Industrielle Fehlerbilder in der Praxis

Ausgangssymptom

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

Prüfrichtung

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

Was bedeutet das in der Praxis?

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

Ausgangssymptom

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

Prüfrichtung

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

Was bedeutet das in der Praxis?

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

Ausgangssymptom

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.

Prüfrichtung

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.

Was bedeutet das in der Praxis?

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.

Ausgangssymptom

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.

Prüfrichtung

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

Was bedeutet das in der Praxis?

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.

Ausgangssymptom

Der überholte 75-kW-Elektromotor stand vor dem Wiedereinbau. Vor der Rückführung in den Produktionsbetrieb musste überprüft werden, ob der Motor ordnungsgemäß startet, zuverlässig arbeitet und seine grundlegenden elektrischen Parameter im zulässigen Bereich liegen.

Prüfrichtung

Der Motor wurde unter Testbedingungen in Betrieb genommen. Die Prüfung umfasste das Startverhalten, die Stromaufnahme, die Temperaturentwicklung sowie die Beobachtung möglicher ungewöhnlicher Geräusche oder Vibrationen.

Was bedeutet das in der Praxis?

Bei Elektromotoren hoher Leistung kann ein Probelauf vor dem Wiedereinbau das Risiko ungeplanter Ausfälle sowie eines erneuten Ausbaus erheblich reduzieren.

Ausgangssymptom

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.

Prüfrichtung

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.

Was bedeutet das in der Praxis?

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.

Ausgangssymptom

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.

Prüfrichtung

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.

Was bedeutet das in der Praxis?

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.

Ausgangssymptom

Die LOGO!-Steuerung startete und stoppte zufällig neu, wodurch der Betrieb der Anlage nicht starten ließ. Die Steuerung war zeitweise unvorhersehbar nicht in der Lage zu starten: In manchen Fällen startete sich die LOGO! selbst für kurze Zeit neu, in anderen Fällen schaltete sie vollständig ab und kam erst nach dem Ausschalten und anschließenden Wiedereinschalten des Hauptschalters wieder zurück. In diesen Zeiträumen war die Anlage überhaupt nicht startbereit.

Prüfrichtung

Für das Gerät standen keine vollständigen Schaltpläne oder aktuelles technisches Dokumentationsmaterial zur Verfügung, daher musste die Fehlersuche mit einer Inaugenscheinnahme vor Ort beginnen. Ein großer Teil der im Schaltschrank verlegten Leitungen war nicht eindeutig beschriftet. Da das Phänomen in jedem Fall nach einer vollständigen Spannungsunterbrechung (Netz aus) und dem anschließenden Wiedereinschalten selbst wieder verschwand, musste die Ursache nicht in der Verdrahtung oder im Steuerungsprogramm gesucht werden, sondern im LOGO! Power Netzteil, das das System versorgt. Daher richtete sich die Untersuchung auf das Verhalten des Netzteils (ältere Serie, AC 120/230V Eingang, DC 24V Ausgang) unter Last und bei Betriebstemperatur. Ein gealtertes Netzteil fällt oft nicht sofort und komplett aus: Stattdessen verursacht es häufig nur kurze Spannungseinbrüche von wenigen Zehntelsekunden. Diese sind ausreichend, damit das LOGO!-Modul einen Reset ausführt, aber nicht immer ausreichend, damit der Fehler unmittelbar und durchgehend sichtbar wird.

Was bedeutet das in der Praxis?

Netzteilstörungen gehören zu den am schwersten zu diagnostizierenden Fehlerbildern in der Industrie. Gegen Ende der Lebensdauer fallen die Netzteile selten gleichzeitig aus: Zunächst zeigen sie sich oft nur durch kurzzeitige Spannungseinbrüche unter Last oder durch Wärme. Besonders schwierig ist die Diagnose, weil das System nach dem Ein- und Ausschalten des Hauptschalters jedes Mal wieder „normal“ funktioniert. Dadurch entsteht der Eindruck, der Fehler sei behoben, obwohl das Netzteil lediglich aus einem kühleren Zustand „neu gestartet“ ist. Nach dem Austausch des LOGO! Power Netzteils verschwanden die zufälligen Neustarts und Stopps, und die Inbetriebnahme der Anlage verlief anschließend wieder zuverlässig – ohne Eingriff in den Hauptschalter.

Ausgangssymptom

Der Absaugmotor der Sägeanlage lief nach dem Start nur kurz – etwa eine halbe Minute – und blieb dann stehen. Der Motorschutz löste bei jedem Startversuch aus. Die Absauganlage konnte nicht dauerhaft betrieben werden, und Sägemehl blieb auf dem Förderband liegen.

Prüfrichtung

Da der Motor anläuft, aber regelmäßig und nach kurzer Zeit stoppt, richtete sich die Fehlersuche auf die Motorsteuerung. Bei der Untersuchung zeigte sich, dass der Stern-Delta-Motorstarter nicht korrekt auf den Sternbetrieb umschaltete und nicht in den Delta-Betrieb überging. Im Sternbetrieb liefert der Motor nur etwa ein Drittel seiner Nennleistung – das kann für den kurzen Leerlauf ausreichen, ist jedoch unter echter Last unzureichend. In der Folge zieht der Motor einen zu hohen Strom auf, was der Motorschutz mit dem Auslösen bestätigt.

Was bedeutet das in der Praxis?

Beim Stern-Delta-Anlauf übernehmen Relais/Zeitrelais und Schütze die Umschaltung. Wenn das Zeitrelais kein Signal liefert oder das Delta-Schütz nicht anzieht, bleibt der Motor im Sternbetrieb. Obwohl er „anläuft“, muss er unter dauerhafter Belastung folgerichtig stoppen. Nach Identifikation und Austausch des defekten Zeitrelais funktionierte die Umschaltung auf Stern/Delta wieder ordnungsgemäß. Der Motor erreichte die Nenndrehzahl, und das Absaugsystem konnte wieder kontinuierlich und zuverlässig betrieben werden.