Zuverlässige Simulation von Sensoren

Zur Störungssuche oder Inbetriebnahme

Sensoren liefern häufig nur dann aussagefähige Signale, wenn die Anlage vollständig in Betrieb ist. Wenn dies nicht möglich ist oder wenn wir den Sensorsignalen nicht vertrauen, ist ein einfacher und schnell anzuschließender Simulator ein ideales Hilfsmittel. Auf diese Weise kann die Störung eingegrenzt oder festgestellt werden, ob der Fehler bei einer Störung in den Sensoren oder der Steuerung liegt.

Es kann schwierig sein, eine Anlage zu testen, die noch nicht vollständig errichtet ist. Die Signale der Sensoren können – wenn diese überhaupt schon angeschlossen sind – nie die korrekten Informationen liefern. Das führt dazu, dass z.B. Regelschleifen nicht getestet werden können. In einigen Fällen mag es mit verschiedenen Tricks gelingen, den Sensoren Werte zu entlocken, die ungefähr mit denen aus dem Prozess übereinstimmen, aber häufig ist das äußerst schwierig. Nehmen wir als Beispiel die Temperaturregelung eines Ofens. Ohne Ofen ist es schwierig, die Sensoren dazu zu bringen, die Werte zu liefern, die in der fertigen Anlage zu erwarten sind. In diesem Fall ist es praktisch, die Sensoren z.B. durch eine regelbare Spannungs- oder Stromquelle zu simulieren, je nachdem, ob der Sensor als Ausgangssignal eine Spannung oder einen Strom liefert. Noch praktischer ist es, einen Sensorsimulator einzusetzen, der Ausgangssignale liefert, die denen der Sensoren entsprechen.

Ein Simulator ist auch eine gute Hilfe bei der Störungssuche in einer Anlage. Mit einem Simulator lässt sich sehr schnell ermitteln, ob der Fehler im Sensor oder in der Steuerung liegt. Dazu ist es nicht mehr erforderlich, dass der gesamte Prozess in Betrieb ist. Der Simulator liefert die Sensorsignale, wodurch sich jede Situation problemlos als „Trockenübung“ nachbilden lässt.

Viele Arten

Ein Simulator ist in der Praxis ein sehr hilfreiches Werkzeug, wenn er alle Arten von Sensoren simulieren kann. Leider ist das unmöglich, und das schon deshalb, weil es heute Sensoren gibt, die digital über Bussysteme kommunizieren. Wenn wir uns auf die analogen Sensoren beschränken, ist der neue SensorSimulator SIM-1 der GHM GROUP ein Gerät, das die meisten Wünsche erfüllt. Im Blockschaltbild in Abbildung 1 sieht man, wie das Gerät aufgebaut ist und welche Sensoren es simuliert. Abbildung 2 zeigt, wie der Simulator angeschlossen werden muss, um die verschiedenen Sensoren nachzubilden. Bei Dehnungsmessstreifen sieht der Anschluss so aus. Der Simulator hat daher auch einen 7poligen Steckverbinder (Abbildung 3).

Der SensorSimulator SIM-1 hat das gleiche Gehäuse wie alle anderen tragbaren Messgeräte von der

GHM GROUP. Dieses Gehäuse hat die Schutzart IP65 und eine Schutzhülle aus Gummi. Dadurch lässt es sich auch in anspruchsvollen Industrieumgebungen einsetzen. Die Bedienung ist sehr einfach und benutzerfreundlich. Das Gerät hat auf der Vorderseite nur sechs Tasten und ein großes Display zur Anzeige der Einstellungen und Werte.

Anwendungsbereich

Das Gerät eignet sich sehr gut zum Vergleichen und Überprüfen von Anzeigen, Sensoren und Messwandlern. Es wird eingesetzt, um komplette Anlagen zu überprüfen. Neben der Simulationsfunktion für Spannungen, Ströme, DMS-Signale und Temperaturen (Thermoelemente der Typen K, J, N und S sowie Pt100) hat der SIM-1 eine Messfunktion für Spannung (± 30 V) und Strom (± 30 mA). Das Gerät kann außerdem um einen Frequenzsensor erweitert werden. Alle Menüs zur Einstellung des Geräts sind über ein übersichtliches Tastenfeld erreichbar. Das Grafikdisplay mit Hintergrundbeleuchtung erleichtert die Bedienung und macht den Simulator zu einem effektiven Werkzeug, das Sie überall hin mitnehmen können. Der eingebaute Lithiumionenakku reicht für einen Betrieb von bis zu acht Stunden.

Einsetzbar für

• Wartung und Service – Das Überprüfen von Fehlerzuständen ist häufig kompliziert und zeitraubend. Ist der Fehler in den Messeinrichtungen zu suchen oder in der Steuerung? Mit einem Simulator können die einzelnen Elemente aus der Messeinrichtung herausgenommen und mit dem SIM-1 simuliert werden.

• Problemlösung – Mit Hilfe der Simulation können Sie Schritt für Schritt überprüfen, ob der Defekt beim Sensor, der Verkabelung oder der Steuerung liegt.

• Inbetriebnahme – Auch bei der Inbetriebnahme ist der SensorSimulator ein wertvolles Hilfsmittel. Er kann z.B. dazu eingesetzt werden, sehr schnell zu überprüfen, ob die Steuerung bei einem bestimmten Wert des Sensorsignals korrekt reagiert. So kann die gesamte Prozesskette simuliert werden, um das Verhalten der Steuerung bei der Interaktion mit anderen Sensoren zu testen. Dazu können verschiedene Szenarien mit dem Simulator ohne Implementierung der entsprechenden Steuerung im echten System getestet werden.

• Validierung – Für eine präventive Risikobeherrschung können mit dem SensorSimulator definierte Werte erzeugt werden, um die Reaktion der Steuerung oder des Aktuators bei simulierten Grenzwerten zu untersuchen. Sicherheitsnormen oder Spezifikationen zur Qualität können somit gezielt simuliert und auf Einhaltung überprüft werden.