Wie sich Signale simulieren und Messfehler finden lassen

Autor / Redakteur: Thomas Maul * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Wer heute misst, ist auf präzise Messtechnik angewiesen. Meist sind Fehlersuche, Inbetriebnahme und Wartung von Anlagen komplex. Abhilfe verspricht der SensorSimulator SIM-1 von GHM.

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Sensor-Simulator: Multifunktionales Werkzeug für Fehlersuche, Inbetriebnahme und Wartung.
Sensor-Simulator: Multifunktionales Werkzeug für Fehlersuche, Inbetriebnahme und Wartung.
(Bild: GHM Group)

Die Messung eines Zehnmillionstels ist auch heute noch ein ambitioniertes Unterfangen. Denn in genau diesen Teil sollte 1790 der Abstand zwischen dem Nordpol und dem Äquator unterteilt werden, um eine neue Einheit zu definieren: das Meter. Während früher sich eine Messung tatsächlich noch physisch an der Maßeinheit ausrichtete, gehen heute nahezu alle Messungen den Weg über die elektronische Signalumwandlung.

Mit der gewonnenen Schnelligkeit und Präzision ergeben sich aber auch ganz neue Schwierigkeiten, die ihre Ursachen in der komplexen Konzeption der Messverfahren haben und mit den verbundenen Messabweichungen Ratlosigkeit erzeugen können: Wurden die Messwerte korrekt erfasst? Ist der Sensor defekt, liegt ein Kabelbruch vor, ist die Elektronik beschädigt? Oftmals ist schon allein die Frage, wo man mit der Suche überhaupt beginnen soll, das größte Problem vor der eigentlichen Problemlösung.

Verschiedene Sensoren lassen sich simulieren

Genau dieser Thematik hat sich das Kompetenz-Center Imtron der GHM Group angenommen. Entstanden ist der SensorSimulator SIM-1, ein multifunktionales Werkzeug, das sich nicht nur für die Fehlersuche, sondern auch für die Inbetriebnahme und Wartung von Anlagen eignet. Das Gerät ist kompakt und kann verschiedene Sensortypen simulieren und somit einstellbare Werte an ein angeschlossenes Gerät ausgeben. Mit dem Simulator lassen sich Anzeigen, Messwertaufnehmern und -umformern abgleichen und überprüfen sowie komplette Messstrecken kontrollieren.

Neben der Simulationsfunktion für Spannungen, Ströme, DMS-Signale und Temperaturen (Thermoelemente des Typs K, J, N und S sowie Pt100), verfügt der SIM-1 über eine Messfunktion für Spannungen von ±30 V und Ströme von ±30 mA. Optional lässt sich das Gerät um einen Frequenzgeber erweitern. Die Eingaben erfolgen über eine Tastatur. Das hinterleuchtete grafische Display erleichtert die Bedienung. Dabei sorgt der integrierte Lithium-Ionen-Akku für einen bis zu acht Stunden netzunabhängigen Betrieb.

Fehler in der Messkette oder in der Steuerung?

Das SensorSimulator lässt sich für Wartung und Service einsetzen: Die Prüfung von verschiedenen Fehlerzuständen erweist sich in der Praxis als sehr zeitaufwendig und komplex. Liegt der Fehler in der Messkette oder in der Steuerung? Zur Fehlersuche lassen sich die einzelnen Elemente aus der Messkette nehmen und mit dem GHM SensorSimulator SIM-1 jeweils simulieren. So kann Schritt für Schritt geprüft werden, ob das Sensorsignal oder die Steuerung fehlerhaft sind.

Auch bei der Inbetriebnahme ist das Gerät ein vielseitiger Helfer. So lässt sich beispielsweise durch An- und Abschalten des Sensors schnell prüfen, ob die korrekte Reaktion erfolgt. Iterativ wird die komplette Prozesskette simuliert, um in den jeweiligen Inbetriebnahmephasen das Verhalten von Steuerungen im Hinblick auf ihre Interaktion mit anderen Sensoren zu testen.

Somit können mit dem Simulator auch Szenarien bereits an der Anlage getestet werden, ohne das die gesamte Mess- und Steuerungstechnik implementiert sein muss. Im Sinne eines vorbeugenden Risikomanagements lassen sich definierte Werte anlegen, um bei simulierten Grenzwerten die Reaktion der Steuerung oder des Aktors zu prüfen. Sicherheitsspezifische Normen oder Vorgaben der Qualitätssicherung können lassen sich mit dem Gerät bewusst simulieren und ihre Einhaltung überprüfen.

* Thomas Maul ist Produktmanager bei der GHM Messtechnik GmbH.

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