Das richtige Instrument wählen – Methoden und Tools für ein störungsfreies Bussystem

Immer wieder ist festzustellen, dass Unternehmer die Vorboten späterer Probleme an ihrer Anlage ignorieren, solange diese noch funktioniert. Dass es sich dabei um keine langfristig sinnvolle Strategie handelt, ist offensichtlich: Der unnötige Verschleiß oder die Zerstörung teurer Bauteile oder ein kostenintensiver Komplettausfälle der Maschine sind häufig die Folge. Dabei gib es heute leistungsfähige und günstige Werkzeuge, die ein methodisches Vorgehen zur Fehlerprävention ermöglichen. Besonders Anlagen, die auf Bussystemen basieren, sind hervorragend für Baugruppen- und Funktionstest geeignet. So hilft ein methodisches Vorgehen schnell und effizient dabei, Fehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Der „Super-Tester“ ist noch nicht gefunden

Eine interne Auswertung unseres Unternehmens aus 513 Trouble Shooting Einsätzen von 2009 bis 2014 hat ergeben, dass etwas mehr als die Hälfte (51 Prozent) der gefundenen Störungen ihren Ursprung in der EMV haben. Rund je ein Viertel der Fehler gehen auf die Software und die Wellenphysik zurück (jeweils 22 Prozent). Aus unserer Statistik ist deutlich zu erkennen, dass ein hoher Anteil von Fehlern durch die EMV entsteht. Es ist also bei weitem nicht damit getan, sich einen gewöhnlichen Profibustester zuzulegen und zu hoffen, dass dieser schon von alleine alle Fehler finden wird.

Einen „Super Tester“, der alle Fehlerquellen im Bussystem erkennt, gibt es bislang leider nicht. Währenddessen entwickeln sich die Bussysteme immer weiter: Es gibt neue Bausteine und Protokollerweiterungen, die wiederum neue Testverfahren erfordern. Daher ist es sinnvoll, bei der Busüberwachung und Fehleranalyse mehrere Testgeräte einzusetzen, die sich gegenseitig ergänzen. Konkret heißt das, dass beispielsweise beim Troubleshooting alle Layer separat getestet werden; jedes Testgerät bemerkt dabei auch Fehler aus den anderen Layern. So ergibt sich nach und nach ein vollständiges Fehlerbild, das Interpretationen zur Problemursache zulässt.

Das passende Gerät für den spezifischen Anwendungsfall – ein Überblick

Egal, welches Bussystem verbaut ist: Wichtig ist es, schnell und professionell auf Fehler zu reagieren beziehungsweise diese bestenfalls bereits vor der Entstehung zu identifizieren. Doch welches Vorgehen und welche Analysemöglichkeiten passen am besten zu den spezifischen Anforderungen meiner Anlage? Diese Frage ist gar nicht so einfach zu beantworten, gibt es doch unzählige Systemelemente und die dazu passende Test- und Analysegeräte. Die wichtigsten davon stellen wir hier in aller Kürze, mit Fokus auf den Anwendungsbereich und ohne komplizierte technische Details, vor:

Profibus Tester „Net Test II“

Leitungstest und Messung der Baudraten

„Net Test II“ prüft Leitungen in der Netzwerkverkabelung (Längentest, Reflexionstest, Impedanztest, Slave Signalqualität, Pegelmessung). Auf Grundlage der Messung wird ein Protokoll erstellt und ausgedruckt. Es ist ein Gerät das sich ideal für die Schirmleitungsbetrachtung eignet. Gerade das betriebliche Verdrahtungspersonal kann mit dem Gerät eigenständig Fehler bei Aderbrüchen identifizieren und (bei niedrigen Baudraten) effizient Abschlusswiderstandsproblemen lösen.

Profibus Tester „Net Test II“

Leitungstest und Messung der Baudraten

„Net Test II“ prüft Leitungen in der Netzwerkverkabelung (Längentest, Reflexionstest, Impedanztest, Slave Signalqualität, Pegelmessung). Auf Grundlage der Messung wird ein Protokoll erstellt und ausgedruckt. Es ist ein Gerät das sich ideal für die Schirmleitungsbetrachtung eignet. Gerade das betriebliche Verdrahtungspersonal kann mit dem Gerät eigenständig Fehler bei Aderbrüchen identifizieren und (bei niedrigen Baudraten) effizient Abschlusswiderstandsproblemen lösen.

Profibus Tester „PBT 4“ und „PBT 5“

Erstellt ausführliches Busprotokoll

Sowohl der PBT 5 als auch der PBT4 (in Kombination mit NetTest II) liefert ein ausführliches Busprotokoll (Aufzeichnung der Kommunikationsprozesse im Bussystem) und eignet sich daher für sämtliche Einsatzbereiche – von der Werkstatt bis zur Maschinenübergabe. Beide Geräte ermitteln dafür die Topologie des Systems, die Baudraten bei der Signalübertragung sowie den Störspannungsabstand, die Tokenumlaufzeit beim laufenden Bus und die Anzahl der gemessenen Fehltelegramme und ermittelt einen Qualitätswert. Der PBT 5 (als eine Kombination aus PBT4 und Net Test II) eignet sich darüber hinaus ideal bei der Fehleranalyse von Aderbrüchen und ist bemerkenswert in der Auswertung von Diagnosemeldungen.

Profibustester „ProfiTrace II“

Umfängliche Fehlersuche mit Trigger-Möglichkeiten

Das Gerät eignet sich hervorragend für die Fehlersuche in Anlagen. Dabei zeichnet es sich besonders durch seine Größe (passt in eine Laptoptasche), seine autarke Energieversorgung (Versorgung über den USB-Bus) und seine schnelle Messgeschwindigkeit aus. Wackelkontakte und Schleppketten-Problemen lassen sich so schnell erkennen. Der ProfiTrace II dekodiert sämtliche Telegramme (DP, DP-V1, FDL, PA) und führt auch im laufenden Betrieb rückwirkungsfreie Messungen durch. Dabei erfasst er die Umlaufzeit des Systems (Zykluszeit) und zählt die Telegramm-Wiederholungen zu jedem Teilnehmer. Darüber hinaus bietet der Tester Trigger-Möglichkeit auf verschiedene Fehler und auf logische Teilnehmer-Adressen.

Softwarehilfe App

Feldbusprüfung leicht gemacht

Die App ist vorzugsweise geeignet für eine Prüfung des jeweiligen Feldbusses beziehungsweise vor oder nach einer Fehlersuche in einem Feldbussystem. Für die Abnahme werden die Schirmströme und der Wechselstromanteil der 24V erfasst. Aus den automatisch generierten Tabellen und Diagrammen lässt sich der Problempunkt sehr gut erkennen. Auf Grundlage einer Auswertung der Ergebnisse lassen sich entsprechende Verbesserungsvorschläge ableiten. Damit bietet die App eine günstige und unkomplizierte Möglichkeit, um die ersten Fehler aus den Anlagen auszubauen.

Softwarehilfe Pfiba 64

Anlagenfehler über mehrere Gebäude entdecken

Mithilfe der Software Pfiba 64 können 63 digitale Ausgänge mitgeschrieben werden. Ein Kanal wird für den Quicktester P QT 10 verwendet. Mithilfe der grafischen Auswertung kann das Fehltelegramm einem bestimmten Flankenwechsel eines Kanals zugeordnet werden. Diese Technik ist geeignet, um mobil, Fehltelegramme aus Schaltvorgängen dem Prozess zuzuordnen. Im Gegensatz zur Lösung mit der Hupe, die nur lokal hörbar ist, können mit dieser Lösung Anlagenfehler gefunden werden, die sich über mehrere Gebäude erstrecken.

Softwarehilfe S7-QT

Analyse bei seltenen, komplexen Fehlertelegrammen

Diese Software eignet sich besonders für die permanente Busüberwachung in Anlagen in denen sehr selten Feldtelegramme auftreten und diese nicht eindeutig zuzuordnen sind. Der Quicktester wird zur permanenten Busüberwachung eingesetzt und das Ergebnis liefert erste Hinweise für die korrektive Instandhaltung. Zur Identifikation der Herkunft des Fehlers wird eine Art „Fehler-Falle“ installiert, die durch das Zusammenspiel aus der Softwarehilfe und einem Quicktester funktioniert. Damit kann S7-QT ein Feldtelegramm einem bestimmten Ausgang zuordnen, der mit Hilfe eines Quicktester- ausgelesen werden kann.

Gute Werkzeuge alleine reichen nicht

Am Ende bleibt die Frage, ob sich eine Investition in die vorgesehenen Testgeräte lohnt, oder ob es günstiger ist, einen Dienstleister zu beauftragen. Entscheidungsgrundlage sind dabei auch immer die Komplexität des Systems (Wie viele mögliche Ursachen gibt es? Wie schwer ist es, den Fehler zu finden?) und die Häufigkeit der auftretenden Fehler. Letztlich ist es ist eine Wahl, die darüber entscheidet, wie selbstständig und schnell ein Unternehmer auf den Ausfall einer Maschine reagieren kann. Ausschlaggebend ist dafür nicht nur, die passenden Testgeräte parat zu haben, sondern auch das nötige Know-How im Umgang mit den Werkzeugen zu besitzen. Deshalb bietet es sich an, die Tools auch in „guten Zeiten“ einzusetzen und sich kontinuierlich bei Schulungen weiterzubilden.

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