›Turbo‹ für die Diagnose

Diagnose - Produktivität und Effizienz steigern, Kosten senken sind Schlagworte, die im Zusammenhang mit industrieller Fertigung in Deutschland immer häufiger fallen. Großes Potenzial sehen Betreiber von Maschinen und Anlagen vor allem in Maßnahmen zur Verringerung von Maschinen-Stillstandszeiten.

20. Juli 2006
Das Diagnosekonzept PVIS passt sich in jede Kundentopologie ein.
Bild 1: ›Turbo‹ für die Diagnose (Das Diagnosekonzept PVIS passt sich in jede Kundentopologie ein.)

Programmierer haben sich die Köpfe zerbrochen, um durch eine gute Bedienerführung das Bedienpersonal optimal zu unterstützen. Wer kennt nicht den Unterschied zwischen einer guten und einer schlechten Menüführung an Geräten aus dem Konsumerbereich, wie beispielsweise Mobiltelefone oder Videorecorder.

Besonders hohe Bedeutung kommt der Bedienerführung im Fehlerfall zu, wo gute Diagnosefunktionen Bediener oder Wartungspersonal dabei unterstützt, einen Maschinenstillstand schnell zu beseitigen, was wiederum zur Effizienzsteigerung beiträgt. Um dieses Ziel zu erreichen, ziehen Hersteller mittlerweile sämtliche Register aktueller Multimediatechnologie. So zum Beispiel statten Unternehmen ihr Wartungspersonal vor Ort mit Spezialbrille und Kamera aus, damit dieses online über das Kamerabild Unterstützung von einem Spezialisten im Herstellerwerk erhält.

Allen Lösungen gemeinsam ist, dass eine höhere Qualität der Diagnose im Normalfall gleichzeitig auch einen höheren oder sehr hohen Aufwand beim Engineering bedeutet an dieser Stelle tut sich somit ein Interessenkonflikt zwischen Hersteller und Betreiber der Maschine oder Anlage auf, der nahezu unlösbar scheint.

Diesen „gordischen Knoten“ für die Sicherheitstechnik gilt es zu zerschlagen und den Spagat zwischen hoher Qualität für den Bediener einerseits und geringem Aufwand für den Programmierer andererseits zu schaffen. Ziel einer optimalen Diagnoselösung muss es sein, Zeit und Kosten zu sparen: bei der Planung, beim Engineering und auch während des Betriebs.

Die Pilz GmbH in Ostfildern beispielsweise hat für diese Anforderung das Diagnosekonzept namens PVIS entwickelt, das eine Diagnose für die gesamte sichere Steuerungstechnik des Herstellers ermöglicht.

Alle Informationen zur Fehlerbehebung

Jeder Bediener kennt natürlich seine Maschine beziehungsweise Anlage, reguläre Bedienhandlungen und Situation sind ihm vertraut und bereiten ihm keine Schwierigkeiten. Zu diesen regulären Bedienhandlungen können auch Teile der Sicherheitstechnik gehören, wie etwa Schutztüren oder Schutzklappen, die beispielsweise für einen Werkzeug- oder Teilewechsel geöffnet werden müssen. Sollte dieses während des laufenden Betriebs geschehen, liegt die Lösung für den Wiederanlauf der Maschine auf der Hand.

Andere Schutzeinrichtungen sind dem Bedienpersonal jedoch weniger vertraut oder sie können durch die besonderen Anforderungen der Sicherheitstechnik Störungen und damit Maschinenstillstände auslösen, die das Personal schnell an die Grenzen seines Know-hows bringen.

Eine ungewohnte Störung bedeutet Reibungsverluste, weil der Bediener den Fehler suchen oder gar einen Kollegen der Instandhaltung hinzuziehen muss. Die Konsequenz: unnötig lange Maschinenstillstandszeiten. An dieser Stelle muss gute Diagnose ansetzen, das heißt, der Bediener muss am Diagnosegerät alle Informationen bekommen, die ihn bei der Behebung der Störung unterstützen. Intelligente Diagnosekonzepte zeichnen sich deshalb durch verschiedene Merkmale aus.

Große Vorteile bringt ein integriertes Expertensystem, das aus allen aufgelaufenen Fehlern und Folgefehlern das auslösende Ereignis herausfiltert und dem Bediener an erster Stelle anzeigt. Schon diese Maßnahme allein reduziert den mit der Störungssuche verbundenen Aufwand deutlich.

Diagnose ohne Aufwand implementieren

Wurde das auslösende Ereignis so identifiziert, erhält der Bediener zu jeder Störung vollständige Informationen zum betroffenen Maschinenteil oder Gerät sowie eine grafische und textliche Ortsbeschreibung und das zugehörige Betriebsmittelkennzeichen. Über Schritt-für-Schritt-Anweisungen im Klartext mit Online-Sprachumschaltung führt das Diagnosegerät den Bediener auf kurzem Weg zur Behebung der Störung.

Als weiteres Merkmal und zusätzliche Maßnahme für den Fall, dass der Bediener aufgrund der Fehlerart oder -schwere selbst nicht in der Lage sein sollte, die Störung zu beheben zeigt das Diagnosegerät dem Bediener auch von Anfang an eine „Zuständigkeitsinformation“ an.

Somit kann der zuständige, über das entsprechende Know-how oder adäquate Hilfsmittel verfügende Mitarbeiter sofort eingebunden werden. Auf diese Weise lässt sich auch für komplexere Fehlerbilder eine deutliche Reduzierung von Maschinenstillstandszeiten erreichen.

Vielfältige Maßnahmen zur Unterstützung des Bedieners erfordern im Allgemeinen einen deutlichen Aufwand bei der Herstellung der Maschine oder Anlage. Ist der Kunde nicht bereit, für eine komfortable Diagnoselösung zu zahlen, entfällt diese allzu oft aufgrund des Preisdrucks.

Ein durchdachtes Diagnosekonzept zeichnet sich also auch dadurch aus, dass sämtliche Maßnahmen für den Bediener mit äußerst geringem Aufwand im Engineering zu Buche schlagen. Konkret bedeutet das, dass alle Meldungen sowie die Texte für die Schritt-für-Schritt-Lösungsvorschläge im Softwaretool der jeweiligen Steuerung bereits enthalten sind.

Alle gebräuchlichen Schutzeinrichtungen wie Not-Aus oder Schutztür werden durch einfaches Einschalten der Diagnosefunktion während der Programmierung aktiviert und stehen damit für das Diagnosegerät zur Verfügung. Der Programmierer kann so mit minimalem Aufwand dem Bediener eine vollwertige Diagnosefunktion an die Hand geben und generiert nebenbei ein Verkaufsargument für die Maschine. Trotz des hohen Grades an vorgefertigten Texten muss das Diagnosekonzept offen angelegt sein. Auf diese Weise lassen sich in Abhängigkeit von der Aufgabe beliebige vorgefertigte Texte kopieren und abändern. Die so geänderten Texte müssen dann zur Anbindung an weitere Schutzeinrichtungen („Bausteine“) sowie für weitere Applikationen zur Verfügung stehen. So ist gewährleistet, dass der Aufwand so gering wie möglich bleibt.

Ein produktübergreifendes Diagnosekonzept wie PVIS stellt dem Programmierer vielfältige Einsatzmöglichkeiten zur Verfügung. Während für kleinere Maschinen oder für eine zusätzliche Vor-Ort-Diagnose das Diagnosegerät PMImicro diag zum Einsatz kommt, stehen für größere Anlagen, auch zusammen mit der Prozessvisualisierung, grafische Diagnosegeräte in verschiedenen Displaydiagonalen bereit. Zur Einbindung in große Topologien lässt sich PVIS über ein vorgefertigtes ActiveX Control in die Visualisierungs- oder SCADA-Systeme vieler Hersteller integrieren.

Unabhängig davon, welche Diagnoselösung schließlich zum Einsatz kommt, erstellt der Programmierer die Diagnose nur ein einziges Mal im jeweiligen Tool der verschiedenen Steuerungen und entscheidet später, welches Diagnosegerät Verwendung findet.

Jochen Streib, Pilz

FAKTEN

- Diagnosekonzept, das durch einfache und schnelle Projektierung sowie die Bereitstellung aller Informationen über eine aktuelle Störung in Maschinen und Anlagen den Zeitaufwand bei der Fehlersuche und Behebung bis zum neuerlichen Maschinenanlauf um bis zu 50 Prozent reduziert

- angezeigt werden: Zeitstempel (wann ist das Ereignis aufgetreten?), Zuständigkeit (wer kann das Problem beheben?), betroffene Schutzeinrichtung, Gerät oder Bauteil, Betriebsmittelkennzeichen/Baugruppe und textliche Beschreibung des Einbauortes sowie Störungsmeldungen und Lösungsvorschläge im Klartext

Erschienen in Ausgabe: DIGEST/2006