás realizamos um retrofitting onde foi substituído um sistema de automação descontinuado por um novo do mesma fabricante.

Ocorre que percebemos que o módulo de entrada analógica do novo sistema era sensível a ruídos causados por um driver que ficava próximo ao encaminhamento dos cabos, quando o outro, apesar de mais antigo, não era. Quando ligavamos o driver o sinal flutuava tanto que não estabilizava nem por alguns segundos.

Resolvemos o problema instalando conversores CTA-03 da Contemp. Esse componente recebe o sinal de termopar e converte para 4-20mA. O filtro na entrada dele se encarregou de suprimir o ruido.

O fato é que não esperavamos ter problemas ao substituir um equipamento antigo por um novo do mesmo fabricante. Verificamos as instalações, isolamos os cabos, aterramos o encaminhamento, substituímos a fonte e até a alimentamos com um nobreak isolado da rede elétrica. Nada resolveu. Os sinais continuaram flutuando.

Para por a máquina em marcha dentro do tempo previsto, acabamos tendo que “desmanchar” boa parte do trabalho e fazer uma instalação provisória para os módulos CTA-03. Em síntese, custo adicional e não previsto de mão-de-obra e material.

Esse post é resposta a um questionamento que me foi feito via e-mail, relacionado ao meu post anterior. Para previnir esse tipo de inconveniente, adotamos desde então o procedimento de testar os módulos antes de fechar a especificação de hardware. Ou seja,  instalar o módulo em configuração resumida (CPU + 1 Mod. AI) por alguns minutos/horas e monitorar a resposta para ver se o módulo é robusto o suficiente para a aplicação.

Existem duas alternativas básicas para ler sinal de temperatura: através de módulos de entrada de temperatura (Termopar, PT100 etc) ou de módulos de entrada 0-10V ou 4-20mA e utilizar conversores. No primeiro caso, o módulo de entrada de temperatura é normalmente mais caro, mas dispensa o conversor. No segundo caso, o módulo 4-20 ou 0-10 é mais barato, mas requer o conversor. O valor final depende da aplicação (distância dos transdutores, nível de ruído, possível demanda por outros sinais analógicos etc).

Quem quiser conversar sobre alguma aplicação específica pode me contatar através do e-mail engenharia@mekatronik.com.br.

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Ao contrário do que acontecia no passado, hoje é difícil encontrar um equipamento que não funcione. Como a maioria atende aos requisitos mínimos para controlarem máquinas e/ou processos, a escolha deve se basear nas respostas às seguintes perguntas:

  1. O equipamento é robusto? O que dizem outros que o utilizam a respeito?
  2. O suporte é bom? Você confia nos integradores?
  3. Se o hardware apresentar um problema, qual o tamanho da “dor de cabeça” ?
  4. Caso o fabricante descontinue a linha, há alternativas de substituição?
  5. Se você precisar integrar com outros componentes, a solução disporá de conectividade?
  6. Quanto custa?

Dentro desses parâmetros, eu destaco dentre todos os fabricantes a VIPA e a Rockwell. A VIPA é uma indústria alemã especialista em compatibilidade com Siemens e a Rockwell é uma fabricante que dispõe de uma linha completa de hardwre para automação industrial. De um lado, os recursos e o detalhismo alemão. Do outro, a praticidade americana.

Enquadrando a VIPA nos fatores de análise, temos:

  1. O equipamento é robusto e quem usa aprova.
  2. A Orkan, a Mekatronik e outros parceiros dispõem de pessoal 24h em ação.
  3. O tempo de restart é o mesmo que o dos sistemas Simatic S7-300/400.
  4. As linhas SPEED7 e System 300V podem ser substituidas por CPUs e módulos doS7-300 (no máximo, será necessário fazer configuração de hardware). As demais linhas são funcionalmente compatíveis (programáveis em Step7).
  5. A VIPA dispõe de interfaces Profibus, Ethernet, Devicenet, Modbus, Interbus, Sercos, AS-I e outras.
  6. Os preços da VIPA são normalmente muito interessantes.

Eu considero que que a análise acima deixa claro que as duas marcas (VIPA e Rockwell) são especificações vencedoras. Por isso, sua diferenciação requer outras observações.

Recentemente começamos a trabalhar com a Rockwell. Estamos falando possivelmente da maior fabricante de sistemas de automação industrial do mundo. Observe-se que ela atende a todos os requisitos acima listados de forma semelhante à VIPA, e tem uma espetacular e completa linha de sistemas de automação.

Para decidir com segurança, recomendo refinar a análise respondendo às seguintes perguntas:

  • Na região, os integradores são bons? Atendem sempre que são solicitados?
  • A equipe de manutenção é capacitada a trabalhar com qual tecnologia?
  • Que padrão de comunicação vai-se adotar? Profibus? Devicenet? ??
  • Qual a diferença de preço?

A Mekatronik trabalha sempre com os melhores sistemas em novos projetos. Os atendimentos a máquina parada, naturalmente, incluem uma ou duas outras marcas. A prioridade é atender ao cliente e fornecer a melhor solução, especificando o sistema mais adequado!

Estamos à disposição através do e-mail engenharia@mekatronik.com.br, ou do telefone 81-3272-4212. Conte conosco!

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