10 grzechów głównych w Ethernecie Przemysłowym

14-07-2020


Dekalog najczęściej spotykanych „błędów sieciowych” powodujących kosztowne przestoje w zakładach przemysłowych

Niezależnie od tego, czy w swoim przedsiębiorstwie jesteś inżynierem technologii i produkcji, technikiem czy też inżynierem elektrykiem, okazuje się, że często musisz być ekspertem w wielu różnych dziedzinach, w tym też w dziedzinie sieci przemysłowej Ethernet (IE Industrial Ethernet). Wykonując swoją pracę, wcześniej czy później napotkasz (lub napotkałeś już nie raz) problemy spowodowane przez osoby, które nie są zbyt dobrze zaznajomione z zasadami technologii sieciowej (IE). Poniżej podaję listę najczęściej występujących problemów w przemysłowych  sieciach Ethernet a dokładnie ich tzw. dekalog, czyli dziesięć najgorszych błędów powodujących przestoje w produkcji, jakie możesz napotkać, zajmując się na co dzień przemysłowym Ethernetem. Mam nadzieję, że dzięki temu krótkiemu artykułowi uda Ci się te problemy uświadomić następnie znaleźć je i poprawić lub jeszcze lepiej, całkowicie ich uniknąć, zanim doprowadzą do kosztownego w swoich skutkach przestoju zakładu.

I.

Stosowanie osprzętu sieciowego, złącz i kabli przeznaczonych do zastosowań biurowych w środowisku przemysłowym

Prawdą jest, że osprzęt sieciowy, złącza oraz kable przeznaczone do stosowania w środowisku biurowym zaimplementowane w środowisku przemysłowym, jako tako będą spełniały swoją rolę. Pytanie tylko jest, jak długo? Osprzęt sieciowy nie przeznaczony do stosowania w środowisku przemysłowym nie jest przygotowany na zmierzenie się z wibracjami, wilgocią, zakłóceniami elektromagnetycznymi, chemikaliami i nie wiadomo czym jeszcze – co można spotkać w zakładach produkcyjnych. Doświadczeni inżynierowie doskonale zdają sobie z tego sprawę. Często jednak w pośpiechu, w potrzebie tak zwanej chwili sięgają po rozwiązania zastępcze, które mają działać tylko przez chwilę, dopóki nie zostanie zainstalowany właściwy osprzęt. Życie pokazuje jednak, że te rozwiązania zastępcze na chwilę szybko zostają zapomniane i pozostają na znacznie dłużej. Najlepszym sposobem na uniknięcie takiej prowizorki jest przyjęcie zasady permanentnego stosowania osprzętu dedykowanego do budowy sieci przemysłowego Ethernetu.

II.

Nieprawidłowy sposób prowadzenia tras kablowych

Niektóre kable zaprojektowane są w taki sposób, ażeby doskonale radzić sobie we wszystkich przestrzeniach środowiska określonego przez standard MICE (mechanical, ingress, climatic, electromagnetic). Opierając się przy budowie sieci Ethernet na tak dobranych elementach możesz pozwolić sobie na odrobinę luzu przy ustalaniu przebiegu tras kablowych. W większości przypadków kabel sieciowy posiada jednak pewne ograniczenia i dobrze jest być ich świadomym podczas planowania tras przebiegu tych kabli. I tak należy się zastanowić i zadać sobie pytania:

  • Czy z naszymi kablami nie jesteśmy zbyt blisko źródeł emitujących zakłócenia elektromagnetyczne?
  • Czy nie będziemy prowadzić naszych kabli przez obszary o znacznym wzroście temperatury?
  • Czy nasze kable nie będą narażone na działanie chemikaliów i rozpuszczalników?
  • Czy nasze kable nie będą narażone na działanie wody?

Największym wyzwaniem przy błędnym doborze kabli dla środowiska, w którym mają działać przez długie lata, jest to, że źle dobrany kabel będzie na początku działał poprawnie, ale trzeba być świadomym, że będzie tak do momentu, kiedy warunki środowiskowe, w którym się znajduje nie spowodują, że zaczną pojawiać się błędy a tym samym przestoje w działaniu linii produkcyjnej.

III.

Brak dokumentacji oraz złe etykietowanie kabli

Podobnie jak w przypadku wymagań zakładów produkcyjnych dotyczących stosowania standardów oznakowania dla rurociągów i przewodów elektrycznych tak też i dla okablowania strukturalnego wymaga się dokładnie tego samego. (patrz TIA 606-B). Przy braku solidnego oznakowania problemem nie jest bezpieczeństwo, ale czas i frustracja. W przypadku wystąpienia awarii lub konieczności przeprowadzenia modernizacji, możliwość szybkiej identyfikacji tego, dokąd poszczególne kable prowadzą, pozwala na szybkie znalezienie miejsca wystąpienia usterki a tym samym na sprawne jej usunięcie.

IV.

Nietestowanie okablowania, brak właściwej weryfikacji przed uruchomieniem nowej linii produkcyjnej

Weryfikacja, testowanie okablowania przed zainstalowaniem i uruchomieniem linii produkcyjnej może zaoszczędzić wiele frustracji a często też i godzin pracy, które trzeba poświęcić na późniejsze poszukiwanie awarii. Niestety jest to też powodem ponoszenia dodatkowych, niepotrzebnych kosztów. Wykonanie testu, weryfikacji kanału transmisyjnego zajmuje zazwyczaj kilka sekund, a zidentyfikowanie i usunięcie błędnie zarobionego gniazda RJ45, brudnego złącza światłowodowego, zorientowanie się, że zainstalowany kabel jest za długi, czy też jak to często bywa przy kablach światłowodowych, uszkodzony podczas instalacji, zajmuje wiele godzin. Prowadzi to też często do wzajemnego oskarżania się, szukania winnego takiego stanu rzeczy, no i w rezultacie opóźnienia i ponoszenia dodatkowych wydatków podczas realizacji całego projektu.

V.

Nietestowanie okablowania na zgodność z limitami dla parametrów rozszerzonych

Testowanie okablowania na zgodność z parametrami podstawowymi, tak jak zostało to opisane powyżej w punkcie IV, pozwala stwierdzić, że okablowanie to zostało zainstalowane poprawnie. Nie daje to jednak informacji z jaką efektywnością zapewni ono transmisję kluczowych danych w tym konkretnym środowisku. Zaawansowane przyrządy pomiarowe testują znacznie więcej parametrów, są to np:

  • przesłuch – mający bardzo negatywny wpływ na przepustowość łącza,
  • rezystancja i strata sygnału odbitego – które pomagają na znalezienie złącz podatnych na wibracje i wilgoć,
  • TCL (transverse conversion loss) – parametr wskazujący na podatność testowanego łącza na zakłócenia elektromagnetyczne.

Przekonanie o tym, że zainstalowane przez nas okablowanie spełnia wymagania limitów dla wyżej wymienionych parametrów, daje 100% pewność poprawnej pracy naszego systemu w dniu uruchomienia jak i też przez cały czas jego użytkowania.

VI.

Używanie do napraw tzw. aktywnych przedłużaczy.

Jednym z częstych sposobów na naprawę niepoprawnie działających kanałów transmisyjnych jest stosowanie tzw. aktywnych przedłużaczy, czyli niezarządzanych przełączników. Podłącza się takowy przełącznik mniej więcej w połowie niedziałającego kanału transmisyjnego a następnie od niego prowadzi się kabel do urządzenia końcowego. Zdarza się, że czasami takowa operacja zażegnuje zaistniały problem, niemniej jednak dochodzi nam kolejny punkt, który w przyszłości może stać się przyczyną pojawienia się błędów transmisji. Działanie takie staje się jeszcze bardziej problematyczne, jeżeli zastosowany przez nas przełącznik jest przełącznikiem przeznaczonym do działania w środowisku biurowym. Tak zbudowany, z zamontowanym pośrodku łącza niezarządzanym przełącznikiem i pozostawiony na stałe kanał transmisyjny jest nieprzewidywalny w swoim działaniu. Przełącznik ów jest bowiem niewidzialny dla systemu zarządzającego siecią co znacznie utrudnia inżynierowi utrzymania ruchu identyfikację zaistniałej awarii.

VII.

Nadmierne zaufanie do świecących się diod LED na sieciowych urządzeniach aktywnych

Podłączenie kabla do sprzętu aktywnego i zaobserwowanie migającej się na nim na zielono diody LED sprawia nie mało satysfakcji. Niestety nie jest to żadna gwarancja poprawnej komunikacji, jeżeli w ogóle jakiejkolwiek komunikacji. I tak też bez znaczenia jest, czy nasza komunikacja jest solidna czy też ledwie działająca to i tak dioda LED na sprzęcie aktywnym będzie migotała na zielono. Daje nam to przekonanie poprawnej pracy systemu a tym samym brak świadomości, że całość oparta na tzw. zapałkach działa. Inżynierowie ze swojego doświadczenia znają wiele historii, w których diody LED świeciły w najlepsze a transmisji nie było. Dlatego też nie ufają oni migającym światełkom i ty również nie powinieneś.

VIII.

Dokonywanie naprawy poprzez stosowanie zasady wymiany wadliwych elementów systemu na tzw. chybił trafił.

W momencie, kiedy twój przemysłowy Ethernet przestaje działać, rozpoczynasz przeświadczony o swojej nieomylności procedurę naprawy, stosując powszechnie znaną metodę naprawy na tzw. chybił/trafił. Zasada ta polega na kolejnym rozłączaniu i podłączaniu poszczególnych komponentów tworzących całość kanału transmisyjnego i patrzeniu czy już zadziałało. I tak zmieniasz port na przełączniku lub nawet cały przełącznik, przeciągasz nowy kabel wykonując bypass, zmieniasz kontroler na nowy itd. itp. Niestety taka taktyka działania niesie za sobą sporo problemów. Po pierwsze traci się bardzo dużo czasu na naprawę czegoś co być może nie jest zepsute. Po drugie wymiana elementów, które są dobre na nowe, zwykle jest bardzo kosztowna. Po trzecie ze względu na to, że tak naprawdę nie wiesz, który z elementów był wadliwy, w momencie, kiedy uda ci się przywrócić komunikację nie możesz być pewny czy rzeczywiście trwale udało ci się usunąć przyczynę awarii czy też powróci do ciebie ten problem na nowo i zrujnuje ci kolejny dzień.

IX.

Nieprzygotowanie się na przyczyny najczęściej powodujące awarie w przemysłowym Ethernet

Badania pokazują, że najczęstszymi przyczynami błędów w sieciach przemysłowych Ethernet są awarie kabli i złącz. Dobrą informacją jest to, że inwestując niewielką sumę pieniędzy możesz przygotować się na wyszukiwanie i sprawne usuwanie tych awarii. Będąc w posiadaniu testera do okablowania nawet prostego, jesteś wstanie szybko stwierdzić, że twój problem tkwi w okablowaniu (a jeśli nie to możesz zająć się tym naprawdę poważnym problemem), ale również otrzymasz informację, gdzie ów problem jest zlokalizowany, najczęściej jest to problem ze złączem. Warto zatem być posiadaczem narzędzi do zarabiania, oraz posiadać w zapasie kilka lub kilkanaście złączy (a czasem nawet i extra pudła kabla) tak ażeby szybko wymienić uszkodzony element. Zaoszczędzi to godzin a czasem nawet i dni w porównaniu z szukaniem, robieniem zakupów czy też wynajmowaniem eksperta, który tą naprawę wykona.

X.

Lekceważenie wymogów inspekcji i czyszczenia złącz światłowodowych

W przypadku, kiedy twoja instalacja przemysłowego Ethernetu zawiera kable i złącza światłowodowe, to doskonale zdajesz sobie sprawę z tego, że dla takich instalacji najczęstszym błędem są brudne złącza. Zjawisko to szczególnie często spotykane jest w zakładach, w których występuje duże zakurzenie i zabrudzenia. Z powodu tego, że światłowody odpowiedzialne są za przesyłanie dużej ilości danych, zabrudzenia takie mogą być katastrofalne w swoich skutkach. Bardzo łatwo jest uniknąć takich kłopotów, jeżeli regularnie przeprowadzana jest inspekcja, jeżeli to konieczne to czyszczenie ponowna inspekcja, i jeżeli wszystko jest w porządku to ponowne wykonanie połączenia.

Podsumowanie

Jeżeli obserwujesz w swoim zakładzie objawy pogorszenia pracy swojej sieci i chciałbyś aby ktoś z wiedzą i doświadczeniem się temu przyjrzał -umów się z Nami na niezobowiązująca wizytę – Zobaczymy czy i w jaki sposób możemy Tobie pomóc.

Newsletter