Regler, Prozessanzeigen und SPS-Eingänge verarbeiten Messwerte häufig nicht nur zur Anzeige. Bei festgelegten Grenzwerten lösen sie Alarme aus, schalten Relais, stoppen Maschinen oder aktivieren eine Ersatzfunktion. Ob diese Reaktion tatsächlich am richtigen Messwert erfolgt, lässt sich während des normalen Anlagenbetriebs jedoch oft nur schwer beurteilen.
Ein stabiler Simulator ersetzt das reale Sensorsignal durch einen definierten elektrischen Wert. Dadurch kann der Eingang langsam und reproduzierbar bis zum Schaltpunkt gefahren werden. Anschließend wird geprüft, bei welchem Wert der Alarm einschaltet, wann er beim Zurückfahren wieder abfällt und ob Hysterese, Verzögerungszeit sowie Verriegelung korrekt funktionieren.
Je nach Messkette werden dafür 4–20 mA, 0–10 V, Pt100-, Thermoelement-, Widerstands-, Frequenz- oder Impulssignale simuliert. Entscheidend ist, dass Signalart, Verdrahtung und Betriebsmodus des Simulators zum Eingang des Prüflings passen.
Dieser Beitrag zeigt, wie Grenzwertprüfungen systematisch durchgeführt, typische Fehler erkannt und die Ergebnisse nachvollziehbar dokumentiert werden.
Inhaltsverzeichnis
- Warum Grenzwerte separat geprüft werden sollten
- Schaltpunkt, Rückschaltpunkt und Hysterese unterscheiden
- Prüfung sicher vorbereiten
- Grenzwertprüfung Schritt für Schritt durchführen
- 4–20-mA-Grenzwerte simulieren
- 0–10-V-Eingänge prüfen
- Pt100- und RTD-Eingänge simulieren
- Thermoelement-Grenzwerte prüfen
- Frequenz- und Impulseingänge testen
- Alarmkontakt und nachgelagerte Reaktion kontrollieren
- Prüfergebnisse dokumentieren
- Typische Fehler bei Grenzwertprüfungen
- Praxisbeispiel: Druckalarm eines SPS-Eingangs prüfen
- Welche Messgeräte / Produkte eignen sich?
- Fazit
- Häufige Fragen zur Grenzwertsimulation
Warum Grenzwerte separat geprüft werden sollten
Eine korrekte Messwertanzeige beweist noch nicht, dass auch die Grenzwertfunktion richtig arbeitet. Zwischen Eingangssignal und tatsächlicher Anlagenreaktion liegen häufig mehrere Verarbeitungsschritte:
- elektrischer Eingang des Reglers oder der SPS
- Skalierung in eine physikalische Einheit
- Filterung oder Mittelwertbildung
- Grenzwertvergleich
- Hysterese und Zeitverzögerung
- Alarmbit oder Relaisausgang
- nachgelagerte Schütz-, Ventil- oder Abschaltfunktion
Ein Fehler kann an jeder dieser Stellen entstehen. Ein Drucktransmitter kann beispielsweise korrekt 16,8 mA ausgeben, während die SPS aufgrund einer falschen Skalierung bereits 9 bar statt der tatsächlichen 8 bar berechnet. Ebenso kann der angezeigte Wert stimmen, aber ein falsch parametrierter Alarmkontakt erst deutlich zu spät schalten.
Reale Prozesswerte sind für eine genaue Prüfung häufig ungeeignet. Pumpenschwankungen, Temperaturgradienten, Reglerbewegungen und Anlagenrauschen erschweren die Bestimmung des tatsächlichen Schaltpunkts. Ein Simulator erzeugt dagegen stabile und wiederholbare Werte.
Schaltpunkt, Rückschaltpunkt und Hysterese unterscheiden
Bei einer Grenzwertprüfung müssen mindestens zwei Werte ermittelt werden:
- Schaltpunkt: Wert, bei dem der Alarm oder Ausgang beim Ansteigen beziehungsweise Abfallen aktiviert wird
- Rückschaltpunkt: Wert, bei dem der Ausgang beim Zurückfahren wieder in den Normalzustand wechselt
Die Differenz zwischen diesen beiden Werten wird als Hysterese bezeichnet.
Beispiel für einen oberen Druckalarm:
- Alarm schaltet beim Anstieg bei 8,0 bar ein.
- Alarm fällt beim Absinken bei 7,7 bar wieder ab.
- Die Hysterese beträgt 0,3 bar.
Ohne Hysterese könnte ein leicht schwankender Messwert unmittelbar am Grenzwert zu ständigem Ein- und Ausschalten führen. Dieses Verhalten wird häufig als Flattern oder Takten bezeichnet.
| Grenzwertart | Schaltverhalten | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| Oberer Grenzwert | Alarm bei steigendem Messwert | Überdruck oder Übertemperatur |
| Unterer Grenzwert | Alarm bei fallendem Messwert | Mindestdruck oder niedriger Füllstand |
| Fensterüberwachung | Alarm außerhalb oder innerhalb eines Wertebereichs | Qualitäts- und Prozessfenster |
| Verriegelter Alarm | Bleibt bis zu einer Quittierung aktiv | Sicherheits- oder Störmeldung |
Zusätzlich kann eine Ansprech- oder Rückfallverzögerung parametriert sein. Dann muss der Grenzwert für eine festgelegte Zeit überschritten beziehungsweise unterschritten bleiben, bevor eine Reaktion erfolgt.
Prüfung sicher vorbereiten
Durch die Simulation eines Prozesssignals kann eine reale Anlagenreaktion ausgelöst werden. Ein Testwert oberhalb eines Grenzwerts kann beispielsweise eine Pumpe abschalten, ein Ventil schließen oder einen Notbetrieb aktivieren.
Vor Beginn der Prüfung muss daher festgelegt werden, welche Teile der Wirkungskette tatsächlich getestet werden sollen:
- nur die Anzeige des Messwertes
- Grenzwertlogik im Regler oder in der SPS
- Relais- beziehungsweise Digitalausgang
- Meldung im Prozessleitsystem
- vollständige Reaktion einschließlich Aktor
Nicht benötigte Ausgänge müssen gegebenenfalls sicher gesperrt, abgeklemmt oder in einen dafür vorgesehenen Prüfmodus versetzt werden. Dabei sind die betrieblichen Freigabe-, Sicherheits- und Verriegelungsverfahren einzuhalten.
Vor der Verdrahtung sollten mindestens folgende Daten vorliegen:
- Signalart und Messbereich
- aktive oder passive Eingangsschaltung
- Anschluss- und Klemmenplan
- Grenzwert und Hysterese
- Schaltverzögerung
- Relaislogik, beispielsweise Öffner oder Schließer
- zulässige Prüftoleranz
- erwartete Reaktion der Anlage
Grenzwertprüfung Schritt für Schritt durchführen
Ein reproduzierbarer Prüfablauf sollte den Schaltpunkt aus beiden Richtungen erfassen.
1. Ausgangszustand dokumentieren
Vor einer Änderung werden Parametrierung, Anzeige, Ausgangszustand und aktuelle Verdrahtung festgehalten. Dadurch bleibt nachvollziehbar, in welchem Zustand die Messstelle vorgefunden wurde.
2. Simulator anschließen
Der reale Sensor wird nach dem vorgesehenen Verfahren vom Eingang getrennt und durch den Simulator ersetzt. Signalart, Polarität und gegebenenfalls Schleifenversorgung müssen korrekt eingestellt sein.
3. Plausibilitätswerte prüfen
Zunächst werden Werte am Messbereichsanfang, in der Mitte und am Messbereichsende simuliert. Damit lässt sich kontrollieren, ob Eingang, Skalierung und Einheit grundsätzlich stimmen.
4. Grenzwert von der Normalposition aus anfahren
Das Signal wird zunächst in größeren Schritten bis in die Nähe des erwarteten Schaltpunkts verändert. Anschließend wird der Wert in kleinen Schritten oder mit einer langsamen Rampe weitergeführt.
Der Wert, bei dem Alarmbit, Relais oder Anzeige tatsächlich umschaltet, wird dokumentiert.
5. Rückschaltpunkt ermitteln
Nach sicherem Überschreiten des Grenzwerts wird das Signal in Gegenrichtung zurückgeführt. Der Wert, bei dem der Alarm zurückgesetzt wird, ergibt zusammen mit dem Einschaltpunkt die tatsächliche Hysterese.
6. Zeitfunktion und Wiederholbarkeit prüfen
Bei parametrierter Verzögerung wird gemessen, wie lange der Grenzwert anliegen muss. Die Prüfung sollte mindestens mehrmals wiederholt werden, um schwankende Ergebnisse oder eine nicht reproduzierbare Schaltung zu erkennen.
7. Ausgangszustand wiederherstellen
Nach der Prüfung werden Sensor, Verriegelungen und Ausgangsfreigaben fachgerecht zurückgesetzt. Abschließend wird kontrolliert, ob die Messstelle wieder den realen Prozesswert verarbeitet.
4–20-mA-Grenzwerte simulieren
4–20 mA wird häufig für Druck, Temperatur, Füllstand und Durchfluss verwendet. Dabei entsprechen 4 mA normalerweise dem Messbereichsanfang und 20 mA dem Messbereichsende.
Für einen linearen Messbereich gilt:
Strom = 4 mA + 16 mA × Anteil des Messbereichs
Bei einem Druckbereich von 0 bis 10 bar ergeben sich beispielsweise:
| Druck | Anteil | Stromsignal |
|---|---|---|
| 0 bar | 0 % | 4,0 mA |
| 5 bar | 50 % | 12,0 mA |
| 8 bar | 80 % | 16,8 mA |
| 10 bar | 100 % | 20,0 mA |
Vor dem Anschluss muss zwischen den Betriebsarten unterschieden werden:
- Strom geben: Der Kalibrator erzeugt aktiv den eingestellten Strom.
- Transmitter simulieren: Der Kalibrator regelt den Strom innerhalb einer extern versorgten Schleife.
- Strom messen: Der Kalibrator wird in Reihe in eine bestehende Schleife geschaltet.
Eine falsche Betriebsart kann dazu führen, dass kein Strom fließt oder zwei Spannungsquellen gegeneinander arbeiten. Besonders bei passiven SPS-Eingängen muss eine geeignete Schleifenversorgung vorhanden sein.
Step-Funktionen eignen sich für schnelle Kontrollen bei 0, 25, 50, 75 und 100 %. Für die exakte Bestimmung des Schaltpunkts ist eine langsame Rampe oder eine manuelle Veränderung in kleinen Schritten besser geeignet.
Je nach Parametrierung sollten zusätzlich Diagnosewerte unterhalb von 4 mA oder oberhalb von 20 mA geprüft werden. Dabei kann kontrolliert werden, ob die SPS einen Leitungsfehler oder Sensoralarm korrekt erkennt.
0–10-V-Eingänge prüfen
Bei einem 0–10-V-Eingang entspricht die Spannung normalerweise direkt dem prozentualen Anteil des Messbereichs. Ein Grenzwert bei 70 % wird somit mit 7,0 V simuliert.
Für eine korrekte Prüfung müssen Signalausgang und Eingang dasselbe Bezugspotenzial verwenden. Potenzialunterschiede zwischen Simulator, SPS und Anlage können zu abweichenden Messwerten oder Ausgleichsströmen führen.
Zu beachten sind außerdem:
- zulässiger Spannungsbereich des Eingangs
- Eingangsimpedanz
- Polarität
- gemeinsamer Masseanschluss
- galvanische Trennung
- Unter- und Überbereichserkennung
Bei bipolaren Eingängen wie ±10 V muss zusätzlich geprüft werden, ob Nullpunkt, Vorzeichen und Grenzwertlogik korrekt eingestellt sind.
Pt100- und RTD-Eingänge simulieren
Ein Pt100-Eingang misst den elektrischen Widerstand des Sensors. Ein Simulator stellt den Widerstand bereit, der der gewünschten Temperatur nach der hinterlegten Kennlinie entspricht.
Damit lässt sich beispielsweise prüfen, ob ein Temperaturregler bei 150 °C einen Alarm auslöst, ohne einen realen Fühler und einen Temperaturprozess auf diesen Wert erwärmen zu müssen.
Vor der Prüfung sind insbesondere zu beachten:
- Sensortyp, beispielsweise Pt100 oder Pt1000
- Kennlinie beziehungsweise Norm
- 2-, 3- oder 4-Leiteranschluss
- Leitungswiderstandskompensation
- zulässiger Messstrom des Reglereingangs
Bei einer 3-Leiter-Schaltung müssen die Leitungen entsprechend dem Anschlussplan des Simulators und des Reglers verbunden werden. Werden die Klemmen falsch gebrückt, kann der Regler einen deutlich falschen Temperaturwert oder einen Fühlerbruch anzeigen.
Für die Funktionsprüfung sollten neben dem eigentlichen Grenzwert auch typische Fehlerzustände wie Leitungsunterbrechung oder Widerstand außerhalb des Messbereichs getestet werden, sofern der Simulator und der Prüfablauf dies sicher ermöglichen.
Thermoelement-Grenzwerte prüfen
Thermoelemente liefern sehr kleine temperaturabhängige Spannungen im Millivoltbereich. Der Simulator muss deshalb auf den richtigen Thermoelementtyp eingestellt werden, beispielsweise Typ K, J, N oder T.
Die Kennlinien verschiedener Thermoelementtypen unterscheiden sich. Eine Simulation von 500 °C als Typ K führt an einem als Typ J parametrierten Regler nicht zum richtigen Anzeigewert.
Besondere Aufmerksamkeit benötigt die Kaltstellenkompensation. Je nach Prüfaufbau kann sie:
- intern im Simulator berücksichtigt werden
- im Regler aktiviert sein
- durch eine externe Vergleichsstelle vorgegeben werden
Simulator und Regler müssen so eingestellt sein, dass die Vergleichsstellentemperatur genau einmal korrekt berücksichtigt wird. Eine doppelte oder fehlende Kompensation erzeugt einen temperaturabhängigen Fehler.
Geeignete Thermoelementleitungen und Stecker verhindern zusätzliche unerwünschte Übergangsstellen. Normale Kupferleitungen dürfen nur verwendet werden, wenn dies zum vorgesehenen Simulations- und Kaltstellenkonzept passt.
Frequenz- und Impulseingänge testen
Drehzahl-, Durchfluss- und Zählereingänge arbeiten häufig mit Frequenzen oder Impulsen. Bei der Grenzwertprüfung wird dann beispielsweise simuliert, bei welcher Frequenz eine Überdrehzahlmeldung oder ein Mindestdurchflussalarm ausgelöst wird.
Neben der Frequenz müssen weitere Signaleigenschaften zum Eingang passen:
- Signalspannung und Schaltschwelle
- Rechteck-, Sinus- oder NAMUR-Signal
- Open-Collector- oder Push-Pull-Ausgang
- Tastverhältnis
- Impulsbreite
- Pull-up-Widerstand
- maximale Eingangsfrequenz
Ein Simulator kann eine exakt definierte Frequenz oder Impulszahl erzeugen. Dadurch lässt sich feststellen, ob der Eingang korrekt zählt, die Skalierung stimmt und die Grenzwertlogik am vorgesehenen Wert reagiert.
Bei einem Durchflusseingang muss der K-Faktor berücksichtigt werden. Ein Fehler in der Einheit Impulse pro Liter beziehungsweise Impulse pro Kubikmeter führt trotz korrekter Frequenz zu einem falschen Prozesswert und damit zu einem falschen Schaltpunkt.
Alarmkontakt und nachgelagerte Reaktion kontrollieren
Die Anzeige des Alarmzustands auf dem Display ist nur ein Teil der Prüfung. Je nach Aufgabenstellung sollte die vollständige Signalkette kontrolliert werden:
- Grenzwertsymbol oder LED am Gerät
- internes Alarmbit
- Relaiskontakt
- Digitaleingang der übergeordneten SPS
- Meldung im HMI oder Prozessleitsystem
- Quittier- und Rücksetzfunktion
- tatsächliche Abschalt- oder Stellfunktion
Bei Relaisausgängen muss zwischen Arbeits- und Ruhestromprinzip unterschieden werden. Ein Kontakt kann im Normalzustand angezogen sein und bei Alarm oder Energieausfall abfallen. Die reine Bezeichnung Öffner oder Schließer reicht ohne Betrachtung des Betriebszustands nicht immer aus.
Auch ein korrekt schaltendes Relais beweist nicht automatisch, dass das Signal im Leitsystem richtig verarbeitet wird. Klemmen, Leitungen, Digitalmodule und Softwarezuordnung müssen gegebenenfalls separat geprüft werden.
Prüfergebnisse dokumentieren
Eine Grenzwertprüfung sollte so dokumentiert werden, dass sie später reproduziert und bewertet werden kann.
| Prüfmerkmal | Beispiel |
|---|---|
| Messstelle | Druckalarm P-102 |
| Signal und Messbereich | 4–20 mA = 0–10 bar |
| Soll-Schaltpunkt | 8,0 bar |
| Ist-Schaltpunkt steigend | 8,02 bar |
| Ist-Rückschaltpunkt | 7,71 bar |
| Ist-Hysterese | 0,31 bar |
| Verzögerung | 2,1 Sekunden |
| Reaktion | Alarmbit und Relais korrekt |
Zusätzlich sollten verwendetes Prüfgerät, Seriennummer, Kalibrierstatus, Datum, Prüfer, Umgebungsbedingungen und gegebenenfalls vorgenommene Justierungen festgehalten werden.
Der vorgefundene Zustand sollte als „As Found“ dokumentiert werden. Wird anschließend eine Einstellung geändert, erfolgt eine zweite Prüfung im Endzustand als „As Left“.
Eine reine Funktionsprüfung des Schaltpunkts ist nicht automatisch eine vollständige Kalibrierung der gesamten Messkette. Für eine rückführbare Kalibrierung müssen Prüfmittel, Messunsicherheit und Verfahren entsprechend festgelegt sein.
Typische Fehler bei Grenzwertprüfungen
| Fehler | Mögliche Folge | Bessere Vorgehensweise |
|---|---|---|
| Nur der Einschaltpunkt wird geprüft | Falsche Hysterese bleibt unentdeckt | Schalt- und Rückschaltpunkt erfassen |
| Signal wird zu schnell verändert | Schaltpunkt und Verzögerung lassen sich nicht trennen | Langsame Rampe oder kleine Schritte verwenden |
| Falscher Source-/Simulationsmodus bei 4–20 mA | Kein Signal oder elektrische Fehlbeschaltung | Aktive und passive Schleife vorab klären |
| Falscher Pt100-Leiteranschluss | Temperaturabweichung oder Fühlerfehler | 2-, 3- oder 4-Leiter-Schaltbild beachten |
| Falscher Thermoelementtyp | Systematische Temperaturabweichung | Simulator und Eingang identisch konfigurieren |
| Nur die Displaymeldung wird kontrolliert | Fehler im Relais- oder SPS-Signalweg bleibt bestehen | Vollständige Wirkungskette prüfen |
| Aktor wird unbeabsichtigt ausgelöst | Anlagenstillstand oder Gefahrensituation | Prüfumfang und Ausgangssperren vorab festlegen |
| Nach einer Justierung fehlt die Abschlussprüfung | Neuer Fehler bleibt unentdeckt | As-Left-Prüfung vollständig wiederholen |
Praxisbeispiel: Druckalarm eines SPS-Eingangs prüfen
Ein Drucktransmitter besitzt einen Messbereich von 0 bis 10 bar und liefert 4–20 mA. In der SPS ist ein oberer Alarm bei 8,0 bar mit einer Hysterese von 0,3 bar und einer Einschaltverzögerung von zwei Sekunden parametriert.
Der reale Transmitter wird nach betrieblicher Freigabe vom SPS-Eingang getrennt. Ein Stromschleifenkalibrator wird im passenden Betriebsmodus angeschlossen.
Zunächst werden 4,0 mA, 12,0 mA und 20,0 mA simuliert. Die SPS zeigt dabei 0,0 bar, 5,0 bar und 10,0 bar an. Skalierung und Eingang erscheinen somit plausibel.
Der erwartete obere Schaltpunkt von 8,0 bar entspricht:
4 mA + 16 mA × 0,8 = 16,8 mA
Das Signal wird zunächst auf 16,5 mA eingestellt und anschließend langsam erhöht. Bei 16,83 mA zeigt die SPS 8,02 bar an. Nach rund zwei Sekunden wird das Alarmbit gesetzt und das zugehörige Relais schaltet.
Danach wird der Strom langsam reduziert. Der Alarm fällt bei 16,34 mA beziehungsweise ungefähr 7,71 bar ab. Die ermittelte Hysterese beträgt damit etwa 0,31 bar und liegt innerhalb der festgelegten Toleranz.
Die Prüfung wird dreimal wiederholt. Schaltpunkt, Rückschaltpunkt und Verzögerung bleiben reproduzierbar. Abschließend wird der Transmitter wieder angeschlossen und der reale Prozesswert kontrolliert.
Das Beispiel zeigt, dass mit einem stabil simulierten Signal nicht nur die Skalierung, sondern auch Grenzwert, Hysterese, Verzögerung, Alarmbit und Relaisausgang geprüft werden können.
Welche Messgeräte / Produkte eignen sich?
In der Kategorie Simulatoren finden Sie Geräte zur gezielten Nachbildung von Strom-, Spannungs-, Widerstands-, Temperatur-, Frequenz- und weiteren Sensorsignalen.
Multifunktionale Geräte für Messen, Simulieren, Schleifenversorgung und dokumentierte Prüfabläufe finden Sie unter Prozesskalibratoren und elektrische Kalibratoren.
UPS4E für 4–20-mA-Grenzwertprüfungen
Der UPS4E Stromschleifen-Kalibrator eignet sich besonders für Schaltpunktprüfungen an SPS-Analogeingängen, Prozessanzeigen, Reglern und Stellgeräten mit 4–20-mA-Signal.
Er kann Strom messen und geben, passive Schleifen versorgen und mit Step-, Span- sowie Rampenfunktionen definierte Prüfpunkte automatisch oder kontrolliert anfahren.
Für die exakte Bestimmung eines Grenzwerts lässt sich das Signal langsam über den erwarteten Schaltpunkt führen. Die gleichzeitige Anzeige von mA und Prozent erleichtert Prüfungen an linear skalierten Messbereichen.
ICS 02S für Pt100-, RTD- und Thermoelementeingänge
Der ICS 02S Simulator für Pt100, RTD, TC und mV/V ist für die Prüfung von Temperaturreglern, Messumformern und SPS-Temperaturkarten geeignet.
Er kann Widerstandsthermometer- und Thermoelementsignale messen beziehungsweise simulieren. Dadurch lassen sich Temperaturgrenzwerte ohne einen realen Ofen, ein Temperaturbad oder einen angeschlossenen Prozessfühler anfahren.
DPI620 Genii für multifunktionale Prüfaufgaben
Der DPI620 Genii Druckkalibrator und Prozesskalibrator kombiniert elektrische, temperatur-, frequenz- und optional druckbezogene Prüfaufgaben in einem modularen System.
Er ist besonders geeignet, wenn an einer Anlage unterschiedliche Eingangssignale geprüft, Messwerte gleichzeitig erfasst oder umfangreichere Kalibrierabläufe dokumentiert werden sollen.
CPH8000 für gemischte Signale, Frequenzen und Impulse
Der WIKA CPH8000 portable Multifunktionskalibrator unterstützt die Messung und Simulation elektrischer Signale, RTD, Thermoelementen, Frequenzen und Impulsen sowie je nach Ausführung auch Druck.
Damit können neben analogen Grenzwerten auch Drehzahl-, Durchfluss- und Zählereingänge mit definierten Frequenzen beziehungsweise Impulsfolgen geprüft werden.
ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl des Simulators, der Festlegung des Prüfaufbaus und der Erstellung anwendungsspezifischer Prüfpunkte. Benötigt werden Signalart, Messbereich, Eingangsschaltung, Grenzwert, Hysterese, Verzögerung, gewünschter Prüfumfang und gegebenenfalls Ex-Anforderungen.
Fazit: Ein stabil simuliertes Signal macht Schaltpunkte reproduzierbar prüfbar
Grenzwertfunktionen sollten nicht allein anhand schwankender realer Prozesswerte beurteilt werden. Mit einem Simulator lässt sich der Eingang kontrolliert bis zum Schaltpunkt und anschließend wieder zurückfahren.
Eine vollständige Prüfung erfasst nicht nur den Einschaltwert, sondern auch Rückschaltpunkt, Hysterese, Verzögerung, Verriegelung und die nachgelagerte Reaktion von Relais, SPS und Leitsystem.
Für 4–20-mA-Signale ist ein Stromschleifenkalibrator wie der UPS4E besonders praxisgerecht. Temperaturregler mit Pt100-, RTD- oder Thermoelementeingang können mit dem ICS 02S geprüft werden. Multifunktionale Prozesskalibratoren decken zusätzlich Spannung, Widerstand, Frequenz, Impulse und gegebenenfalls Druck ab.
Vor jeder Prüfung muss geklärt werden, ob reale Aktoren ausgelöst werden dürfen. Der Prüfaufbau darf weder eine unbeabsichtigte Anlagenbewegung noch eine unzulässige Überbrückung von Schutzfunktionen verursachen.
Ein dokumentierter Vergleich von Sollwert, Ist-Schaltpunkt, Rückschaltpunkt und Reaktionszeit schafft eine belastbare Grundlage für Inbetriebnahme, Wartung und wiederkehrende Funktionsprüfungen.
Häufige Fragen zur Grenzwertsimulation
Warum muss der Grenzwert aus beiden Richtungen geprüft werden?
Nur so lassen sich Schaltpunkt, Rückschaltpunkt und tatsächliche Hysterese bestimmen.
Ist eine Grenzwertprüfung dasselbe wie eine Kalibrierung?
Nicht automatisch. Eine Grenzwertprüfung bestätigt zunächst die Funktion. Für eine rückführbare Kalibrierung müssen zusätzlich Verfahren, Prüfmittel und Messunsicherheit festgelegt sein.
Wie genau sollte der Simulator eingestellt werden?
Seine Unsicherheit sollte ausreichend kleiner als die zulässige Toleranz des zu prüfenden Schaltpunkts sein. Die konkrete Anforderung hängt von Prozess und Prüfvorgabe ab.
Soll das Signal in Schritten oder als Rampe verändert werden?
Schritte eignen sich für schnelle Funktionskontrollen. Eine langsame Rampe oder kleine manuelle Schritte ermöglichen eine genauere Bestimmung des Schaltpunkts.
Kann ein UPS4E einen passiven SPS-Eingang prüfen?
Ja, sofern der richtige Ausgabe- beziehungsweise Schleifenversorgungsmodus und eine zur Eingangsschaltung passende Verdrahtung verwendet werden.
Wie wird ein Pt100-Grenzwert simuliert?
Der Simulator erzeugt den Widerstand, der bei der gewählten Kennlinie der gewünschten Temperatur entspricht. Der Anschluss muss passend zur 2-, 3- oder 4-Leiterschaltung erfolgen.
Warum zeigt ein Thermoelementregler trotz richtiger Temperatur einen falschen Wert?
Mögliche Ursachen sind ein falsch gewählter Thermoelementtyp, eine fehlerhafte Kaltstellenkompensation oder ungeeignete Anschlussleitungen.
Wie wird eine Schaltverzögerung geprüft?
Der simulierte Wert wird über den Grenzwert gesetzt und stabil gehalten. Anschließend wird die Zeit bis zur tatsächlichen Alarmreaktion gemessen.
Muss auch das Ausgangsrelais geprüft werden?
Ja, sofern die vollständige Grenzwertfunktion bewertet werden soll. Anzeige, internes Alarmbit und physischer Ausgang können unabhängig voneinander fehlerhaft sein.
Welche Angaben benötigt ICS Schneider für die Geräteauswahl?
Benötigt werden Signalart, Messbereich, aktive oder passive Eingangsschaltung, zu prüfende Grenzwerte, gewünschte Genauigkeit, Temperatur- oder Frequenztypen, Dokumentationsbedarf und mögliche Ex-Zonen.