IFD: Intensive Fieldbus Diagnostic

Das Rück­grat der Kom­mu­ni­ka­ti­on ist zu wich­tig für Ihre Maschi­ne, als dass Sie es ver­nach­läs­si­gen dürften.

Störreserve

Im All­ge­mei­nen wer­den digi­ta­le Bus­se als sta­bil und hoch­ver­füg­bar ange­se­hen. Das gilt auch für den CAN-Bus. Er bringt bei gerin­gem elek­tro­ni­schem Auf­wand durch intel­li­gen­te Feh­ler­er­ken­nungs­me­cha­nis­men eine hohe Eigen­si­cher­heit mit. Dies führt in klei­nen und sehr ein­fa­chen Topo­lo­gien zu aus­rei­chen­der Sta­bi­li­tät und nur außer­ge­wöhn­li­che Ereig­nis­se – wie das mecha­ni­sche Beschä­di­gen einer Lei­tung – füh­ren zum Aus­fall der Kom­mu­ni­ka­ti­on. Die­se Feh­ler sind in der Regel noch rela­tiv ein­fach zu finden.

Die Stör­re­ser­ve eines digi­ta­len Bus­ses ist eine wich­ti­ge Grö­ße, des­sen Wert in den meis­ten Anla­gen lei­der voll­kom­men unbe­kannt ist. Die Wich­tig­keit der Stör­re­ser­ve für einen siche­ren Betrieb der Anla­ge nimmt mit der Kom­ple­xi­tät zu, wäh­rend die beein­flus­sen­den Fak­to­ren eben­falls zuneh­men. Das kann leicht dazu füh­ren, dass Anla­gen mit dem Zuwachs an Kom­ple­xi­tät eine der­art gerin­ge Stör­re­ser­ve haben, dass ein siche­rer Betrieb nicht mehr gege­ben ist. Dann rei­chen ver­meint­li­che Klei­nig­kei­ten aus, um einen Aus­fall der Kom­mu­ni­ka­ti­on zu verursachen.

Zuneh­mend kom­ple­xe­re und auto­no­me Maschi­nen erfor­dern mehr Steu­er­mo­du­le, Sen­so­ren und Akto­ren, die über den CAN-Bus kom­mu­ni­zie­ren.. Schon allein durch die erhöh­te Kom­ple­xi­tät wird eine Kon­trol­le der tat­säch­li­chen phy­si­ka­li­schen Bus­pa­ra­me­ter zu einem wich­ti­gen Punkt in der Ent­wick­lung des Sys­tems, aber auch fort­lau­fend wäh­rend des Einsatzes.

Alterung

Die Alte­rung ist eine oft ver­dräng­te Tat­sa­che in Bus­sys­te­men. Je gerin­ger die anfäng­li­che Stör­re­ser­ve ist, des­to eher führt allein die Alte­rung zu Aus­fäl­len. Dass Schlepp­ket­ten und Schleif­kon­tak­te nur eine begrenz­te Lebens­dau­er haben, ist durch Lang­zeit­er­fah­rung all­ge­mein bekannt. Aber auch Kabel, Steck­ver­bin­der und die elek­tro­ni­schen Bau­tei­le in Sen­so­ren und Akto­ren unter­lie­gen einer Alte­rung. Je nach Belas­tung mit elek­tri­schen Impul­sen oder durch Umwelt­ein­flüs­se kommt es zur Ver­schlech­te­rung der digi­ta­len Signa­le, die irgend­wann zu einem Aus­fall der Kom­mu­ni­ka­ti­on führt. Eine Kon­trol­le in regel­mä­ßi­gen Inter­val­len im Zuge einer statt­fin­den­den War­tung kann die­se Alte­rung sicht­bar machen.

In eini­gen Fäl­len ist eine stän­di­ge Über­wa­chung der phy­si­ka­li­schen Signa­le sinn­voll. Das ermög­licht eine auto­ma­ti­sier­te Mel­dung an eine Leit­stel­le bei Unter­schrei­tung einer fest­ge­leg­ten Signal­qua­li­tät oder auf­tre­ten­den Tele­gramm­wie­der­ho­lun­gen. Bei einer anschlie­ßen­den War­tung kann dann eine geziel­te Feh­ler­su­che und Repa­ra­tur statt­fin­den, das Risi­ko eines Aus­falls der Kom­mu­ni­ka­ti­on zu unge­plan­ten Zei­ten minimiert.

Der CAN-Bus als Teil der Wartungsstrategie

Vie­le Para­me­ter in einer Maschi­ne wer­den dau­er­über­wacht, eine gro­ße Anzahl an Sen­so­ren ermit­telt lau­fend Daten, die zusam­men­ge­fasst und aus­ge­wer­tet wer­den. Aber der CAN-Bus als Rück­grat der Kom­mu­ni­ka­ti­on ist meist nicht Bestand­teil einer War­tungs­stra­te­gie. Auf Aus­fäl­le des Bus­ses ist man even­tu­ell nicht vor­be­rei­tet, geschul­te Tech­ni­ker, Mess­ge­rä­te und ver­gleich­ba­re Mess­wer­te sowie eine effi­zi­ent nutz­ba­re Doku­men­ta­ti­on der Sys­te­me sind mög­li­cher­wei­se nicht gege­ben. In die­sem Fall wird häu­fig per Zufalls­prin­zip getauscht in der Erwar­tung, den Feh­ler mit Radi­kal­maß­nah­men zu beheben.

Mit dem Kauf eines Messgerätes allein ist es allerdings nicht getan.

Ange­nom­men Sie haben ein Mess­ge­rät und kom­men an eine aus­ge­fal­le­ne Anla­ge. Dann wird es ohne Ver­gleich mit Refe­renz­wer­ten schwer, Mess­wer­te rich­tig ein­zu­ord­nen. Es ist sehr wich­tig, für das indi­vi­du­el­le Sys­tem Ver­gleichs-Wer­te vom Beginn des Maschi­nen-Lebens­zy­klus zu haben, mit denen Sie den Ist­wert ver­glei­chen können.

Der CAN-Bus muss Teil Ihrer Wartungsstrategie sein.

Der Raum für Ver­mu­tun­gen zum Zustand des CAN-Bus­ses wird dadurch klei­ner. Die Aus­fall­si­cher­heit steigt erheb­lich und im Feh­ler­fall ist eine schnel­le­re Wie­der­her­stel­lung möglich.

1. In der Entwicklung

Wäh­rend der Ent­wick­lung CAN-basier­ter Maschi­nen soll­ten die phy­si­ka­li­schen Para­me­ter des Bus­ses immer wie­der bestimmt wer­den. So las­sen sich mit geziel­ten Ver­bes­se­run­gen, bei­spiel­wei­se durch geän­der­te Topo­lo­gie, oder durch klu­ge Wahl der Baud­ra­te die Stör­re­ser­ve und die Aus­fall­si­cher­heit erhö­hen. Durch ver­glei­chen­de Mes­sun­gen kann man her­aus­fin­den, ob bestimm­te Ein­spa­run­gen zu signi­fi­kan­ter oder mar­gi­na­ler Ver­rin­ge­rung der Signal­qua­li­tät füh­ren. In spä­te­ren Pha­sen der Ent­wick­lung kann der Ein­fluss des Gesamt­sys­tems auf den Bus sowie die Emp­find­lich­keit gegen äuße­re Ein­flüs­se unter­sucht werden.

2. In der Fertigung und im Qualitätsmanagement

Am Ende einer Fer­ti­gung einer Maschi­ne steht die Qua­li­täts­prü­fung. Wenn die Mes­sung der Bus­qua­li­tät ein Bestand­teil des­sen ist, las­sen sich Schwan­kun­gen fest­stel­len und Aus­gangs­mess­wer­te dokumentieren.

3. Im Service vor Ort

Der Ser­vice kann sich auf Erfah­run­gen und Mes­sun­gen aus Ent­wick­lung und Qua­li­täts­kon­trol­le bezie­hen, hat eine Grund­la­ge für Ver­glei­che und ist in der Lage fest­zu­stel­len, ob der Bus eine Ursa­che für Aus­fäl­le ist oder nicht. Mit einem adäqua­ten Mess­ge­rät und den für das indi­vi­du­el­le Sys­tem ent­spre­chen­den Vor­ein­stel­lun­gen lässt sich die Feh­ler­su­che ver­ein­fa­chen und systematisieren.

Bewertung

Eine Bewer­tung der Mess­wer­te pau­schal vor­zu­neh­men ist nicht sinn­voll. Man kann nicht pau­schal sagen, ob ein gemes­se­ner Qua­li­täts­wert von 75 % gut oder schlecht ist. Zu vie­le Fak­to­ren haben Ein­fluss auf die tat­säch­li­chen Mess­wer­te. Des­we­gen müs­sen sinn­vol­le Grenz­wer­te anhand von im Vor­feld gesam­mel­ten Daten fest­ge­legt wer­den. Im Ser­vice­fall kön­nen die Gerä­te anhand der ein­ge­tra­ge­nen Gren­zen eine Bewer­tung der Mes­sun­gen vor­neh­men und nach dem Ampel­prin­zip anzeigen.