Industrielle Fehlerbilder in der Praxis

Der Kunde stellte fest, dass das Starten der Anlage nur zeitweise fehlschlug. In manchen Fällen startete die Anlage einwandfrei, während sie in anderen Fällen unter denselben Bedingungen nicht reagierte. Die Störung war besonders schwer einzugrenzen, da sie nicht kontinuierlich auftrat. Solche intermittierenden Fehler verursachen häufig erhebliche Stillstandszeiten, weil das Problem während der Vor-Ort-Prüfung nicht immer auftritt. Während der Inbetriebnahme vor Ort wurde zudem ein weiteres Warnsignal erkannt: Die Siemens SIMATIC S7-300 CPU313 BATF (Battery Fault) LED blinkte.

Im Rahmen der Fehlersuche haben wir zuerst die Funktion der Startkette überprüft. Die Prüfungen ergaben, dass die SPS in jedem Fall den Startbefehl ausgab, daher lag das Problem nicht im Steuerungsprogramm. Im Schaltschrank haben wir die Hilfsrelais unter Last untersucht und dabei ein ungewöhnlich arbeitendes Relais identifiziert: Das Steuersignal kam an, jedoch blieb der Schaltvorgang in einzelnen Fällen aus. Anhand der Messungen konnte festgestellt werden, dass ein interner Kontaktfehler im Relais die Startprobleme verursachte. Zusätzlich haben wir die Statusanzeigen der SPS geprüft: Die CPU313 BATF-Anzeige wies darauf hin, dass der Pufferspeicherakku gealtert war.

Zeitweise Relaisfehler gehören zu den schwierigsten Kategorien der industriellen Fehlersuche. Ein Relaiskontakt kann sich nicht zwangsläufig vollständig „verabschieden“, sondern den richtigen Kontakt nur in bestimmten Situationen verlieren. Deshalb kann es vorkommen, dass die Anlage beim einen Startversuch funktioniert, beim nächsten jedoch nicht. Die im Zuge der Untersuchung beobachtete BATF-Anzeige hat die Startstörung nicht direkt ausgelöst, war aber eine wichtige Warnung: Die Siemens S7-300 Pufferspeicherbatterie sorgt dafür, dass der Speicher bei einem Stromausfall erhalten bleibt. Bei einem entladenen Akku kann ein längerer Spannungsunterbruch zu Programm- oder Datenverlust führen, was die Stillstandszeit deutlich erhöhen kann.

Die Anlage blieb nach jedem Startversuch im gesperrten Zustand. Die Steuerung meldete einen Fehler in der Sicherheitsfunktion. Die auf dem Bedienpanel angezeigte Meldung „HIBA“ machte für sich allein nicht klar, was den Start blockiert, daher war die Maschine nicht betriebsbereit.

Bei der Fehlersuche wurde schnell festgestellt, dass irgendein Teil der Sicherheitsfunktion das Starten verhindert. Das ist besonders kritisch, da Sicherheitsrelais und Überwachungsmodule Personen- und Maschinenschutzaufgaben übernehmen. Erkennt das System eine Unregelmäßigkeit, wird der Maschinenstart aus Sicherheitsgründen blockiert. Das Ziel der Untersuchung war daher, genau festzustellen, welcher Teil der Sicherheitsfunktion die Freigabe blockiert.

Bei einem Fehler in der Sicherheitsfunktion ist der Stillstand oft nicht auf ein defektes Bauteil zurückzuführen, sondern auf einen Zustand, der die vom System geforderten Sicherheitsbedingungen nicht erfüllt. Nach der Prüfung der Sicherheitsfunktion und der Ermittlung der Ursache konnte die Anlage wieder ordnungsgemäß und sicher betrieben werden.

Die Anlage ließ sich nicht starten, der Motorschutz löste wiederholt aus, und auf Bedienerseite war zunächst nur der Stillstand sichtbar.

Ein ausgelöster Schutz erklärt die eigentliche Ursache noch nicht. In solchen Fällen müssen Startkreis, Lastseite, Motorseite und der Steuerweg getrennt geprüft werden.

Ziel war nicht der Austausch des gesamten Systems, sondern die genaue Eingrenzung der Ursache und die passende Maßnahme.

Die Maschine meldete einen Fehler und auf dem Display erschien eine Warnung, die Ursache des Stillstands war jedoch zunächst nicht eindeutig.

In solchen Fällen müssen die angezeigte Meldung, die Spannungsversorgung, die Kommunikation und der Zustand der zugehörigen Sensoren gemeinsam bewertet werden.

Für die Fehlersuche müssen das sichtbare Symptom, die Informationen auf dem Display und der aktuelle Betriebszustand zusammen betrachtet werden.

Der Motor lief kurz an, stoppte dann und ließ sich anschließend nicht mehr starten. Der Frequenzumrichter gab keine eindeutige Rückmeldung, das Display war inaktiv, und die Anlage wirkte scheinbar ausgeschaltet.

Bei diesem Fehlerbild reicht es nicht aus, nur den Frequenzumrichter zu prüfen. Kontrolliert werden müssen auch die Steuersignale, die Spannungsversorgung sowie der Zustand der zugehörigen Sensoren und Schutzeinrichtungen.

Nicht jede Störung im Zusammenhang mit einem Frequenzumrichter bedeutet einen tatsächlichen Gerätedefekt. Häufig liegt die Ursache in einem unterbrochenen Signal oder einem Schutzstatus. Die richtige Lösung ergibt sich in solchen Fällen aus der Prüfung des Gesamtsystems und nicht nur aus der isolierten Kontrolle des Umrichters.

Die komplette Fertigungslinie stand still und die Produktion konnte nicht wieder gestartet werden. Das System gab keine klare Störmeldung aus, und die Ursache war auf den ersten Blick nicht erkennbar.

Bei der Fehlersuche wurde die Steuerungskette Schritt für Schritt geprüft: die Spannungsversorgung, der Startkreis, die Steuersignale und die zugehörigen Verbindungen.

In einem Steckverbinder war eine Leitung teilweise herausgerutscht, sodass das Steuersignal den erforderlichen Punkt nicht mehr erreichte. Nach der Wiederherstellung der fehlerhaften Verbindung ließ sich die Linie sofort wieder starten. Daran sieht man deutlich, dass nicht jede Störung einen Umbau oder größeren Eingriff erfordert. Schon ein einfacher Verbindungsfehler kann einen vollständigen Stillstand verursachen, und eine präzise Fehlersuche führt oft zur schnelleren und wirtschaftlicheren Lösung.