Dieser Artikel konzentriert sich auf den ersten und wichtigsten Schritt der Fehlerbehebung bei industriellen Steuerungssystemen. Es dient als Erinnerung daran, dass wir langsamer vorgehen und uns Zeit nehmen sollten, um die Symptome zu erkennen und zu verstehen, damit wir die Ursache der Fehlfunktion identifizieren können. Der Prozess wird anhand des SPS-Trainingsgeräts (s. Abbildung links) demonstriert.

Die 6-stufige Fehlerbehebungsprozedur der Marine

Das Militär hat für fast alles ein Verfahren, auch für die Fehlerbehebung. Während viele verschiedene Ansätze zur Fehlerbehebung ähnlichen Mustern folgen, ist der 6-stufige Prozess der Marine einer der wenigen, der den gesamten Ablauf von der ersten Beobachtung bis zur dokumentierten Reparatur abdeckt.

Die in der "Navy Electricity and Electronics Training Series (NEETS)", Modul 19 – "The Technician‘s Handbook" (NAVEDTRA 14191) beschriebenen Schritte wurden ursprünglich auf Geräte wie Vakuumröhren und elektromechanisch abgestimmte Funksender angewendet, sind aber ebenso effektiv für SPS-basierte Systeme.

Symptomerkennung.

Identifizierung von Störungen oder Fehlfunktionen in elektronischen Geräten.

Symptombeschreibung.

Der Zweck dieses Schritts besteht darin, eine detailliertere Beschreibung des Problems zu erhalten.

Auflistung möglicher Fehlfunktionen.

Dieser Schritt ist bei Geräten mit mehreren Funktionsbereichen oder bestehend aus mehreren Einheiten anzuwenden. Wo könnte das Problem anhand der gesammelten Informationen liegen?

Lokalisierung der fehlerhaften Funktion.

Eingrenzung des Problems auf eine Funktionseinheit.

Lokalisierung des Problems im Stromkreis.

Isolieren Sie das Problem durch gezielte Tests auf einen bestimmten Stromkreis.

Fehleranalyse.

Dieser Schritt besteht aus mehreren Teilen. Hier ermitteln Sie, welches Teil defekt ist, reparieren/ersetzen das Teil, ermitteln die Ursache des Fehlers, versetzen das Gerät wieder in den ordnungsgemäßen Betriebszustand und halten die erforderlichen Informationen zur späteren Bezugnahme in einem Protokollbuch fest.

Man muss jedenfalls die Ausrüstung kennen, um eine Fehlfunktion erkennen zu können. Ein intuitives Gespür für Materialfluss, Timing und Abläufe zu entwickeln, ist unerlässlich. Schließlich kann man Geräte nicht effektiv reparieren, wenn man nicht weiß, wie sie funktionieren.

Außerdem: Wie können Sie sich selbst und andere schützen, wenn Sie das System nicht kennen? Es gibt keinen Ersatz für die Zeit und Mühe, die erforderlich sind, um sich mit der Bedienung der Geräte vertraut zu machen.

Bewusste Formulierung von Symptomen

Bei der Beantwortung eines Serviceanrufs ist es wichtig, inne zu halten und sich einen Moment Zeit zu nehmen, um alle Fehler im Gerät oder in der Anlage richtig zu identifizieren. Allzu oft verfallen wir in Tunnelblick und konzentrieren uns auf das erste Symptom. Dadurch wird zwar möglicherweise ein Problem behoben, aber nicht unbedingt das eigentliche Problem.

Die Systembeschreibung wird verbessert, wenn die Standardarbeitsanweisungen (SOP) verwendet werden. Bei vielen Systemen reicht es aus, die Anlage einen kompletten Zyklus lang laufen zu lassen oder dies zu versuchen. Es ist offensichtlich, dass es keinen Sinn macht, über den Punkt des Versagens hinaus weiterzuarbeiten. Dies hilft, häufige Fehler sowohl von Bedienern als auch von Technikern zu vermeiden.

Bediener-Checklisten sollten Einrichtungs- und Betriebsanweisungen, normale Abschaltvorgänge und Notfallmaßnahmen enthalten. Die Luftfahrt bietet ein paralleles Beispiel für die strikte Verwendung von Checklisten vor dem Start, um die Startbereitschaft sicherzustellen.

Identifizierung von Symptomen – Hinweise zur Suche

Die in Industriemaschinen verwendeten Komponenten sind auf Fehlerbehebung ausgelegt. Einfache, aber wichtige Beispiele für Indikatoren sind:

Indikatoren auf Frontblenden

Indikator-LEDs auf der Vorderseite einer SPS, wie in Abbildung 1 dargestellt. Dies gilt auch für Steckmodule und Erweiterungsmodule.

Indikator-LEDs, die in das Gehäuse von Feldgeräten wie Sensoren und Aktoren integriert sind. Ein Paradebeispiel hierfür ist ein pneumatisches oder hydraulisches System mit LEDs am Wegeventil (DCV) sowie Indikator-LEDs an den Zylinderpositionssensoren.

Mit einem Steuerrelais verbundene LED-Indikatoren

Die physische Position des Ankers eines Relais oder die Position einer Fahne, falls vorhanden

Die Funktion von Zwischenschaltrelais

Die physikalische Wirkung von Feldgeräten wie Motoren, Luftzylindern oder motorbetätigten Ventilen (MOV)

Auch dabei ist es wichtig, die Funktionsweise und die Zyklen einer Maschine zu kennen. Ohne dieses Wissen wissen Sie nicht, wo und wann Sie nach diesen Indikatoren suchen müssen.

Moderne Geräte können zusätzliche diagnostische Datenquellen liefern:

Zeitgestempelte Fehlerprotokolle, die lokal oder in der Cloud gespeichert werden,

Fehler- und Statusanzeigen der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI).

Der Nutzen dieser Protokolle hängt direkt von den Fähigkeiten und der Vorstellungskraft der Systemprogrammierer und ihrer Fähigkeit ab, alle möglichen Fehler einer Maschine vorherzusehen. Obwohl viele Probleme direkt aus diesen Daten ermittelt werden können, ist dennoch ein erfahrener Techniker erforderlich, um die Daten richtig zu interpretieren. Die Vertrautheit eines Technikers mit der Maschine, wie sie in Ihrer Anlage betrieben wird, ist einfach durch nichts zu ersetzen.

Integration des Fehlerbehebungsprozesses

Sobald die Symptome eindeutig identifiziert sind, besteht der nächste Schritt darin, den Fehler auf ein System und dann auf eine bestimmte Komponente einzugrenzen. Ein methodisches, schrittweises Vorgehen mag zwar anfangs mehr Zeit in Anspruch nehmen, spart jedoch insgesamt Zeit, da Probleme nicht übersehen werden und wiederholte Ausfallzeiten vermieden werden.

Die Integration strukturierter Fehlerbehebungsmethoden, wie beispielsweise des 6-Stufen-Prozesses der US-Marine, in das Schulungsprogramm für eine Werkstatt kann die Diagnosefähigkeiten schärfen, das Selbstvertrauen des Teams stärken, dessen Fähigkeiten verbessern und die Reaktionszeiten verkürzen. ag