Drei Uhr morgens. Stille am Packband. Nicht die angenehme Stille eines geplanten Stopps. Sondern die Art von Stille, die den Nachtschichtmitarbeiter dazu veranlasst, mich anzurufen und zu sagen: „Das ist nicht das erste Problem heute Nacht.“

„Der Tank ist voll“, sagt er. „Voll und der Füllstand steigt. Wir sind im Begriff, das Produkt auf den Boden zu stellen.“

Ich öffne die Füllstandstabelle auf meinem Laptop. Der Rohwert für den Füllstandskanal liegt bei 27648. Er ist am oberen Ende der Skala. Der Messumformer an diesem Tank ist ein 4-20-mA-Gerät, und 27648 ist der Wert, den das SM331 meldet, wenn der Eingang maximal ist. Entweder läuft der Tank tatsächlich über, oder irgendetwas in diesem Regelkreis liefert falsche Werte.

Es war die Schleife. Das ist sie meistens.

Ich habe unzählige SM331-Module ausgetauscht. Ich habe auch schon erlebt, wie einwandfreie Module unbrauchbar wurden, weil ein 2-Draht-Sender in einen für 4-Draht vorgesehenen Steckplatz gesteckt oder eine Bereichskarte nach der Reinigung des Bedienfelds falsch herum eingesetzt wurde. In neun von zehn Fällen liegt es nicht am Modul selbst, sondern an den Anschlüssen.

Dieser Artikel beschreibt die Reihenfolge meiner Fehlersuche, geordnet nach der Häufigkeit, mit der ich die einzelnen Fehler im Feld beobachte. Arbeiten Sie die Liste von oben nach unten ab, bevor Sie ein Ersatzteil bestellen. Man könnte meinen, das Modul sei defekt. Meistens ist es das aber nicht.

Was das SM331 eigentlich ist

Die SM331 ist die analoge Eingangskarte für die S7-300-Familie. Sie empfängt das 4-20-mA-, 0-20-mA- oder Spannungssignal eines Feldmessumformers und wandelt es in einen für die CPU verarbeitbaren Zahlenwert um. Dieser Wert ist eine Ganzzahl zwischen 0 und 27648 für unipolare Bereiche bzw. zwischen -27648 und +27648 für bipolare Bereiche. Die CPU skaliert diesen Rohwert anschließend in die benötigte technische Einheit: Prozent, Bar oder Grad Celsius.

Die gesamte Produktfamilie weist einige Gemeinsamkeiten auf. Sie werden auf derselben Schiene montiert, nutzen denselben Backplane-Bus und sind alle an dasselbe Diagnosesystem angebunden. Die Unterschiede liegen in der Kanalanzahl, der Auflösung, den Eingangsspannungsbereichen und der Kanaltrennung.

Eines sage ich jedem Lehrling: Ein SM331 ist ein einfaches, ehrliches Gerät. Es erfindet keine Messwerte. Wenn es 27648 anzeigt, hat etwas den Eingang angesteuert. Wenn es Null anzeigt, ist der Stromkreis unterbrochen oder defekt. Die Karte ist ein Voltmeter mit Seriennummer. Behandelt man sie so, wird die Fehlersuche deutlich einfacher.

SM331-Modelle, denen Sie im Außendienst begegnen werden

Nicht alle SM331-Geräte sind gleich. Die Bestellnummer verrät fast alles. Das sind die Geräte, die ich tatsächlich in Produktionsanlagen sehe, und hier ist, wofür sie geeignet sind.

Bestellnummer | Kanäle | Auflösung | Eingangsspannungsbereiche | Typische Anwendung

6ES7331-7KF02-0AB0 | 8 AI | 12 Bit | 0–20 mA, 4–20 mA, ±10 V | Das Arbeitstier. Prozesssignale, Messumformer, Antriebsrückmeldung

6ES7331-7KB02-0AB0 | 2 AI | 12 Bit | 0–20 mA, 4–20 mA, ±10 V | Kleine Schalttafeln, wenige Signale, Nachrüstungen

6ES7331-7NF10-0AB0 | 8 AI | 15 Bit | 0–20 mA, 4–20 mA, ±10 V | Hochauflösendes, präzises Wägen, schnelle Regelschleifen

6ES7331-7NF00-0AB0 | 8 AI | 15 Bit | 0–20 mA, 4–20 mA, ±10 V | Ältere hochauflösende Karte, gleiche Funktion wie die 7NF10

6ES7331-1KF02-0AB0 | 8 AI | 13 Bit | 0–10 V, ±10 V, 0–20 mA | Für hohe Spannungen geeignet. Keine Kanaltrennung.

6ES7331-7PF11-0AB0 | 8 AI | 16 Bit | RTD, Thermoelement | Temperatur. Pt100, Typ J und K

Ein paar Anmerkungen aus der Praxis. Das 7KF02 ist das Gerät, das man in den meisten Racks findet. Es ist günstig, weit verbreitet und die Bereichskarte ermöglicht die Steuerung von Spannung, Strom und an manchen Positionen sogar von Pt100-Sensoren und Thermoelementen. Diese Flexibilität ist der Grund für seine lange Beharrlichkeit.

Die 1KF02 verfügt über keine Kanaltrennung. Alle Kanäle teilen sich dieselbe Referenz. Ein Erdschluss in einer Schleife legt die gesamte Karte lahm. Ich habe erlebt, wie ein defektes Feldkabel alle acht Kanäle gleichzeitig lahmlegte, und das Wartungsteam tauschte zwei einwandfrei funktionierende Karten aus, bevor jemand das Kabel überprüfte.

Das Modell 7NF10 verwendet einen 40-poligen Frontstecker. Die Modelle 7KF02 und 1KF02 verwenden einen 20-poligen Stecker. Achten Sie beim Kauf eines Ersatzkabels unbedingt auf den passenden Stecker, sonst suchen Sie mitten in der Nacht nach dem richtigen Kabel.

Die Fehlerliste, geordnet nach Häufigkeit ihres Auftretens

1. Verdrahtung und Polarität

Das ist der häufigste Fehler. Ich würde sagen, die Hälfte meiner Anrufe bei Analoggeräten endet mit einer Reparatur per Schraubenzieher, nicht mit einer Ersatzteilbestellung. Der häufigste Fehler ist die vertauschte Polarität an den Kanalanschlüssen. M+ und M- sind vertauscht. Ein Messtechniker schließt einen Druckmessumformer nach der Kalibrierung neu an, vertauscht dabei die beiden Anschlüsse, und die Messung schlägt fehl. Der Bediener ist überzeugt, der Messumformer sei defekt. Dabei ist er in Ordnung. Die beiden kleinen Buchstaben auf dem Anschlussblock verraten alles.

Stromeingänge benötigen einen Rückweg. Wenn die negative Seite der Schleife nicht belegt ist, erhält man unbrauchbare Werte. Nicht null, nicht den Maximalwert. Einfach nur unbrauchbare Werte, die wild umherirren. Ich habe auch schon einen Anschluss gesehen, der fest aussah, aber an dem ein Draht nur noch an einem Faden hing. Der Messwert sank jedes Mal, wenn die Maschine vibrierte. Man hätte meinen können, es sei ein lockerer Sensor. Dabei war es nur eine lockere Schraube.

Schecks:

· Sind die Klemmschrauben wirklich fest angezogen? Ziehen Sie an jedem Draht, aber nicht vorsichtig.

· Ist M+ am Modul mit dem Pluspol des Signals verbunden? Ist M- mit dem Minuspol verbunden?

· Verfügt jeder Stromkanal über einen vollständigen Rückweg?

· Gibt es in Feuchträumen Korrosion, grünen Belag oder verfärbte Anschlüsse?

Abhilfe: Mit Aderendhülsen neu anschließen, beschädigte Klemmenblöcke ersetzen und das Adernpaar beschriften. Eine Beschriftung kostet zehn Sekunden und spart eine Stunde.

2. Zwei-Draht- vs. Vier-Draht-Sender

Dieses System sortiert funktionierende Module in den Schrott. Ein 2-Draht-Transmitter wird von der Schleife selbst versorgt. Das Modul muss für den 2-Draht-Betrieb konfiguriert sein, damit es die Schleifenspannung aus dem Kanal abgibt. Ein 4-Draht-Transmitter benötigt eine eigene Stromversorgung. Sein Ausgangssignal ist lediglich ein Messwert, der vom Modul erfasst wird.

Schließt man einen 2-Draht-Transmitter an einen für 4-Draht ausgelegten Steckplatz an, liegt keine Schleifenspannung an. Die Karte zeigt Null an. Alle geben der Karte die Schuld. Ich habe einmal einen brandneuen Drucktransmitter dieser Art vorgefunden, der von einem Handwerker installiert worden war und laut Vorarbeiter bereits bei der Ankunft defekt war. Mit einem Multimeter brauchte ich nur zwei Minuten, um festzustellen, dass die Schleife keine Spannung aufwies. Die Karte hatte keine Chance.

Der umgekehrte Fall ist noch schlimmer. Schließt man einen 4-Draht-Transmitter an einen für 2-Draht ausgelegten Steckplatz an, versucht das Modul, Schleifenstrom in einen Ausgang einzuspeisen, der diesen nicht aufnehmen kann. Der Messwert springt auf 27648, und die Ausgangsstufe des Transmitters überhitzt und wird beschädigt. Das führt dann um 3 Uhr nachts zu dem Anruf „Tank voll“, manchmal sogar bei tatsächlich vollem Tank, weil das Ventil aufgrund einer Fehlmessung geschlossen hat.

Schecks:

· Wie viele Drähte führen zum Sender? Zwei Drähte bedeuten 2-Draht-Anschluss. Vier Drähte bedeuten, dass er über ein eigenes Strompaar verfügt.

· Was besagt der Eintrag in der Hardwarekonfiguration für diese Kanalgruppe?

· In welcher Position befindet sich die Range-Karte?

Abhilfe: Stellen Sie die Bereichskarte und die HW-Konfiguration so ein, dass sie zum Sendertyp passen, und schließen Sie die Schleifenversorgung an der vorgesehenen Stelle an.

3. Rohwert bleibt bei 27648 oder 0 hängen.

Der klassische Fall. Ein Rohwert von 27648 bedeutet, dass der Eingang maximal ausgesteuert wird. Ein Rohwert von 0 bedeutet, dass der Regelkreis unterbrochen ist, der Sensor defekt ist oder die Stromversorgung fehlt. Beide Fälle sehen auf dem HMI identisch aus: ein fehlerhafter Messwert. Die Ursachen sind jedoch völlig unterschiedlich.

Bei 27648 liegt die Wahrscheinlichkeit für einen Kurzschluss oder eine Überlastung vor. Der Schleifenstrom liegt tatsächlich über 20 mA, der Transmitterausgang ist gesättigt oder der Messbereich ist falsch eingestellt. Eine Woche lang zeigte mein Tankfüllstand „voll“ an. Der Bediener schob das auf eine defekte Karte. Tatsächlich war das Kabel bei Dacharbeiten unter einer Kabelrinne eingeklemmt worden, wodurch die beiden Adern kurzgeschlossen wurden. Der Transmitter gab seinen Maximalwert an die kurzgeschlossene Schleife an. Die Karte zeigte den korrekten Füllstand an.

Anzeige bei 0: Offener Regelkreis, defekter Messumformer, durchgebrannte Sicherung der 24-V-Regelkreisversorgung oder Kabelbruch bei deaktivierter Überwachung. Ein weiterer, weniger offensichtlicher Fehler: Ist der Kanal auf 0–20 mA konfiguriert, der Messumformer aber auf 4–20 mA, zeigt die Karte bei leerem Tank etwa 20 % des Skalenwerts an. Nicht null, sondern 20 Prozent. Bediener bezeichnen dies als „Leckage“, und es handelt sich um ein Konfigurationsproblem, nicht um einen Hardwaredefekt.

Schecks:

· Schalten Sie ein mA-Meter in Reihe mit der Stromschleife. Welchen Stromwert misst es tatsächlich?

· Messen Sie die Spannung an den Anschlüssen des Senders. Liegt die benötigte Spannung an?

· Überprüfen Sie die 24-V-Schiene und die Schleifensicherung. Sicherungen fallen um 3 Uhr nachts häufiger aus als alle anderen Bauteile.

Behebung: Ersetzen Sie die Sicherung, reparieren Sie das Kabel oder tauschen Sie den Sensor aus. Geben Sie anschließend 12 mA mit einem Schleifenkalibrator ein. Wenn die Karte einen mittleren Messwert anzeigt, lag das Problem nicht an der Karte.

4. Kanalgruppenisolationsfehler

Das 7KF02 trennt seine Kanäle paarweise. Kanal 0 und 1 bilden eine Gruppe, ebenso 2 und 3, 4 und 5 sowie 6 und 7. Wenn ein Kanal einer Gruppe einen Spannungsstoß erleidet, ist auch der Partnerkanal betroffen. Ich habe erlebt, wie eine Überspannung den Eingangsschutz von Kanal 0 lahmlegte und Kanal 1 daraufhin einen Monat lang unbrauchbare Werte anzeigte, während alle den Sender auf Kanal 1 dafür verantwortlich machten.

Die Gruppenverdrahtung teilt sich auch die Referenz. Ein kurzgeschlossenes Feldkabel auf einem Kanal der Gruppe kann die Gruppenreferenz beeinflussen und die Messwerte der benachbarten Kanäle verfälschen. Gleiche Gruppe, gleiches Schicksal.

Schecks:

· Verschieben Sie das verdächtige Signal auf einen Kanal in einer anderen Gruppe. Wenn es dort einwandfrei funktioniert, ist die Gruppe beschädigt, nicht die gesamte Karte.

· Überprüfen Sie beide Kanäle in der Gruppe. Wenn beide nicht ordnungsgemäß funktionieren, liegt der Verdacht nahe, dass die Gruppe defekt ist.

· Schauen Sie sich das Feldkabel auf beiden Kanälen an, nicht nur auf dem, der Anlass zur Sorge gibt.

Behebung: Reparieren Sie den fehlerhaften Feldpfad. Wenn die Eingangsstufe dieser Gruppe tatsächlich defekt ist, muss die Karte ausgetauscht werden. Eine defekte Gruppe kann nicht umgangen werden.

5. Falsches Bereichsmodul oder falsche Einstellung

Das 7KF02 hat eine Bereichskarte, eine kleine Platine, die man vorne in das Modul schiebt. Sie legt den Messbereich für jede Kanalgruppe fest. Man kann sie falsch herum oder im falschen Steckplatz einsetzen. Ich habe beobachtet, wie ein Reinigungsteam so eine Karte herausnahm, die Kontakte abwischte und sie um 180 Grad gedreht wieder einsetzte. Danach zeigten die Hälfte der Kanäle nur noch Unsinn an. Niemand hatte die Software oder die Verkabelung verändert. Ein 5-Dollar-Plastikteil war die Ursache.

Die Position der Messbereichskarte und der Eintrag in der Hardwarekonfiguration müssen übereinstimmen. Wenn die Karte 4–20 mA angibt, die Hardwarekonfiguration aber 0–10 V, sind die Messwerte falsch und erwecken den Eindruck eines Sensorproblems. Außerdem müssen Bestellnummer und Hardwareversion in der Hardwarekonfiguration mit dem tatsächlichen Modul übereinstimmen, andernfalls markiert die CPU den Steckplatz.

Schecks:

· Ziehen Sie die Entfernungskarte heraus. Liegt sie richtig herum? Befindet sie sich in der richtigen Position?

· Zeigt HW Config für diese Gruppe denselben Bereich an?

· Stimmt die Bestellnummer in HW Config mit der Nummer des Moduls im Rack überein?

Lösung: Setzen Sie die Karte korrekt ein, korrigieren Sie den Eintrag in der Hardwarekonfiguration und laden Sie die Daten herunter. Starten Sie das Rack neu, falls die CPU Probleme bereitet.

6. Erdung und Gleichtaktspannung

Der 7KF02 trennt seine Kanalgruppen nur um etwa zwei Volt. Das ist keine echte Isolation, sondern lediglich eine Scheintrennung. Liegen Messumformer und SPS auf unterschiedlichen Massepotenzialen, wirkt sich die Differenz direkt auf den Eingang aus. Die Messwerte driften, springen und erreichen manchmal sogar den Maximalwert.

Ich hatte in den USA eine Kompressoranlage bauen lassen, die mit 120 V/60 Hz betrieben wurde und neben einem 230-V/50-Hz-Anlagenverteiler stand. Das analoge Signal driftete den ganzen Tag. Die Massespannungen wichen um einige Volt voneinander ab, und der 7KF02 hatte dafür keine Reserve. Die Lösung war eine einseitige Erdung und eine einseitig geerdete Schirmung. Die 15-Bit-7NF-Module kommen mit solchen Problemen besser zurecht, aber man kann sich die Hardware nicht immer aussuchen.

Schecks:

· Messen Sie die Spannung zwischen dem Minuspol des Senders und dem M-Anschluss des Moduls. Eine Spannung von mehr als ein oder zwei Volt deutet auf ein Gleichtaktproblem hin.

· Ist die Abschirmung an beiden Enden geerdet? Das ist eine Masseschleife mit Brummgeräusch.

· Befinden sich die Signalkabel in einer gemeinsamen Kabelrinne mit Motorleitungen oder Frequenzumrichterkabeln?

Abhilfe: Einpunkt-Erdung, ein Ende der Abschirmung erden, das andere abkleben; in hartnäckigen Fällen zusätzlich einen Trennschalter zwischen Sender und Karte. Das ist günstiger als ein neues Modul und behebt die Ursache.

7. Adressierung und Steckplatzkonfiguration

Das Modul befindet sich in Steckplatz 4, die Konfiguration gibt jedoch Steckplatz 5 an. Alternativ stimmt die Bestellnummer in der Hardwarekonfiguration nicht mit der tatsächlich installierten Karte überein. Die CPU meldet entweder einen Steckplatzfehler oder die Werte werden nicht aktualisiert. Das HMI zeigt veraltete Werte an, und die Bediener gehen davon aus, dass der Prozess eingefroren ist.

Mir wurde auch schon ein „neues“ Modul aus dem Laden gegeben, das eine ältere Hardwareversion hatte als von HW Config erwartet. Die CPU weigerte sich, es zu akzeptieren. Die Lösung bestand darin, die Version in der Konfiguration mit der Karte im Rack abzugleichen oder die richtige Karte zu finden. Überprüfen Sie auch die Eingangswortadressen. Eine 8-Kanal-Karte benötigt acht Wörter, und wenn sich die Adressen zweier Karten überschneiden, ergeben sich widersprüchliche Messwerte.

Schecks:

· Öffnen Sie die Modulinformationen in der Hardwarekonfiguration. Werden auf der Karte die erwartete Bestellnummer und Version angezeigt?

· Befindet sich das Modul in dem Steckplatz, der in der Konfiguration angegeben ist?

· Gibt es Überschneidungen zwischen den Adressen der eingegebenen Wörter und denen einer anderen Karte?

Lösung: Korrigieren Sie die Konfiguration, laden Sie die Adressen herunter und bestätigen Sie sie. Überprüfen Sie anschließend den aktuellen Wert in einer Mehrwertsteuertabelle.

8. Das Modul ist tatsächlich defekt.

Ganz unten auf der Liste, und das zu Recht. Echte Hardwareausfälle kommen vor. Eine Überspannung zerstört eine Eingangsstufe. Ein kurzgeschlossener Sender leitet 24 V in einen Eingang, der nur für Milliampere ausgelegt ist. Ein Blitz schlägt hundert Meter entfernt in einen Zaun ein, und das gesamte Rack gerät ins Wanken. Manchmal gibt eine Karte einfach an Altersschwäche den Geist auf.

Die Anzeichen sind eindeutig: Die SF-LED leuchtet dauerhaft, die Modulinformationen zeigen einen internen Fehler an, kein Kanal reagiert, selbst wenn ein Kalibrator direkt an die Anschlüsse angeschlossen ist, und der Fehler bleibt bestehen, wenn die Karte in einen anderen Steckplatz eingesetzt wird. Wenn Sie die Schritte 1 bis 7 ausgeführt haben und die Karte immer noch nicht funktioniert, liegt es an der Karte.

Schecks:

· Tauschen Sie die Karte mit einer funktionierenden Karte aus. Wandert der Fehler mit der Karte? Dann liegt es an der Karte.

· Riechen Sie am Modul. Verbrannte Elektronik hat einen charakteristischen Geruch. Dasselbe gilt für eine durchgebrannte Eingangsschutzstufe.

· Prüfen Sie die Eingangsschaltung auf sichtbare Schäden.

Lösung: Ersetzen Sie das Modul. Achten Sie auf die exakte Übereinstimmung der Bestellnummer und der Hardwareversion mit Ihrem Eintrag in der Hardwarekonfiguration. Ein gebrauchtes 6ES7331-7KF02-0AB0 von einem seriösen Händler ist geeignet. Prüfen Sie lediglich die Version und ob die Bereichskarte enthalten ist. Auch der Typ des Frontsteckers ist wichtig. Wir führen Siemens-SPS-Ersatzteile und allgemeine SPS-Ersatzteile für die gängigen SM331-Versionen – sowohl neu als auch gebraucht. Neue Module sind CE- und UL-gekennzeichnet. Gebrauchte Module aus der EU oder den USA sind ebenfalls geeignet, solange Bestellnummer und Version übereinstimmen.

Diagnose: Was die Karte Ihnen mitteilt

Die SF LED

Die SF-LED ist das gesamte Vokabular des Moduls. Wenn Sie es lernen, sparen Sie sich die Hälfte des Rätselratens.

LED-Status | Bedeutung | Was ist zu tun?

SF aus | Kein Fehler von der Karte gemeldet | Vertrauen Sie ihr, überprüfen Sie aber trotzdem die Feldverdrahtung

SF blinkt | Kanalfehler: Drahtbruch, Über- oder Unterbereich | Lesen Sie die Diagnose, finden Sie den Kanal

SF leuchtet dauerhaft | Parameterzuweisungsfehler oder interner Fehler | Hardwarekonfiguration, Bereichskarte und Modulversion prüfen

Informationen zum Lesemodul

Doppelklicken Sie in HW Config auf das Modul und öffnen Sie die Modulinformationen. Im Reiter „Diagnose“ finden Sie alle relevanten Informationen. Dort werden der Kanal, der Fehlertyp und die Art des Fehlers (Drahtbruch, Unter- oder Überspannung) angezeigt. Außerdem werden interne Fehler dargestellt, die von den LEDs nicht angezeigt werden.

Wenn Sie den Diagnose-Interrupt in den Modulparametern aktivieren, wird die CPU bei jedem Fehler benachrichtigt. Genau da liegt das Problem. Wenn der Interrupt aktiviert ist und OB82 nicht im Programm geladen ist, stoppt die CPU beim ersten Kanalfehler. Ich habe so einen Anruf schon um 3 Uhr nachts entgegengenommen. Jemand hatte die Diagnose aus gutem Grund aktiviert und OB82 vergessen. Die gesamte Produktionslinie stand still, weil ein Ersatzkanal einen Wackelkontakt hatte.

Den Rohwert beobachten

Öffnen Sie eine VAT-Tabelle und geben Sie die Eingabewortadresse ein. Bei einer 8-Kanal-Karte sind das acht Wörter. Beobachten Sie den Wert, während Sie ein bekanntes Signal an die Feldanschlüsse einspeisen. Folgt der Rohwert dem Signal, sind Karte und Konfiguration in Ordnung. Ignoriert der Rohwert das Signal, arbeiten Sie sich Anschluss für Anschluss zurück zum Feld.

Drahtbruchüberwachung

Die Drahtbruchüberwachung ist im Bereich von 4–20 mA und 1–5 V parametrierbar. Im aktivierten Zustand zeigt der offene Regelkreis den Wert 32767 an, und die SF-LED blinkt zur Diagnose des Drahtbruchs. Im deaktivierten Zustand zeigt der offene Regelkreis den Wert 0 an, was einem defekten Sensor entspricht. Merken Sie sich die aktuelle Einstellung, sonst suchen Sie womöglich stundenlang nach einem Fehler.

Rohwert zu technischen Einheiten

Hier ist die Karte, die ich im Kopf habe. Die Rohwerte sind ganze Zahlen, und der Maßstab ist festgelegt.

Rohwert | Prozent des Messbereichs | 4–20 mA Signal | Was es üblicherweise bedeutet

32767 | Überbereich | über 20 mA | Drahtbruch bei eingeschalteter Überwachung oder Überbereich

27648 | 100 % | 20 mA | Eingangssignal maximal. Sensor am Anschlag, Kurzschluss oder falscher Messbereich.

20736 | 75 % | 16 mA | Normalwert bei 75 %

13824 | 50 % | 12 mA | Mittelbereich. Normal

6912 | 25 % | 8 mA | Normalwert bei 25 %

0 | 0 % | 4 mA | Nullsignal, offener Regelkreis oder defekter Sender

-32768 | Unterbereich | unter 4 mA | Unterbereich mit Überwachung eingeschaltet

Ein häufiger Fehler: Im Bereich von 4–20 mA ordnet das Modul 4 mA dem Rohwert 0 und 20 mA dem Rohwert 27648 zu. Der Nullpunkt des 4–20-mA-Bereichs ist intern bereits entfernt. Beim Skalieren entspricht die untere Grenze daher dem technischen Wert bei 4 mA, nicht dem Wert bei 0 mA. Vertauscht man diese Werte, zeigt der Tank einen vollen Füllstand an, obwohl er leer ist.

Skalierung mit FC105

FC105 ist die SCALE-Funktion der Standardbibliothek. IN ist der Rohwert des Eingabeworts. HI_LIM und LO_LIM sind Ihre technischen Bereiche. BIPOLAR gibt an, ob der Rohwertbereich -27648 bis +27648 oder 0 bis 27648 ist. OUT ist das tatsächliche Ergebnis. RET_VAL ist das Statuswort, das Sie überprüfen sollten. Ist es ungleich null, ist ein Fehler bei der Konvertierung aufgetreten.

Die meisten Skalierungsfehler, die ich sehe, sind auf ein falsches BIPOLAR-Flag oder vertauschte Grenzwerte zurückzuführen. Beides führt zu sehr konsistent falschen Messwerten, wodurch das Vertrauen der Bediener eher steigt als sinkt. Ein Messwert, der immer 10 % zu hoch ist, gilt als Skalierungsfehler, bis das Gegenteil bewiesen ist.

Richtig verkabeln

2-Draht-Anschluss

Das Modul versorgt die Schleife mit Strom. L+ wird an den L+-Anschluss des Moduls angeschlossen. Der Schleifenstrom fließt aus dem M+-Anschluss des Kanals durch den Sender zurück zu M-. Es ist keine externe Stromversorgung erforderlich. Wenn das Modul nicht für 2-Draht konfiguriert ist, liegt keine Schleifenspannung an, und der Messwert bleibt bei Null – ein Fehler, der fälschlicherweise der Karte zugeschrieben wird.

4-adriger Anschluss

Der Sender wird mit eigener Stromversorgung betrieben. Das Signalpaar wird an M+ und M- angeschlossen. Die Schleifenspannung des Moduls darf nicht an einen 4-adrigen Senderausgang angeschlossen werden. Die Kontaktstifte der Platine erhitzen sich, und die Ausgangsstufe des Senders wird heiß. Ich habe bereits zwei Sender ausgetauscht, bevor ich einen Installateur gefunden habe, der genau das getan hat.

Abschirmung

Für 4–20 mA immer ein verdrilltes, geschirmtes Adernpaar verwenden. Die Schirmung nur an einem Ende erden. Entweder am Panel- oder am Feldanschluss – konsequent verwenden. Eine Erdung beider Enden führt zu einer Masseschleife mit deutlichem Brummen. Signalkabel nicht zusammen mit den Motor- und Frequenzumrichterkabeln in die Kabelrinne legen. Ich habe schon erlebt, wie ein Frequenzumrichter ein sauberes 4–20-mA-Signal in hörbares Rauschen verwandelt hat. Die Karte interpretiert es als Signal, der Prozess hingegen als Chaos.

Korrekturen, in der Reihenfolge

· Anschlüsse: fest, sauber, mit Aderendhülsen versehen, M+ und M- korrekt.

· Schleife: Messgerät in Reihe schalten, prüfen, ob der Strom dem Prozess entspricht.

· Stromversorgung: 24 V am Stromkreis, Sicherung in Ordnung, Polarität korrekt.

· Konfiguration: Position der Bereichskarte, HW-Konfigurations-Bestellnummer, Hardwareversion, Messbereich.

· Isolation: Das Signal in eine andere Kanalgruppe verschieben und mit einem Kalibrator zuführen.

· Dann die Karte.

Wenn Sie die Schritte in dieser Reihenfolge befolgen, müssen Sie deutlich weniger Module austauschen. Ich habe immer einen Schleifenkalibrator in meinem LKW. Er hat sich schon hundertfach bezahlt gemacht. Ein 200-Dollar-Gerät, das beweist, dass die Karte in Ordnung ist, ist günstiger als ein 400-Dollar-Modul, das gar nicht die Ursache des Problems ist.

Wann sollte das Modul ausgetauscht werden?

Tauschen Sie das Modul aus, wenn die SF-LED dauerhaft leuchtet und ein interner Fehler in der Diagnose angezeigt wird. Tauschen Sie es aus, wenn kein Kanal reagiert, selbst wenn ein Kalibrator direkt an die Anschlüsse angeschlossen ist. Tauschen Sie es aus, wenn der Fehler auf einen anderen Steckplatz wandert. Tauschen Sie es aus, wenn Sie verbrannte Bauteile riechen. Überspannungsschäden an der Eingangsstufe können nicht vor Ort repariert werden. Verschwenden Sie keine Arbeitszeit damit.

Achten Sie beim Kauf des Ersatzteils auf die exakte Übereinstimmung der Bestellnummer. Prüfen Sie die Hardwareversion anhand Ihres Eintrags in der Hardwarekonfiguration. Bestätigen Sie den Typ des Frontsteckers. Stellen Sie sicher, dass die Bereichskarte enthalten ist. Ein Modul ohne Bereichskarte ist für die 7KF02 nutzlos. Wir führen Siemens-SPS-Ersatzteile in den aufgeführten Versionen, sodass Sie die Kompatibilität vor der Bestellung prüfen können.

Wartungscheckliste

· HEISSE TAGS : Siemens S7-300 SM331 SM331-Fehler