Störungssuche nach dem EVA-Prinzip, Logdateien-Analyse, Messung mit Multimeter und Oszilloskop sowie EMV-Schutzmaßnahmen.
📖 Fachtheorie & KMK-Prüfungswissen
1. Strategien zur systematischen Fehlersuche
- Bottom-Up (Schicht 1 aufwärts): Prüfung der physischen Basis (Kabel gesteckt? Link-LED leuchtet? Versorgungsspannung da?) bis zu den Anwendungsprotokollen.
- Top-Down (Schicht 7 abwärts): Prüfung der Software und Fehlermeldungen bis hinunter zur Hardware.
- Divide-and-Conquer (Intervallteilung): Testen in der Mitte (z. B. Ping auf Standardgateway), um den Fehlerraum sofort um 50 % einzugrenzen.
2. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
In Industrieumgebungen mit Frequenzumrichtern und Elektromotoren treten starke elektromagnetische Wechselfelder auf:
- Getrennte Verlegung von Datenleitungen (LWL/S-FTP) und Starkstromkabeln (Mindestabstand mind. 10–20 cm oder metallischer Trennsteg in Kabeltrasse).
- Beidseitiges, großflächiges Auflegen des Kabelschirms auf den Potenzialausgleich (Schirmschellen).
✍️ Authentische IHK-Prüfungsaufgaben mit Erwartungshorizont
Störungsanalyse an Industriesteuerung
8 Punkte
In einer Produktionshalle bricht die Kommunikation zwischen einer SPS-Steuerung und einem Sensorfeld unregelmäßig ab, sobald die große Stanzmaschine anläuft. Das Datenkabel (U/UTP) wurde im selben Kabelkanal direkt neben dem 400V-Hauptzuleitungskabel des Stanzmotors verlegt.
1. Benennen Sie die physikalische Ursache der Kommunikationsstörung.
2. Formulieren Sie drei konkrete bauliche und elektrotechnische Maßnahmen zur dauerhaften Behebung des Problems.
💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)
1. Physikalische Ursache:
Elektromagnetische Induktion / Einkopplung (EMV-Störung). Die hohen Einschaltströme des 400V-Motors induzieren Spannungsspitzen in das ungeschirmte Datenkabel (U/UTP), was zu Bitfehlern und Verbindungsabbrüchen führt. (2 Pkt.)
2. Drei Abhilfemaßnahmen:
- Austausch des ungeschirmten Kabels gegen ein doppelt geschirmtes Industriekabel (mind. S/FTP Cat 7) oder Lichtwellenleiter (LWL), der immun gegen elektromagnetische Störungen ist. (2 Pkt.)
- Räumliche Trennung: Verlegung in getrennten Kabeltrassen oder Einbau eines durchgehenden metallischen, geerdeten Trennstegs im vorhandenen Kanal. (2 Pkt.)
- Ordnungsgemäßes Auflegen der Kabelschirme auf die Potenzialausgleichsschiene an beiden Enden. (2 Pkt.)