Beispiele für die Fehlerbehebung in Zweipoligen Messgeräteanlagen

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Dieser Artikel ist eine Wiederveröffentlichung. Der ursprüngliche Titel lautet: (Analyse und Behebung von Fehlern in den Schaltungen von Zweileitersystemen für Messgeräte). Fehler in den Schaltungen von Zweileitersystemen für Messgeräte sind ebenfalls häufige Probleme – beispielsweise Kurzschlüsse in den Signalleitungen, zwischen den Leitungen untereinander oder zwischen den Leitungen und der Erde. Dabei lässt sich der Kurzschluss zwischen Leitung und Masse weiter in einen Kurzschluss des positiven Poles gegenüber der Masse sowie einen Kurzschluss des negativen Poles gegenüber der Masse unterteilen. Die Fehlererscheinungen in diesen beiden Fällen sind völlig unterschiedlich. Wenn die Prognose falsch ist, wird es im eigentlichen Reparaturprozess sicherlich wieder große Schwierigkeiten geben. Ich möchte Ihnen einen kürzlich aufgetretenen Fall eines Fehlers in der Schaltung eines zweidrahtigen Messgeräts vorstellen. Der eigentliche Reparaturprozess war äußerst kompliziert – ich teile ihn gerne mit Ihnen, damit Sie daraus lernen können: Es handelte sich um einen zweidrahtigen pH-Wert-Messsender, der über eine DCS-Karte mit Energie versorgt wurde. Gleichzeitig sendete der Sender ein Signal im Bereich von 4–20 mA an die Karte. Die Skizze sieht ungefähr so aus: http://www.hfybdl.com/u/9e2e642f-ce63-4fbc-bfe2-9749560b319f/image/636305197292365778.jpg Die Störung, mit der wir es hier zu tun haben, besteht darin, dass die Stromversorgung des pH-Messgeräts vor Ort normal funktioniert, das Anzeigefeld ordnungsgemäß angezeigt wird und der pH-Wert bei 6,8 liegt. Doch der DCS zeigt einen offenen Schaltzustand an – der Kanal erhält kein Signal im Bereich von 4–20 mA. Nach der Überprüfung der allgemeinen Verhältnisse ist das Erste, was in Betracht gezogen wird, zu prüfen, ob die Spannung im Kanal normal ist. Dabei werden in dem DCS-Gehäuse die Anschlussterminals sowie die Kartenkanäle dieses pH-Messers gefunden. Schalten Sie erneut den Sicherungsschalter der Steckverbinder aus und messen Sie mit dem Gleichstrom-Messmodus des Multimeters, ob vom Kanal eine Gleichspannung ausgegeben wird, wie in der Abbildung dargestellt. Das Messergebnis beträgt 22 V, was im normalen Bereich liegt. http://www.hfybdl.com/u/9e2e642f-ce63-4fbc-bfe2-9749560b319f/image/636305198170803321.jpg Nachdem die Spannung normal gemessen wurde, wird mit dem mA-Messmodus des Multimeters ein Schaltkreis zwischen den beiden Enden des Sicherungsschalters gebildet, um zu überprüfen, ob das Stromsignal im Schaltkreis normal ist – wie in der Abbildung dargestellt. Das Messergebnis beträgt 11,8 mA, was dem Wert von 6,8 übereinstimmt, der auf dem pH-Meter an Ort und Stelle angezeigt wird (Der Messbereich des pH-Meters liegt bei 0–14). http://www.hfybdl.com/u/9e2e642f-ce63-4fbc-bfe2-9749560b319f/image/636305198616496103.jpg Die Fehlerbehebung ist bis jetzt völlig sinnlos – liegt das an einer falschen Konfiguration? Ist der Kartenkanal immer noch kaputt? Man versuchte alles Mögliche: Die Anordnung neu zu gestalten, Sicherungen auszutauschen, die Verbindungsleitungen umzulegen usw. Doch es blieb beim Alten – man wusste nicht, warum. Offensichtlich hat sich die Richtung, in die man zuerst gedacht hat, bereits verlagert. . . . . Hier werden 1000 Wörter weggelassen. Nach verschiedenen Versuchen und unter Berücksichtigung von Störungen in der Leitung – doch zu diesem Zeitpunkt war noch nicht klar, um welche Art von Störung es sich handelte. Mit der Überprüfung der Leitungen begonnen – alle Verbindungen der Karten sowie der Feldsender wurden entfernt. Es wurden die Verbindungen überprüft, die Widerstände der Leitungen sowie der Isolierwiderstand gemessen usw. Schließlich klärte sich die Situation – siehe Abbildung unten: http://www.hfybdl.com/u/9e2e642f-ce63-4fbc-bfe2-9749560b319f/image/636305198935828664.jpg Achten Sie auf das Erdungszeichen am negativen Ende. Ja, bei der Messung des Leitungswiderstands betrug der Widerstand zwischen der negativen Leitung und Erde nur wenige Ohm – es handelt sich somit um einen Kurzschluss gegenüber Erde. So lässt sich das oben beschriebene Fehlerphänomen erklären: Da der negative Pol geerdet ist, gibt es kein Problem mit der Stromversorgung am positiven Pol, weshalb die Anzeige am Gerät normal funktioniert. Doch das 4–20 mA-Signal kehrt nicht zum Kanal der DCS-Karte zurück, sondern fließt direkt in die Masse. Deshalb zeigt das DCS-System diesen Kanal als offenen Weg an. In diesem Fall bleibt nur die Umrouting-Möglichkeit.