Защо измерването на съпротивление все още е важно в съвременните системи за управление

Измерванията на напрежение и ток преобладават в повечето задачи за отстраняване на неизправности в електрически системи, но измерването на съпротивление остава един от най-информативните диагностични методи в промишлената поддръжка. Когато захранването трябва да остане изолирано поради съображения за безопасност, измерванията на съпротивление често са най-бързият начин за откриване на повредени бобини, прекъснати проводници или компоненти с късо съединение.

За техниците, които работят по PLC шкафове, пускатели на двигатели, релейни панели или измервателни контури, разбирането на измерването на съпротивление е нещо повече от умение за начинаещи. То пряко влияе върху скоростта на поддръжката, надеждността при стартиране и безопасността на оборудването.

В много съвременни предприятия инженерите съчетават преносими измервателни инструменти с усъвършенствани системи за управление, като PLC и PAC системи, за да съкратят времето за отстраняване на неизправности по време на въвеждане в експлоатация и спирания.

Какво всъщност показва измерването на съпротивление

Съпротивлението описва доколко силно даден компонент се противопоставя на протичането на ток. Колкото по-високо е съпротивлението, толкова по-нисък е очакваният ток при същото приложено напрежение. Тази зависимост е в основата на почти всяка процедура за електрическа диагностика.

Законът на Ом определя зависимостта между напрежението, тока и съпротивлението:

В промишлени среди измерванията на съпротивление помагат на техниците да определят дали веригата може да провежда ток правилно, след като захранването бъде възстановено към системата.

Фигура 1. Измерването на съпротивлението на бобината помага да се потвърди дали намотката на контактора е електрически изправна, преди веригата да бъде захранена.

Къси съединения и прекъснати вериги

Стойност на съпротивлението близка до нула обикновено показва състояние на късо съединение. Прекалено ниското съпротивление позволява на тока да нарасне бързо, което често води до задействане на предпазител или прекъсвач.

В другия край на скалата повечето цифрови мултиметри показват „OL“, когато съпротивлението стане изключително високо. Това показва прекъсната верига, през която не може да протича ток.

Кога измерването на съпротивление е най-полезно

Измерванията на напрежение само потвърждават, че между две точки съществува електрически потенциал. Те не винаги показват дали през устройството може да протича полезен ток под товар.

Измерването на съпротивлението предоставя допълнителна информация. То помага на техниците да оценят очаквания ток преди веригата да бъде включена под напрежение.

Оценяване на бобини и пасивни компоненти

Бобините на релета, соленоидите и контакторите често отказват постепенно, а не катастрофално. Частично повредена намотка може все още да показва пълното напрежение по време на работа, като същевременно пропуска необичаен ток.

Измерването на съпротивлението бързо разкрива тези скрити промени.

Фигура 2. Тестването на резистори с ниска стойност изисква внимание към съпротивлението на проводниците, тъй като дори малки грешки при измерването стават значими.

Екипите по поддръжката, обслужващи стари системи за управление, често разчитат в голяма степен на проверки на съпротивлението при валидиране на полевото окабеляване и резервните компоненти от системи Allen-Bradley SLC 500 или по-стари панели с релета.

Често срещани грешки при измерване, които техниците трябва да избягват

Съпротивлението на проводниците може да изкриви показанията

Проводниците на мултиметъра внасят малки стойности на съпротивление в измерването. При вериги с високо съпротивление тази допълнителна част от ома е пренебрежима. При компоненти с ниско съпротивление тя става критична.

Резистор с номинално съпротивление само няколко ома може да изглежда дефектен, ако техниците не отчетат съпротивлението на измервателните проводници.

Никога не измервайте съпротивление във верига под напрежение

Режимът за измерване на съпротивление подава вътрешното напрежение на батерията през тестваното устройство. Ако във веригата вече има външно напрежение, мултиметърът може да покаже нестабилни или отрицателни стойности.

По-важното е, че веригите под напрежение могат да повредят чувствителните обхвати за измерване на съпротивление в уреда.

Добрата практика винаги включва изолиране на поне едната страна на компонента преди измерване.

Фигура 3. Разединяването на едната страна на компонента предотвратява влиянието на паралелните токови пътища върху измерването.

Веригите с променлив ток внасят допълнителна сложност

Стандартните мултиметри прилагат постоянно напрежение при измерване на съпротивление. Поради това ограничение индуктивните и капацитивните ефекти, характерни за системите с променлив ток, не се проявяват точно по време на теста.

Индустриалните двигатели, трансформаторите и веригите за корекция на фактора на мощността се държат различно при условия на променлив ток. В тези приложения импедансът става по-важен от чистото постояннотоково съпротивление.

Това разграничение е от голямо значение за обекти, в които работят честотни регулатори, турбинни системи или големи технологични двигатели, свързани чрез съвременни платформи за управление на задвижвания и движение.

Полупроводниковата електроника изисква различен подход

Съвременната индустриална електроника рядко се държи като обикновен резистор. Компоненти като диоди, транзистори и полупроводникови релета променят характеристиките си в зависимост от приложеното напрежение.

Полупроводниковият елемент може да изглежда изправен при тест за съпротивление, но да откаже напълно по време на работа под напрежение.

Затова опитните техници съчетават измерванията на съпротивление с анализ на напрежението под напрежение при разширено отстраняване на неизправности.

Отраслова гледна точка: Защо основните електротехнически умения се завръщат

С превръщането на индустриалните системи във все по-софтуерно ориентирани много обекти вече се сблъскват с недостиг на техници, които се чувстват уверени в основната електрическа диагностика. Парадоксално, измерването на съпротивление остава един от най-ефективните начини за диагностициране на сложни системи за автоматизация.

Независимо дали поддържат шкафове с PLC, системи за защита на машини или разпределени I/O мрежи, способността да се интерпретират показанията за съпротивление продължава да отличава опитните специалисти по отстраняване на неизправности от тези, които просто сменят части.

Преносимите измервателни уреди може да изглеждат елементарни, но в опитни ръце те все още превъзхождат много автоматизирани диагностични системи при реални случаи на поддръжка.

Практически поглед от терен

Много млади инженери се фокусират прекомерно върху софтуерната диагностика и инструментите за комуникация по Ethernet. Тези умения са важни, но измерването на съпротивление остава от съществено значение, защото електрическите повреди все още започват на физическия слой.

Повредена намотка, разхлабена клема, корозирал проводник или частично повреден резистор може да спре цяла производствена линия много преди PLC да генерира аларма.

Най-добрите специалисти по поддръжка разбират както архитектурата на цифровото управление, така и основните принципи на електрическите измервания. Измерването на съпротивление се намира точно на пресечната точка между тези два свята.

Оливър Грант | Старши репортер за индустриални системи

Оливър Грант има 14 години опит в отразяването на теми, свързани с индустриалната автоматизация, електрическата поддръжка и диагностиката на машини. Професионалният му опит включва проекти за интеграция на място, свързани с платформите Siemens SIMATIC, технологичните системи на Emerson и приложенията за управление на двигатели на Rockwell Automation в производствени и енергийни обекти.