Temperaturmessumformer bei Fühlerbruch: NAMUR-Fehlersignal, Upscale und Downscale richtig parametrieren

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Ein Pt100 misst normalerweise 80 °C. Plötzlich steigt der Eingangswert der SPS auf den oberen Messbereichsendwert und die Anlage interpretiert dies als 200 °C. Tatsächlich ist jedoch nicht der Prozess heiß geworden – eine Sensorleitung ist unterbrochen.

Genau solche Situationen sollen moderne Temperaturmessumformer durch eine eindeutige Fehlerstromsignalisierung verhindern.

Statt einen Fühlerbruch als gültige Temperatur weiterzugeben, setzt der Transmitter seinen 4-bis-20-mA-Ausgang gezielt außerhalb des normalen Messbereichs. Abhängig von Parametrierung und Gerät erfolgt dies als niedriger Fehlerstrom beziehungsweise Downscale oder als hoher Fehlerstrom beziehungsweise Upscale.

Damit diese Diagnose tatsächlich funktioniert, müssen jedoch nicht nur Temperaturtransmitter und Sensor richtig eingestellt sein. Auch SPS, Leitsystem, Alarmgrenzen, Ersatzwertstrategie und Inbetriebnahmetest müssen dieselbe Logik verwenden.

Temperatursensoren und Fühler finden Sie unter Temperatursensoren und Temperaturfühler. Geeignete Geräte zur Simulation und Prüfung von Sensorsignalen und 4-bis-20-mA-Stromschleifen sind unter Prozesskalibratoren und elektrische Kalibratoren zusammengefasst.

Was passiert bei einem Fühlerbruch?

Ein Temperaturmessumformer erhält sein Eingangssignal beispielsweise von:

• Pt100,
• Pt1000,
• Ni-Widerstandssensoren,
• Thermoelementen,
• mV-Sensoren.

Der Transmitter wandelt dieses Sensorsignal in ein standardisiertes Ausgangssignal um, häufig:

4 bis 20 mA

Bei einem konfigurierten Messbereich von 0 bis 200 °C könnte beispielsweise gelten:

• 0 °C = 4 mA,
• 100 °C = 12 mA,
• 200 °C = 20 mA.

Wird jedoch eine Sensorleitung unterbrochen, existiert kein gültiges Temperatursignal mehr.

Ohne Diagnose könnte die Auswerteelektronik einen unplausiblen Extremwert berechnen.

Moderne Temperaturtransmitter erkennen deshalb einen solchen Fehler und geben statt eines normalen Messwertes einen definierten Fehlerstrom aus.

Warum reichen 4 bis 20 mA allein nicht für die Diagnose?

Ein wichtiger Punkt ist die Unterscheidung zwischen:

• gültigem Messwert,
• Über- beziehungsweise Untersteuerung,
• echtem Fehlerzustand.

20 mA bedeutet nicht automatisch Fehler.

Bei einem normalen 4-bis-20-mA-Signal entspricht 20 mA zunächst dem konfigurierten Messbereichsendwert.

Auch geringfügig oberhalb von 20 mA kann noch ein gültiger Überbereich signalisiert werden.

Genauso bedeutet ein Strom knapp unterhalb von 4 mA nicht zwingend sofort einen Sensorbruch.

Deshalb muss zwischen Messbereich und eindeutigem Fehlerbereich genügend Abstand vorhanden sein.

Was bedeutet NAMUR NE 43?

NAMUR NE 43 definiert eine gebräuchliche Systematik für die Signalbereiche analoger 4-bis-20-mA-Messumformer.

Typisch ist folgende Aufteilung:

Stromsignal	Interpretation
unterhalb des unteren Fehlerbereiches	Fehler beziehungsweise Geräte- oder Sensorstörung
ca. 3,8 bis 4,0 mA	zulässiger Unterbereich beziehungsweise unterer Messbereich
4,0 bis 20,0 mA	normaler Messbereich
20,0 bis ca. 20,5 mA	zulässiger Überbereich
oberhalb des oberen Fehlerbereiches	Fehler beziehungsweise Geräte- oder Sensorstörung

Als wichtige Orientierungswerte gelten:

• untere Ausgangsgrenze etwa 3,8 mA,
• obere Ausgangsgrenze etwa 20,5 mA,
• Fehler Downscale typischerweise höchstens etwa 3,6 mA,
• Fehler Upscale typischerweise mindestens etwa 21 mA.

Der konkret ausgegebene Fehlerstrom hängt vom verwendeten Transmitter und dessen Parametrierung ab.

Ein Gerät kann beispielsweise auf:

3,5 mA Downscale

oder:

21,5 mA Upscale

eingestellt sein.

Für die SPS ist deshalb nicht irgendein theoretischer Wert maßgeblich, sondern die tatsächlich konfigurierte Fehlerreaktion des eingesetzten Messumformers.

Upscale oder Downscale wählen?

Bei einem erkannten Sensorfehler kann der Temperaturtransmitter grundsätzlich in zwei Richtungen reagieren.

Downscale

Der Ausgangsstrom wird unter den normalen Messbereich abgesenkt.

Beispielsweise:

3,5 mA

Die SPS erkennt daran einen ungültigen Messwert.

Upscale

Der Ausgangsstrom wird oberhalb des normalen Messbereichs angehoben.

Beispielsweise:

21,5 mA

Auch dieser Wert liegt eindeutig außerhalb des normalen Messsignalbereichs.

Welche Richtung sinnvoll ist, hängt von der Anlage ab.

Entscheidend ist nicht die Frage, ob Upscale grundsätzlich besser als Downscale ist, sondern:

Welche Reaktion führt im konkreten Prozess zu einem eindeutig erkennbaren und sicheren Zustand?

Bei einer Übertemperaturüberwachung kann ein hoher Fehlerstrom beispielsweise vorteilhaft sein, weil ein Leitungsbruch nicht wie eine sehr niedrige Temperatur behandelt wird.

In anderen Anwendungen kann Downscale sinnvoller sein.

Die Auswahl sollte deshalb gemeinsam mit der SPS- und Sicherheitslogik festgelegt werden.

Fühlerbruch bei Pt100 richtig erkennen

Ein Pt100 verändert seinen elektrischen Widerstand mit der Temperatur.

Bei einem Leitungsbruch steigt der elektrische Widerstand des betroffenen Strompfades stark an beziehungsweise der Stromkreis wird unterbrochen.

Ein geeigneter Temperaturtransmitter erkennt diesen Zustand und setzt den Ausgang auf den konfigurierten Fehlerstrom.

Die Diagnose hängt auch von der Anschlussart ab:

• 2-Leiter,
• 3-Leiter,
• 4-Leiter.

2-Leiter-Pt100

Sensor und zwei Anschlussleitungen bilden einen einfachen Strompfad.

Ein vollständiger Leitungsbruch kann vergleichsweise eindeutig erkannt werden.

Der Leitungswiderstand geht jedoch zusätzlich in die Temperaturmessung ein.

3-Leiter-Pt100

Die 3-Leitertechnik ermöglicht eine Kompensation des Leitungswiderstandes unter bestimmten Voraussetzungen.

Beim Ausfall einer einzelnen Leitung hängt die Diagnose vom Transmitter und dessen Eingangsschaltung ab.

4-Leiter-Pt100

Bei der 4-Leitertechnik werden Strom- und Spannungsleitungen getrennt geführt.

Dadurch lässt sich der Leitungswiderstand sehr weitgehend aus der Messung eliminieren.

Auch hier muss die Fühlerbrucherkennung des eingesetzten Transmitters passend aktiviert sein.

Bei der Inbetriebnahme sollte deshalb nicht nur der Sensor selbst, sondern jede einzelne Anschlussleitung auf Diagnosewirkung geprüft werden, soweit dies für die Anwendung relevant ist.

Leitungsbruch beim Thermoelement

Ein Thermoelement erzeugt eine kleine temperaturabhängige Thermospannung.

Wird eine Leitung unterbrochen, liegt am Transmittereingang kein gültiger geschlossener Thermoelementkreis mehr vor.

Moderne Transmitter können diesen Zustand über eine integrierte Leitungsbruchüberwachung erkennen.

Die Diagnose ist besonders wichtig, weil offene Thermoelementleitungen empfindlich auf:

• elektromagnetische Einstreuungen,
• Potentialverschleppungen,
• Feuchtigkeit,
• hochohmige Übergänge

reagieren können.

Ohne funktionierende Fühlerbrucherkennung können dadurch scheinbar plausible, aber ungültige Temperaturwerte entstehen.

Bei Thermoelementen sollte außerdem geprüft werden, ob:

• richtiger Thermoelementtyp eingestellt ist,
• Ausgleichsleitung korrekt verwendet wird,
• Polarität stimmt,
• Kaltstellenkompensation korrekt arbeitet.

Was passiert bei einem Sensorkurzschluss?

Nicht jeder Sensorfehler ist ein Leitungsbruch.

Bei Widerstandsthermometern kann beispielsweise ein Kurzschluss zwischen Leitungen auftreten.

Der gemessene Widerstand sinkt dann stark.

Ohne Diagnose könnte daraus eine sehr niedrige scheinbare Temperatur entstehen.

Ein geeigneter Transmitter kann abhängig von Sensortyp und Gerätefunktion auch diesen Zustand als Fehler erkennen.

Wichtig ist deshalb, in der Geräteparametrierung zwischen:

• Fühlerbruch,
• Sensorkurzschluss,
• Messbereichsunterschreitung,
• Messbereichsüberschreitung

zu unterscheiden.

Nicht jeder Temperaturtransmitter bietet für jeden angeschlossenen Sensortyp dieselben Diagnosemöglichkeiten.

Das konkrete Datenblatt und die Geräteparametrierung sind deshalb entscheidend.

SPS-Grenzen richtig programmieren

Die beste Fühlerbrucherkennung im Transmitter ist wirkungslos, wenn die SPS jeden Stromwert weiterhin als gültige Temperatur interpretiert.

Ein häufiger Programmierfehler lautet beispielsweise:

4 mA = 0 °C
20 mA = 200 °C

und alle Werte außerhalb dieses Bereichs werden einfach auf 0 beziehungsweise 200 °C begrenzt.

Dann könnte ein Fehlerstrom von 21,5 mA lediglich als:

200 °C

angezeigt werden.

Die Information „Sensorfehler“ geht verloren.

Besser ist eine getrennte Signalauswertung.

Beispielsweise:

Eingangsstrom	SPS-Bewertung
≤ 3,6 mA	Fehler Downscale
3,8 bis 20,5 mA	Messsignal beziehungsweise definierter Über- oder Unterbereich
≥ 21,0 mA	Fehler Upscale

Die tatsächlichen Grenzwerte müssen zur Konfiguration des verwendeten Messumformers passen.

Zusätzlich sollte eine kurze Hysterese beziehungsweise geeignete zeitliche Plausibilisierung vorgesehen werden, falls elektrische Störungen an der Analogkarte andernfalls zu unnötigen Fehlermeldungen führen könnten.

Eine solche Verzögerung darf jedoch nicht dazu führen, dass ein sicherheitsrelevanter Sensorfehler unzulässig lange verborgen bleibt.

Ersatzwert und Bad-Quality-Status trennen

Viele SPS- und Leitsysteme verwenden bei einem ungültigen Eingang einen Ersatzwert.

Beispiele:

• letzten gültigen Wert halten,
• festen Ersatzwert verwenden,
• zweiten redundanten Sensor verwenden,
• Prozess in sicheren Zustand fahren.

Wichtig ist:

Ein Ersatzwert darf nicht wieder wie ein gültiger Messwert behandelt werden.

Die Steuerung sollte deshalb mindestens zwei Informationen getrennt führen:

• Temperaturwert,
• Qualitätsstatus beziehungsweise Diagnose.

Beispiel:

Temperatur = 80 °C
Status = ungültig beziehungsweise Sensorfehler

So kann die Visualisierung weiterhin einen Ersatzwert anzeigen, während gleichzeitig eindeutig sichtbar bleibt, dass keine gültige reale Messung vorliegt.

Alarmierung und Verriegelung planen

Ein Sensorbruch sollte nicht nur als kleine Diagnosemeldung im Hintergrund erscheinen.

Die erforderliche Reaktion richtet sich nach der Bedeutung der Messstelle.

Mögliche Reaktionen sind:

• Warnmeldung,
• Sammelstörung,
• Alarm,
• Verriegelung einer Heizfunktion,
• Umschaltung auf redundanten Sensor,
• kontrolliertes Herunterfahren der Anlage.

Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen muss diese Reaktion aus der entsprechenden Risiko- beziehungsweise Sicherheitsbetrachtung abgeleitet werden.

Ein Sensorfehler darf insbesondere nicht dadurch verschwinden, dass der Bediener lediglich den Alarm quittiert, während die Messstelle weiterhin ungültig ist.

Die Diagnose kann deshalb abhängig von der Anwendung so ausgeführt werden, dass sie erst nach:

• Wiederherstellung eines gültigen Sensorsignals,
• erneuter Plausibilitätsprüfung,
• und gegebenenfalls bewusster Rücksetzung

aufgehoben wird.

Zusätzliche Diagnose über HART nutzen

Bei einem HART-fähigen Temperaturtransmitter wird das analoge 4-bis-20-mA-Signal durch digitale Kommunikation ergänzt.

Dadurch können zusätzlich zum Stromwert weitere Informationen übertragen beziehungsweise ausgelesen werden.

Je nach Gerät gehören dazu beispielsweise:

• Sensorbruch,
• Sensorkurzschluss,
• Messbereichsverletzung,
• Gerätefehler,
• Sensorstatus,
• Diagnosedaten.

Das ist besonders hilfreich, weil das analoge Fehlersignal zunächst nur zeigt:

Der Messwert ist ungültig.

Die digitale Diagnose kann zusätzlich Informationen darüber liefern, warum der Messwert ungültig ist.

Für eine robuste Anlage sollte die Grundfehlererkennung jedoch nicht ausschließlich von HART abhängen, wenn der normale SPS-Eingang als klassisches 4-bis-20-mA-Signal ausgewertet wird.

Fühlerbruch bei der Inbetriebnahme wirklich testen

Eine konfigurierte Diagnose sollte nicht nur am Laptop überprüft werden.

Der komplette Signalweg sollte praktisch getestet werden.

Ein sinnvoller Inbetriebnahmetest umfasst beispielsweise:

1. Normalwert simulieren: Einen gültigen Temperaturwert vorgeben.
2. 4-mA-Punkt prüfen: Unteren Messbereich kontrollieren.
3. 20-mA-Punkt prüfen: Oberen Messbereich kontrollieren.
4. Fühlerbruch simulieren: Sensorleitung definiert unterbrechen.
5. Fehlerstrom messen: Prüfen, ob der erwartete Upscale- oder Downscale-Wert ausgegeben wird.
6. SPS-Diagnose kontrollieren: Signal muss als ungültig erkannt werden.
7. Alarm prüfen: Erwartete Meldung beziehungsweise Verriegelung kontrollieren.
8. Sensor wieder anschließen: Rückkehr zum gültigen Betrieb beobachten.
9. Kurzschluss testen: Soweit vom Sensor- und Transmittertyp vorgesehen, entsprechende Diagnose prüfen.

Besonders wichtig ist der reale Test der SPS-Grenzen.

Eine reine Prüfung, ob der Transmitter 21,5 mA erzeugt, reicht nicht aus, wenn die SPS diesen Strom anschließend trotzdem als gültigen Temperaturwert verarbeitet.

Prüfung mit Prozesskalibrator

Ein geeigneter Prozesskalibrator kann abhängig von seiner Ausstattung:

• Pt100 simulieren,
• Thermoelemente simulieren,
• mV-Signale erzeugen,
• 4 bis 20 mA messen,
• 4 bis 20 mA simulieren,
• Schleifenspannung bereitstellen.

Damit lässt sich die Messkette stufenweise prüfen:

Sensor beziehungsweise Simulation → Temperaturtransmitter → Stromschleife → SPS → Visualisierung und Alarmierung

Diese schrittweise Prüfung erleichtert die Unterscheidung zwischen Sensorfehler, Transmitterfehler, Verdrahtungsfehler und falscher SPS-Skalierung.

Praxisbeispiel aus einer Temperaturregelung

Ein Pt100 überwacht die Temperatur eines beheizten Prozessbehälters.

Der Temperaturtransmitter ist parametriert auf:

• Messbereich: 0 bis 200 °C,
• Ausgang: 4 bis 20 mA,
• Fühlerbruch: Upscale,
• Fehlerstrom: 21,5 mA.

Die SPS skaliert den Analogeingang zunächst linear von 4 bis 20 mA auf 0 bis 200 °C.

Beim Test wird eine Pt100-Leitung geöffnet.

Der Transmitter reagiert korrekt und gibt:

21,5 mA

aus.

Die SPS-Software begrenzt jedoch alle Werte oberhalb von 20 mA auf den Messbereichsendwert.

In der Visualisierung erscheint deshalb lediglich:

200 °C

statt:

Fühlerbruch

Die Hardware arbeitet also korrekt, aber die Diagnoseinformation geht in der SPS verloren.

Die Auswertung wird deshalb geändert.

Signal	Reaktion
gültiger Messbereich	Temperatur normal skalieren
oberer Fehlerstrom	Messwert ungültig, Alarm Fühlerbruch
unterer Fehlerstrom	Messwert ungültig, Alarm Messkreisfehler

Zusätzlich wird die Heizfreigabe bei ungültigem Temperaturwert gesperrt.

Der Bediener sieht nun nicht mehr einen scheinbar gültigen Maximalwert, sondern eindeutig:

Temperaturmessung gestört

Nach dem Wiederanschließen des Pt100 wird der gültige Messwert wieder übernommen.

Damit ist die komplette Fehlerreaktion vom Sensor bis zur Steuerung geprüft.

Typische Parametrierfehler

Fehler	Mögliche Folge	Geeignete Maßnahme
Fühlerbrucherkennung nicht aktiviert	Ungültiger Sensorzustand kann als Temperatur erscheinen	Diagnosefunktion des Transmitters konfigurieren
20 mA bereits als Fehler interpretiert	Messbereichsendwert erzeugt Fehlalarm	Mess- und Fehlerbereich voneinander trennen
21,5 mA auf Maximaltemperatur begrenzt	Fühlerbruch wird als gültiger Maximalwert angezeigt	Fehlerbereich vor der Skalierung auswerten
3,5 mA als normale Untertemperatur interpretiert	Downscale-Fehler bleibt unentdeckt	Unteren Fehlerbereich separat überwachen
Transmitter auf Upscale, SPS nur auf Downscale programmiert	Fühlerbruch wird nicht erkannt	Konfiguration von Transmitter und SPS abgleichen
Ersatzwert ohne Fehlerstatus verwendet	Bediener erkennt ungültige Messung nicht	Wert und Qualitätsstatus getrennt führen
Nur Fühlerbruch, nicht Kurzschluss geprüft	Zweiter Fehlerfall bleibt unentdeckt	Diagnosemöglichkeiten des Geräts vollständig testen
Fühlerbruch nur in Software simuliert	Verdrahtung und reale Eingangsstufe werden nicht geprüft	Messkreis bei Inbetriebnahme praktisch unterbrechen
Alarm quittierbar trotz weiter bestehendem Fehler	Störung kann optisch verschwinden	Zustandsabhängige Alarm- und Verriegelungslogik verwenden
HART-Diagnose vorhanden, aber nicht genutzt	Ursache der Störung bleibt unklar	Digitale Diagnose ergänzend auswerten

Was sollte dokumentiert werden?

Für jede wichtige Temperaturmessstelle sollten mindestens folgende Daten bekannt sein:

• Messstellenkennzeichen,
• Sensorart,
• Pt100-Anschlussart beziehungsweise Thermoelementtyp,
• Transmittertyp,
• Messbereich,
• 4-mA-Wert,
• 20-mA-Wert,
• konfigurierte Fühlerbrucherkennung,
• Upscale oder Downscale,
• konkreter Fehlerstrom,
• Kurzschlussdiagnose soweit vorhanden,
• SPS-Untergrenze,
• SPS-Obergrenze,
• Ersatzwertstrategie,
• Alarmreaktion,
• Verriegelungsfunktion,
• Ergebnis des Inbetriebnahmetests.

Diese Informationen sollten mit der tatsächlichen Gerätekonfiguration übereinstimmen.

Besonders bei einem späteren Austausch des Temperaturtransmitters muss geprüft werden, ob das Ersatzgerät dieselbe Fehlerstromrichtung und dieselben Diagnosewerte verwendet.

Welche Geräte eignen sich?

Temperatursensoren und Temperaturfühler

Unter Temperatursensoren und Temperaturfühler finden Sie unterschiedliche Sensoren für industrielle Temperaturmessstellen.

Dazu gehören abhängig von der Anwendung:

• Pt100,
• Pt1000,
• Thermoelemente,
• Einschraubfühler,
• Einsteckfühler,
• Fühler mit Anschlusskopf,
• Ausführungen mit integriertem Temperaturtransmitter.

Konfigurierbare Temperaturtransmitter

Für anspruchsvolle Messstellen sind programmierbare Temperaturtransmitter sinnvoll, bei denen unter anderem eingestellt werden können:

• Sensortyp,
• Messbereich,
• Anschlussart,
• 4-bis-20-mA-Skalierung,
• Fühlerbruchreaktion,
• Upscale beziehungsweise Downscale,
• Dämpfung,
• HART-Kommunikation je nach Gerät.

Ein Beispiel ist ein universeller HART-Temperaturtransmitter wie der WIKA T32, der unterschiedliche Widerstandsthermometer und Thermoelemente verarbeiten und Sensorfehler entsprechend signalisieren kann.

Prozesskalibratoren

Unter Prozesskalibratoren und elektrische Kalibratoren stehen Geräte zur Prüfung kompletter Messketten zur Verfügung.

Abhängig von der Ausstattung können damit:

• Pt100 simuliert,
• Thermoelemente simuliert,
• mV erzeugt,
• Stromschleifen gemessen,
• 4-bis-20-mA-Signale erzeugt,
• Loop-Versorgung bereitgestellt

werden.

Damit lässt sich nicht nur der Temperaturtransmitter selbst prüfen, sondern die gesamte Messkette bis zum SPS-Eingang.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von Temperaturfühlern, Temperaturtransmittern und Prozesskalibratoren sowie bei der Auslegung kompletter 4-bis-20-mA-Temperaturmessstellen.

Fazit

Ein Fühlerbruch darf in einer automatisierten Anlage niemals einfach als gültiger Extremwert weiterverarbeitet werden.

Der Temperaturtransmitter sollte den Sensorfehler eindeutig erkennen und seinen Ausgang gezielt außerhalb des normalen 4-bis-20-mA-Messbereichs setzen.

NAMUR NE 43 schafft dafür eine klare Trennung zwischen Messsignal, Übersteuerungsbereich und Fehlersignal.

Entscheidend ist anschließend die richtige SPS-Auswertung.

Ein Upscale-Wert von beispielsweise 21,5 mA darf nicht einfach auf 100 Prozent beziehungsweise den Messbereichsendwert begrenzt werden. Ebenso darf ein Downscale-Wert von beispielsweise 3,5 mA nicht als besonders niedrige Temperatur interpretiert werden.

Upscale und Downscale müssen zur jeweiligen Prozess- und Sicherheitsstrategie passen.

Zusätzlich sollte ein ungültiger Messwert immer mit einem eindeutigen Qualitätsstatus verbunden sein. Ein verwendeter Ersatzwert darf den tatsächlichen Sensorfehler nicht verdecken.

Bei HART-Transmittern können zusätzliche Diagnoseinformationen helfen, Sensorbruch, Kurzschluss, Bereichsverletzung und Gerätefehler voneinander zu unterscheiden.

Die wichtigste Prüfung erfolgt schließlich bei der Inbetriebnahme: Sensorleitung tatsächlich unterbrechen, Fehlerstrom messen, SPS-Reaktion beobachten und Alarm beziehungsweise Verriegelung kontrollieren.

Erst wenn diese komplette Kette funktioniert, ist sichergestellt, dass aus einem Fühlerbruch kein scheinbar gültiger Temperaturwert wird.

Häufige Fragen zu Fühlerbruch und Fehlerstrom

Was passiert bei einem Pt100-Fühlerbruch?

Der Widerstandspfad wird unterbrochen. Ein geeigneter Temperaturtransmitter erkennt diesen Zustand und gibt einen definierten Fehlerstrom aus.

Was bedeutet Upscale?

Bei Upscale setzt der Transmitter den Ausgang bei einem erkannten Fehler oberhalb des normalen Messbereichs, beispielsweise auf 21,5 mA.

Was bedeutet Downscale?

Bei Downscale wird der Ausgangsstrom bei einem Fehler unterhalb des normalen Messbereichs abgesenkt, beispielsweise auf 3,5 mA.

Ist 20 mA bereits ein Fehlersignal?

Nein. 20 mA entspricht bei einer klassischen 4-bis-20-mA-Skalierung normalerweise dem oberen Messbereichswert.

Warum wird häufig 3,6 mA als Fehlergrenze verwendet?

Damit der Fehlerbereich eindeutig unterhalb des normalen beziehungsweise zulässigen unteren Ausgangsbereiches liegt. Der tatsächlich konfigurierte Fehlerstrom kann abhängig vom Gerät beispielsweise 3,5 mA betragen.

Warum wird häufig 21 mA als obere Fehlergrenze verwendet?

Damit ein Fehler eindeutig oberhalb des normalen Mess- und Übersteuerungsbereiches liegt. Viele Transmitter verwenden beispielsweise einen konkreten Fehlerstrom von 21,5 mA.

Sollte ich Fühlerbruch auf Upscale oder Downscale stellen?

Das hängt von der Prozess- und Sicherheitslogik ab. Die gewählte Richtung muss von Transmitter, SPS und Alarmstrategie konsistent verwendet werden.

Kann ein Thermoelement-Leitungsbruch erkannt werden?

Ja, sofern der verwendete Temperaturtransmitter eine entsprechende Thermoelement-Leitungsbruchüberwachung unterstützt und diese korrekt parametriert ist.

Erkennt ein Temperaturtransmitter auch Kurzschluss?

Viele Geräte bieten zusätzliche Kurzschlussdiagnosen, insbesondere für Widerstandssensoren. Die verfügbare Funktion hängt jedoch von Transmitter und Sensortyp ab.

Kann ich den Fehlerstrom direkt in der SPS skalieren?

Der Fehlerbereich sollte vor beziehungsweise getrennt von der normalen Temperaturskalierung ausgewertet werden. Andernfalls kann beispielsweise 21,5 mA fälschlich als maximal gültige Temperatur erscheinen.

Was bringt HART bei einem Fühlerbruch?

Das analoge Fehlersignal zeigt, dass der Messwert ungültig ist. Über HART können je nach Transmitter zusätzliche Diagnoseinformationen zur konkreten Ursache ausgelesen werden.

Wie prüfe ich die Fühlerbrucherkennung richtig?

Bei der Inbetriebnahme sollte der Sensorstromkreis definiert unterbrochen werden. Anschließend werden Fehlerstrom, SPS-Status, Visualisierung, Alarm und gegebenenfalls Verriegelung kontrolliert.