SPS-Ausfälle ohne Fehlercode: Ist das Stromnetz wirklich schuld?

Die Steuerung startet plötzlich neu. Die Produktionslinie steht für ein paar Minuten still. Ein Frequenzumrichter gibt den Geist auf. Und das Schlimmste daran: Es gibt keinen Fehlercode. Kein Hinweis. Nichts, woran Sie sich festhalten könnten.

Wenn Ihnen das bekannt vorkommt, sind Sie nicht allein. Wir bei der AuVeco+ Energy Service GmbH erleben genau dieses Problem immer wieder. Und in vielen Fällen liegt die Ursache dort, wo kaum jemand hinsieht: in der Qualität Ihres Stromnetzes.

Ein echter Fall aus unserer Praxis

Ein mittelständisches Produktionsunternehmen kam auf uns zu. Das Problem: immer wiederkehrende SPS-Abstürze. Die Steuerungssysteme starteten sporadisch neu, die Produktionslinien standen kurz still, und vereinzelt fielen sogar Frequenzumrichter komplett aus.

Das Verrückte daran: Weder die SPS noch die Umrichter lieferten einen eindeutigen Fehlercode. Der Maschinenhersteller war mehrfach vor Ort. Ergebnis: null. Alle Komponenten sahen einwandfrei aus.

Wir haben dann getan, woran vorher niemand gedacht hatte. Wir haben eine mehrtägige Netzqualitätsmessung durchgeführt. Und die Überraschung war groß.

Die Ursache lag nicht in der Steuerungstechnik. Sie lag im elektrischen Versorgungsnetz. Während bestimmter Produktionsphasen traten immer wieder kurze Spannungseinbrüche und starke Schwankungen auf. Diese Ereignisse waren so kurz, dass sie im normalen Anlagenmonitoring komplett unsichtbar blieben. Für die empfindliche Elektronik der SPS und der Frequenzumrichter reichten sie aber locker aus, um Neustarts, Fehlfunktionen und langfristige Schäden auszulösen.

Nachdem wir die Versorgungsspannung stabilisiert hatten, verschwanden die unerklärlichen Neustarts. Weitere Ausfälle der Frequenzumrichter konnten wir vermeiden. Die Anlage war nie defekt. Sie wurde nur permanent mit einer instabilen Spannung gequält.

Der teuerste Denkfehler bei SPS-Ausfällen

Der häufigste Irrglaube, dem wir bei Produktionsleitern und Instandhaltern begegnen, lautet: „Wenn die SPS abstürzt, muss die SPS defekt sein.“

Das ist verständlich. Denn dort wird die Störung ja sichtbar. Also werden Komponenten getauscht, Programme überprüft und Hersteller hinzugezogen. Nur: Die eigentliche Ursache liegt oft einige Meter weiter vorne, nämlich in der Stromversorgung.

Warum übersieht man das Stromnetz so oft? Weil Strom für die meisten Verantwortlichen selbstverständlich ist. Solange die Anlage läuft und keine Sicherung fliegt, geht man davon aus, dass mit der Versorgung alles in Ordnung ist. Doch Spannungseinbrüche, Oberschwingungen und kurze Netzstörungen sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Viele Standard-Messsysteme erfassen sie gar nicht erst.

Dazu kommt ein tückischer Effekt: Die Symptome treten oft zeitversetzt auf. Ein Frequenzumrichter fällt heute aus. Die Belastung durch schlechte Netzqualität besteht aber vielleicht schon seit Monaten oder Jahren. Man tauscht das Gerät, der Fehler ist erst mal weg und kommt später wieder. Die Ursache im Hintergrund bleibt bestehen.

Moderne Technik ist leistungsfähiger und empfindlicher

Ein wichtiger Punkt wird gern vergessen: Heutige SPS und Frequenzumrichter sind viel leistungsfähiger als früher. Gleichzeitig sind sie aber auch deutlich empfindlicher geworden.

Ältere Anlagen haben viele Netzschwankungen einfach weggesteckt. Moderne elektronische Systeme reagieren dagegen sehr sensibel auf Spannungsabweichungen und Netzverzerrungen. Was vor zwanzig Jahren kein Problem war, wirft heute die halbe Produktion aus dem Takt.

Deshalb sollte die Frage bei wiederkehrenden Störungen nicht nur lauten: „Welche Komponente ist ausgefallen?“ Sondern auch: „Unter welchen elektrischen Bedingungen musste sie überhaupt arbeiten?“ Genau hier wird die Netzqualität zum entscheidenden Puzzleteil, das vorher niemand betrachtet hat.

Diese Muster sehen wir immer wieder

Wenn wir unsere Energiedatenlogger anschließen und die Spannungsverläufe und harmonischen Verzerrungen über mehrere Tage aufzeichnen, tauchen bei Problemanlagen immer wieder dieselben Auffälligkeiten auf:

• Spannungseinbrüche

• Spannungsüberhöhungen

• starke Spannungsschwankungen

• erhöhte Oberschwingungen

Genau diese Faktoren treten bei ungeklärten SPS- und Umrichterproblemen überdurchschnittlich häufig auf. Und ohne eine professionelle Netzanalyse bleiben sie oft jahrelang unentdeckt.

Das Gute daran: Unsere Messung läuft komplett autark. Wir installieren die Datenlogger und zeichnen alles auf, ohne Ihren laufenden Produktionsbetrieb zu unterbrechen. Die Auswertung erfolgt streng nach den relevanten VDE-Richtlinien und liefert Ihnen eine normgerechte Dokumentation.

Was sich nach einer Spannungsoptimierung ändert

Nach einer Spannungsoptimierung sehen wir regelmäßig weniger SPS-Abstürze, weniger Umrichterstörungen, weniger ungeplante Stillstände und eine deutlich höhere Betriebssicherheit. Oft zeigt sich erst hinterher, wie stark die Elektronik zuvor unter der schlechten Netzqualität gelitten hat.

Ein typisches Beispiel sind Betriebe mit dauerhaft erhöhter Netzspannung. Frequenzumrichter, Netzteile und SPS-Komponenten werden dadurch permanent stärker belastet. Stabilisieren wir die Versorgungsspannung, sinkt die thermische Belastung der Elektronik. Die Folge: Viele Kunden berichten anschließend von spürbar weniger Störungen und weniger ungeplanten Serviceeinsätzen.

Der größte Vorteil liegt aber in der Langzeitwirkung. Elektronische Bauteile altern umso schneller, je stärker sie durch Spannungsspitzen und Oberschwingungen belastet werden. Reduzieren wir diese Belastung, verlängert sich die zu erwartende Lebensdauer von Frequenzumrichtern, Netzteilen und SPS-Baugruppen deutlich.

Deshalb sehen viele unserer Kunden eine Netzstabilisierung nicht nur als Maßnahme für mehr Energieeffizienz. Sie ist vor allem eine Investition in die Anlagenverfügbarkeit. Denn jede vermiedene Störung bedeutet weniger Produktionsausfälle, weniger Wartungsaufwand und geringere Kosten für Ersatzteile.

Unser Fazit: Schauen Sie hinter die Kulissen

Die wichtigste Erkenntnis aus vielen Projekten ist einfach: Nicht jeder Fehler, der an einer SPS oder einem Frequenzumrichter sichtbar wird, entsteht auch dort. Häufig ist die Steuerung nur das Opfer der Störung, nicht der Verursacher.

Wenn Sie also mit wiederkehrenden, nicht erklärbaren Ausfällen kämpfen, lohnt sich immer ein Blick auf das Stromnetz. Genau dieser Blick hat schon bei vielen Unternehmen den entscheidenden Aha-Effekt ausgelöst.

Sie haben ähnliche Probleme in Ihrem Betrieb? Dann sprechen Sie mit uns. Wir analysieren Ihre Netzqualität vor Ort, ohne Ihren Betrieb zu unterbrechen, und zeigen Ihnen genau, wo die versteckte Ursache liegt.