Diagnóstico Encontrar y eliminar rápidamente fallos. Descripción abreviada Abril 2002

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1 Diagnóstico Encontrar y eliminar rápidamente fallos Descripción abreviada Abril 2002

2 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. 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... Características de los diagnósticos del sistema y del proceso 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 2

3 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 3

4 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. 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 Representación del búfer de diagnóstico en STEP 7 4

5 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. 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. Diagnóstico del sistema con SIMATIC Configuración de "Notificar fallo del sistema" en STEP 7 5

6 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. 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. Visualización de mensajes de diagnóstico del proceso con SIMATIC ProAgent 6

7 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 7

8 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 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. 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 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. Funcionamiento 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. 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. Conexión remota Desde la versión 5.1 es también posible la conexión remota con TeleService. 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. Todos los nombres marcados con en esta descripción abreviada son marcas registradas de Siemens AG. Siemens Aktiengesellschaft División Automation and Drives (A&D) Área Industrial Automation Systems Postfach 4848, D Nuremberg República Federal de Alemania Siemens AG 2002 Sujeto a cambios sin previo aviso. PDF (6ZB5310-0JS04-0BA1) Producido en la República Federal de Alemania PDF 0502