Lernfeld 7 · Prüfung Teil 2

Test, Inbetriebnahme und Diagnose

SPS-Anlagen testen und in Betrieb nehmen: Beobachtungstabelle, Forcen, Diagnosepuffer, Simulation und Sicherheit an Maschinen erklärt.

21 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Vor der Inbetriebnahme kannst du ein SPS-Programm am PC simulieren. So findest du Logikfehler, ohne dass sich echte Antriebe bewegen. An der Anlage prüfst du dann zuerst die Verdrahtung: Jeden Sensor betätigen, jeden Ausgang einzeln ansteuern und mit dem Plan vergleichen.

Die Beobachtungstabelle zeigt Werte von Eingängen, Ausgängen und Variablen im laufenden Betrieb und erlaubt, Werte einmalig zu steuern; das Programm kann sie im nächsten Zyklus wieder überschreiben. Beim Forcen wird ein Wert dauerhaft festgelegt, auch gegen das Programm. Forcen ist gefährlich, weil Verriegelungen wirkungslos werden können, und muss nach dem Test wieder aufgehoben werden.

Geht eine CPU unerwartet in STOP, steht die Ursache im Diagnosepuffer. Fährt ein Antrieb nicht, verfolgst du das Signal: Ist der Ausgang im Programm gesetzt, leuchtet die LED der Ausgangsbaugruppe, kommt die Spannung am Aktor an?

Sicherheitsfunktionen an Maschinen werden in der Risikobeurteilung festgelegt. DIN EN ISO 13849-1 beschreibt mit dem Performance Level (PL a bis e), wie zuverlässig eine Funktion sein muss. Schutzeinrichtungen wie Lichtvorhänge brauchen einen Mindestabstand zur Gefahrstelle, der von Annäherungsgeschwindigkeit, Nachlaufzeit und Auflösung abhängt.

Das solltest du dir merken

Erst Verdrahtung und Einzelsignale prüfen, dann Handbetrieb, dann Automatik.
Steuern über die Beobachtungstabelle ist einmalig, Forcen wirkt dauerhaft.
Bei unerwartetem STOP zuerst in den Diagnosepuffer schauen.
Performance Level a bis e, e ist die höchste Anforderung.

Formeln

Sicherheitsabstand nach DIN EN ISO 13855: $S = K \cdot T + C$; $S$ Mindestabstand in mm, $K$ Annäherungsgeschwindigkeit in mm/s, $T$ Gesamtnachlaufzeit in s, $C$ Zuschlag in mm

Typische Fehler in der Prüfung

Nach dem Test vergessen, das Forcen aufzuheben.
Forcen und Steuern über die Beobachtungstabelle gleichgesetzt.
Beim Sicherheitsabstand nur die Nachlaufzeit der Maschine und nicht die Ansprechzeit der Schutzeinrichtung eingerechnet.

Tipps aus der Werkstatt

Diagnose von innen nach außen: Beobachtungstabelle (steht der Ausgang auf 1?), LED an der Baugruppe, Spannung an der Klemme, dann Aktor und Mechanik. Leuchtet die Kanal-LED, liegt der Fehler hinter der SPS. Für Ursachen eines STOP zuerst den Diagnosepuffer lesen.
Steuern über die Beobachtungstabelle wirkt nur einen Zyklus, Forcen übergeht das Programm dauerhaft. Forcen nur unter Aufsicht und vor der Übergabe alle Force-Aufträge löschen, sonst sind Schutzfunktionen umgangen. Die Querverweisliste zeigt, wo ein Operand überall gesetzt wird.
Zykluszeit = Anweisungen mal Zeit je Anweisung plus Grundlast; Mikrosekunden erst in Millisekunden umrechnen. Reaktionszeit im ungünstigsten Fall etwa zwei Zyklen plus Eingangsverzögerung. Reserve zum Watchdog = (T_W − T_max) / T_W; unter 20 % ist zu knapp.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

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

Jetzt üben

Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroniker/-in (KMK), Lernfeld 7; DIN EN ISO 13849-1, DIN EN ISO 13855, DIN EN 60204-1. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.