Profibus-väylän mittaus ja toiminnan parantaminen

Abstract

Valio Jyväskylän tehtaan tuotevalmistuksen automaatiojärjestelmän hajauttamiseen on käytetty Profibuskenttäväylää, jonka toiminnassa on alkanut vuosien saatossa ilmenemään erilaisia häiriöitä. Kenttäväylien kunnonvalvontaa ei ole vuosiin kiinnitetty huomiota ja tuotannon vaatimukset laitteiston luotettavuudelle on kasvaneet. Kenttäväylissä ilmenevät viat ovat usein helposti havaittavissa ja korjattavissa, mutta yhä useammin syyt eivät ole helposti nähtävillä ja näin ollen tarkat toimenpiteet ovat vaikea määrittää. Laitteistojen ikääntyminen tuo mukanaan lisääntyviä häiriöitä ja niiden selvittäminen nopeasti näyttelee entistä tärkeämpää roolia, kun tuotantomäärät muuttuvat. Opinnäytetyössä oli tavoitteena kartoittaa toimeksiantajan väylien yleinen kunto ja parantaa yhden väylän toimintaa mittausten perusteella määritellyillä toimenpiteillä. Työssä hyödynnettyyn tietoperustaan on käytetty standardeja sekä eri laitevalmistajien manuaaleja, joiden avulla on selvitetty, kuinka kommunikaatio Profibus-väylässä toimii ja kuinka viat väyläsignaalissa ilmenevät. Työn mittaukset suoritettiin käytössä oleviin järjestelmiin ja vertailussa käytettiin apuna saatavilla olleita aikaisempia mittauksia sekä signaalin vertailukäyriä. Työn vaatimat mittaukset ja korjaustoimenpiteet suoritettiin itsenäisesti. Työn tuloksena saatiin Valion väylistä yleiskuva sekä kehittämistutkimuksen kohteen toimintaa paremmalle tasolle. Lisäksi työn aikana voitiin havaita ja määrittää toimenpiteitä siihen, kuinka väyliä voi ylläpitää ja valvoa mittaamalla sekä kuinka mittauksia tulee suorit-taa tulevaisuudessa. Työssä käytetyn Indu-Sol väylä- analysaattorin käyttöön päästiin perehtymään käytännön mittauksissa todella perusteellisesti ja tätä osaamista hyödynnettiin työn aikana vian selvittämiseen ja korjaustoimenpiteiden määrittämiseen todellisessa vikatilanteessa.

Valio Jyväskylä’s dairy process automation control system is distributed with Profibus-technology in 2003. System has been working very reliably, but during past years errors has been occurring in random occasion. Maintenance and surveillance have been very low in past years and the expertise of Profibus-network has decreased. For this reason, it has become more and more difficult to detect faults from the fieldbus. Main reason for this is that the number of errors that is hard to detect is rising, because of ageing of components that is controlled with Profibus-network. Troubleshooting is coming more important in daily basics because the production is all the time in change and down time rises the cost of pro-duction. The aim of the thesis was to map the general condition of the Valio’s fieldbus-networks and to improve the operation of one fieldbus with measures defined based on measurements. Different kind of user manuals and standards was used to create the database for this the-sis. Database was created to understand the Profibus-communication and how Profibus-errors is showing in the communication. All measurements that were needed in the work was done in running system and earlier measurements and different signal waveform graphs was used in comparison. All measurements and repairs to improve fieldbus condition was done independently. As a result of the thesis, an overview of Valio's Profibus-network was obtained and the operation of the object of the development study was improved. During the work, it was possible to detect and determine measures how to maintain and monitor the Profibus-network in the future. All so the thesis tells how the measurements Is done correctly. Indu-Sol analyser was used in all measurements, and it became quite familiar instrument during this work. This knowledge was used to find out the fault and to determine measures in real fault situation.