Lernfeld 11 · Prüfung Teil 2

Inbetriebnahme, Diagnose und Wartung

Automatisierte Anlagen in Betrieb nehmen und warten: Analogsignale 4 bis 20 mA, Sensorfehler, Busdiagnose und Gerätetausch erklärt.

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Darum geht es

Für die Inbetriebnahme und Diagnose automatisierter Anlagen musst du Signale vom Sensor bis ins Programm verfolgen können. Ein binärer Sensor hat eine Schaltzustandsanzeige, die SPS-Eingangsbaugruppe eine eigene LED. Leuchtet die Anzeige am Sensor, aber nicht am Eingang, liegt der Fehler auf dem Weg dazwischen, etwa eine unterbrochene Ader oder ein fehlendes Bezugspotenzial der Baugruppe.

Analoge Messumformer liefern oft $4$ bis $20 mA$ . Der lebende Nullpunkt bei $4 mA$ hat einen Vorteil: Sinkt der Strom auf $0 mA$ , erkennt die Baugruppe einen Drahtbruch. Den Messwert berechnest du aus dem Strom linear über den Messbereich.

Sporadische Fehler haben oft mechanische oder umgebungsbedingte Ursachen: falscher Schaltabstand, lockere Halterung, Verschmutzung, Vibrationen oder Störungen durch nahe Leistungsleitungen. Bussysteme zeigen Fehler über LEDs und im Diagnosepuffer; eine rote BF-LED bedeutet einen Busfehler, zum Beispiel ein nicht erreichbares Gerät oder eine unterbrochene Leitung.

Tauschst du ein Gerät wie einen Umrichter gegen ein baugleiches, sicherst du vorher die Parameter oder hältst sie bereit, prüfst Typ und Firmwarestand und vergibst bei PROFINET denselben Gerätenamen. Wartung nach Plan, Prüfung der Messkette und Dokumentation jedes Eingriffs sorgen dafür, dass die Anlage zuverlässig bleibt.

Das solltest du dir merken

Bei 4 bis 20 mA bedeuten 0 mA einen Drahtbruch.
Signal Schritt für Schritt vom Sensor bis zur SPS verfolgen.
Rote BF-LED bedeutet Busfehler.
Vor dem Gerätetausch Parameter sichern und Gerätenamen übernehmen.

Formeln

Messwert aus Stromsignal 4 bis 20 mA: $x = x_{min} + \frac{I - 4 mA}{16 mA} \cdot (x_{max} - x_{min})$; $I$ gemessener Strom, $x_{min}$ und $x_{max}$ Anfang und Ende des Messbereichs
Strom aus Messwert: $I = 4 mA + \frac{x - x _{min}}{x _{max} - x _{min}} \cdot 16 mA$; $x$ Messwert in der Einheit des Messbereichs

Typische Fehler in der Prüfung

Beim Stromsignal mit 20 mA statt mit der Spanne von 16 mA gerechnet.
Den Offset von 4 mA vergessen.
Ein Gerät getauscht, ohne Parameter und Gerätenamen zu übernehmen.

Tipps aus der Werkstatt

Lies die LEDs der Steuerung, bevor du das Programmiergerät anschließt: BF steht für Busfehler (Verbindung, Name, Teilnehmer), SF für Systemfehler (Baugruppe, Programm). Der Diagnosepuffer der CPU sagt dir dann mit Zeitstempel, welcher Eintrag zuerst kam, und der ist meist die Ursache.
Diagnosedaten aus Umrichtern (Temperatur, Strom, Betriebsstunden) nutzt du für zustandsorientierte Instandhaltung: Trends beobachten, Grenzwerte setzen, warnen statt warten. Beim KVP gilt: kleine Schritte, aus der Praxis der Mitarbeiter, messbar machen, dann standardisieren.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

15 Aufgaben zu „Inbetriebnahme, Diagnose und Wartung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Betriebstechnik (KMK), Lernfeld 11; DIN IEC 60381-1 (Analogsignale), DIN EN 60947-5-2, DIN 31051. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.