In diesem Beitrag gebe ich einige grundlegende Anweisungen aus meiner persönlichen Erfahrung, um Ihnen eine Anleitung zur Fehlerbehebung in Automatisierungssystemen (SPS/DCS) zu geben:
Bei der Fehlerbehebung in Automatisierungssystemen wird im Allgemeinen dieselbe Taktik angewendet, um die Lösung für Systemfehler zu finden.
Abhängig von der Komplexität und Größe der Anwendung und des spezifischen Automatisierungssystems können die Schritte zur Fehlerbehebung jedoch etwas anders oder komplizierter sein.
Das beste Wissen erlangt man durch Übung und tatsächliche Fehlerbehebungsbedingungen. Meiner Meinung nach ist wiederholtes Üben die Lösung. Ergänzungen und Kommentare sind willkommen!!
Fehlerbehebung in einem SPS-System
Bevor wir fortfahren, stimmen wir darin überein, dass moderne Automatisierungssysteme SPSen zur Steuerung der Anwendung haben. Wenn wir eine kleine Anwendung haben, hat das System möglicherweise eine Mikro-SPS (oder Nano-SPS) oder eine andere Art von Kompaktsteuerung (häufig hängt dies von der Anwendung ab).
Ich habe moderne Automatisierungssysteme erwähnt, weil in der Vergangenheit (bevor SPS/andere kompakte Steuerungen bekannt waren und von Automatisierungsentwicklungsunternehmen verwendet wurden) die Steuerung eines Automatisierungssystems nur über Relais erfolgte.
Untersuchen Sie das Programm der Steuerung
Als Erstes sollten wir herausfinden, ob die richtigen Bedingungen für den fehlerhaften Vorgang erfüllt sind. Dazu müssen wir das „Geist“ unseres Systems finden.
Dieses „Geist“ ist die Steuerung (entweder eine Art SPS oder eine andere Art von kompakter Steuerung). Wenn die richtigen Bedingungen nicht erfüllt sind, sollten wir das Programm der Steuerung untersuchen, um den Ursprung des Problems herauszufinden (überprüfen Sie IMMER, ob Nachrichten auf SCADA erscheinen. Dies führt schneller zur Lösung, da auf SCADA wichtige Informationen wie eine Fehler-/Alarmbeschreibung oder eine bestimmte Adresse in der SPS erscheinen).
Wir werden Folgendes herausfinden:
Entweder ein fehlerhaftes Signal von der Hardware (z. B. ein digitales Signal von einem Knopf oder ein digitales Signal von einem mechanischen Schalter oder ein digitales Signal von einem Relaiskontakt, das „nicht“ zum Eingang des Controllers gelangt, oder ein analoges Signal mit falschen Werten) oder ein fehlerhaftes Signal von einem anderen Softwaresystem (z. B. SCADA).
Untersuchen Sie die Bedingungen, die von der Hardware herrühren
Wenn wir den Ursprung des Problems festgestellt haben, verlassen wir das Programm des Controllers für eine Weile und überprüfen unsere Schlussfolgerungen.
Wir sollten bereits die Zeichnungen des Automatisierungssystems gefunden haben, um die Verbindungen für die Komponenten zu sehen, die wir überprüfen möchten.
Wenn wir beispielsweise feststellen, dass wir ein digitales Signal von einem Knopf haben, das „nicht“ zum Eingang des Controllers gelangt, nehmen wir unser Multimeter und überprüfen den Knopf.
Wenn der Knopf in Ordnung ist, untersuchen wir, ob zwischen Knopf und Eingang des Controllers eine Sicherung vorhanden ist. Wenn ja, überprüfen wir sie.
Wenn die Sicherung in Ordnung ist, untersuchen wir den Kabelverlauf.
Vielleicht haben wir ein durchtrenntes Kabel. Wenn das Kabel in Ordnung ist, dann haben wir vielleicht ein Hardwareproblem am Eingang des Controllers und vielleicht sollten wir dieses Eingangsmodul durch ein neues ersetzen oder es anderweitig reparieren (die Reparaturen sollten von qualifiziertem Personal durchgeführt werden).
Untersuchen Sie die Hardware nach den Ausgängen unseres Controllers
Wenn wir zu dem Schluss kommen, dass wir die richtigen Bedingungen haben, dann sollten wir die Komponenten überprüfen, die wir zwischen Controller und dem fehlerhaften Gerät haben (wir meinen das Gerät, das nicht so funktioniert, wie es sollte).
Wenn wir beispielsweise einen Industrieofen haben, dessen Tür nicht schließt (obwohl wir die Bedingungen zum Schließen der Tür vom Programm her haben), haben wir vielleicht ein fehlerhaftes Relais, das von der SPS (oder einem anderen Controller) zum Schließen der Tür aktiviert wird.
Wenn das Relais in Ordnung ist, dann haben wir vielleicht ein Problem mit dem Motor, der für das Schließen der Tür verantwortlich ist. Wir sollten den Motor auf seinen Zustand überprüfen (Motorspulen, mechanische Teile).
Wenn der Motor in Ordnung ist, sollten wir die Spannungswerte überprüfen, die am Motoreingang ankommen (mit unserem Multimeter) und auch den Kabelzustand überprüfen, wenn die Messungen des Multimeters nicht richtig sind.
Wenn Spannung und Kabel in Ordnung sind, liegt vielleicht irgendwo eine Blockade in der Ofentürkonstruktion vor.
Antriebe sind ein „Plus“!
Wenn wir in unserem Automatisierungssystem Antriebseinheiten (Antriebe) haben, um einen Motor anzutreiben, sollten wir im Allgemeinen das Handbuch der jeweiligen Antriebseinheit zur Hand haben.
Denn Antriebseinheiten haben eine digitale Anzeige oder 7-Segment-LED-Anzeigen oder einfache LEDs, die uns über den Fehler informieren, der in ihnen oder am angetriebenen Motor vorliegt.
Das ist für Ingenieure und Techniker sehr nützlich. Außerdem haben moderne Antriebseinheiten spezielle Algorithmen zur Überprüfung des Motorstatus, der Spannungs- und Stromwerte usw.
Wenn beispielsweise ein Motor überhitzt ist, informiert uns der Antrieb darüber, da er kontinuierlich den Temperatursensor (z. B. Thermistor) überprüft, der sich im Motorgehäuse befindet.
Dann sollten wir den Motor überprüfen, ob er tatsächlich überhitzt ist oder ob wir einen fehlerhaften Temperatursensor haben, den wir ersetzen sollten.
Status der Steuerungen überprüfen
Manchmal, wenn die CPU unserer SPS einen inakzeptablen Zustand im Programmablauf erkennt, wechselt sie in den „STOP“-Modus und möglicherweise blinkt eine LED und zeigt diese Fehlfunktion an.
Auch wenn eine andere Fehlfunktion im System auftritt, zeigen einige LEDs die Art des Fehlers an (weitere Informationen finden Sie im Handbuch des Controllers). Dasselbe Verhalten weist im Allgemeinen jeder Controller auf, der in einem Automatisierungssystem installiert ist.
Sicherheitssysteme
Viele Automatisierungssysteme (oft Produktionsmaschinen) haben in ihrem Design einige „Sicherheitssysteme“ wie „Pilz“ oder „Siemens Sirius“.
Dies sind intelligente Kompaktcontroller zur Überwachung von Situationen wie dem Öffnen einer Schutztür oder einem Not-Aus. Wenn etwas davon eintritt, stoppt das Sicherheitssystem den Betrieb des Automatisierungssystems zum Schutz von Mensch und Maschine.
Um das Automatisierungssystem in den funktionsfähigen Zustand zurückzusetzen, gibt es spezielle Anweisungen in den Handbüchern der Sicherheitssysteme.
Die Schlussfolgerung aus all dem oben Gesagten ist, dass Sie bei der Fehlerbehebung eine schrittweise Taktik anwenden sollten. Mit der Zeit und mit zunehmender Erfahrung können wir vielleicht einige Schritte überspringen, insbesondere wenn wir für die Wartung eines Systems verantwortlich sind, mit dem wir täglich zu tun haben.
Eine gute Taktik besteht jedoch darin, organisiert und geduldig zu sein. Viel Glück bei Ihren Bemühungen!