عیب‌یابی منابع تغذیه ۲۴ ولت DC بدون گرفتار شدن در خطاهای خیالی
پیش از تعویض قطعات در محل، با تفکیک قطع ورودی، خرابی مبدل، اضافه‌بار، جریان هجومی، افت سیم‌کشی، گرما و اختلالات متناوب، عیب‌های برق صنعتی ۲۴ ولت DC را تشخیص دهید.
وقتی یک PLC، HMI، حسگرها و تجهیزات شبکه هم‌زمان ریست می‌شوند، منبع تغذیه ۲۴ ولت DC به مظنون اصلی تبدیل می‌شود. تعویض آن ممکن است تولید را ازسر بگیرد، اما می‌تواند به قطعه جایگزین نیز آسیب بزند یا یک خطای متناوب را حل‌نشده باقی بگذارد. اتصال کوتاه در یک شاخه، ترمینال شل، خرابی تجهیز حفاظتی، جریان راه‌اندازی بیش از حد، تهویه نامناسب یا بارِ دارای تغذیه برگشتی می‌تواند همین نشانه ظاهری را ایجاد کند.
یک عیب‌یابی مفید، چهار پرسش را از هم جدا می‌کند. آیا ورودی صحیح AC یا DC به منبع تغذیه می‌رسد؟ آیا مبدل می‌تواند در حالی که مدار پایین‌دست جدا شده است، خروجی خود را برقرار کند؟ آیا می‌تواند ولتاژ را تحت بار پایدار و گذرا حفظ کند؟ آیا ولتاژ از مسیر کامل مثبت و برگشت، به هر دستگاه می‌رسد؟
نقاط آزمون مشخص، خطاهای منبع، تبدیل، توزیع و بار را از یکدیگر جدا می‌کنند.
کار را با تعیین مرز ایمنی الکتریکی آغاز کنید
همه منابع انرژی، از جمله منابع تغذیه افزونه، مدارهای UPS، انرژی ذخیره‌شده در خازن‌ها و بارهایی را که می‌توانند ولتاژ را به باس DC برگردانند، شناسایی کنید. رویه‌های سایت برای قفل‌گذاری و برچسب‌گذاری و کار روی مدار برقدار را رعایت کنید. ترمینال‌های ورودیِ در معرض تماس ممکن است همچنان خطرناک باشند و بی‌برق بودن خروجی ثابت نمی‌کند که سمت ورودی ایمن است.
از ابزارها، پراب‌ها و تجهیزات حفاظت فردیِ دارای رده‌بندی مناسب برای مدار و محیط استفاده کنید. اندازه‌گیری روی مدار برقدار را فقط افراد واجد صلاحیت و با روش تأییدشده انجام دهند. پیش از اعمال برق، محل قرارگیری پراب‌ها را مشخص کنید و از جابه‌جا کردن غیرضروری اتصالات موقت در تابلوِ در حال کار خودداری کنید.
پیش از دست‌کاری مدار، نشانه خطا را ثبت کنید. وضعیت LEDهای منبع، کنتاکت‌های رله، هشدارها، بو، تغییر رنگ، عملکرد فن، دمای تابلو، وضعیت تجهیزات حفاظتی شاخه و بارهایی را که از کار افتاده‌اند یادداشت کنید. خاموش بودن نشانگر DC-OK مدرک است، نه اثبات خرابی مبدل. بسیاری از منابع هنگام افت ولتاژ، اضافه‌بار، حفاظت در برابر اتصال کوتاه یا قطع ورودی، نشانگر را خاموش می‌کنند.
ورودی را در ترمینال‌های منبع بررسی کنید
پلاک مشخصات را برای محدوده ولتاژ ورودی مجاز، فاز، فرکانس و نام‌گذاری ترمینال‌ها به‌دقت بررسی کنید. ورودی منبع را در ترمینال‌های خود منبع اندازه‌گیری کنید، نه فقط در بالادستِ کلید حفاظتی. پایه فیوز، کنتاکت قطع‌کننده، سیم، نول یا ترمینال شل ممکن است در فاصله بین تجهیز حفاظتی و مبدل دچار خرابی شده باشد.
در یک واحد تک‌فاز، ولتاژ مشخص‌شده بین خط و نول یا بین دو خط را اندازه‌گیری کنید. نول را صرفاً بر اساس رنگ سیم شناسایی نکنید. اگر منبع محدوده وسیعی از ورودی را می‌پذیرد، تأیید کنید که ولتاژ اندازه‌گیری‌شده هنگام راه‌اندازی ماشین و سایر رویدادهای بار زیاد، در محدوده مشخصات باقی می‌ماند.
اگر ولتاژ ورودی قطع یا ناپایدار است، به‌صورت نظام‌مند به سمت بالادست حرکت کنید. حفاظت شاخه، قطع‌کننده‌ها، خروجی ترانسفورماتور، گشتاور ترمینال طبق روش تعمیر و نگهداری تأییدشده و هر کنتاکت کنترلیِ قطع‌و‌وصل‌کننده منبع را بررسی کنید. اگر ورودی صحیح و پایدار است، بدون فرض سالم بودن مبدل، به سمت DC بروید.
عملکرد بی‌بار و باردار را مقایسه کنید
با جدا کردن ایمن مدار پایین‌دست، مستقیماً بین ترمینال‌های مثبت و منفی خروجی اندازه‌گیری کنید. ولتاژ صحیحِ بی‌بار ثابت می‌کند که مبدل می‌تواند تحت تقاضای کم راه‌اندازی شود؛ اما عملکرد آن در بار نامی را ثابت نمی‌کند. مقدار نادرست بی‌بار، در حالی که ورودی معتبر است، به‌شدت configuration، تنظیم، خرابی داخلی یا حالت کاری ناسازگار را مطرح می‌کند.
بار را طبق برنامه‌ای کنترل‌شده دوباره وصل کنید. اگر ولتاژ فقط هنگام اتصال مدار فرو می‌ریزد، اضافه‌بار، اتصال کوتاه، ظرفیت خازنی بیش از حد، جریان هجومی موتور یا سلونوئید و تغذیه برگشتی از پایین‌دست را بررسی کنید. به‌جای وصل‌و‌قطع مکرر کل تابلو، توزیع را به شاخه‌های مستند تقسیم کنید.
منابع مختلف از راهبردهای متفاوتی برای اضافه‌بار استفاده می‌کنند. برخی به‌طور پیوسته جریان را محدود می‌کنند، در حالی که برخی دیگر تقویت موقت ارائه می‌دهند و سپس وارد حالت راه‌اندازی مجدد متناوب یا hiccup می‌شوند. اسناد PULS، برای نمونه، زمان‌بندی و آستانه‌های ویژه هر مدل را برای رفتار boost و HiccupPLUS نشان می‌دهند. پیش از تفسیر خروجی پالسی به‌عنوان خرابی داخلی، باید از برگه داده سازنده مربوط به همان مدل استفاده شود.
افت ولتاژ را در کل مدار اندازه‌گیری کنید
هنگام عبور جریان، ولتاژ را هم در منبع و هم در بار دوردست اندازه‌گیری کنید. اگر منبع ولتاژ خود را نزدیک مقدار تنظیم‌شده حفظ می‌کند اما دستگاه ولتاژ بسیار کمتری می‌بیند، خطا در بخش توزیع است. هر دو هادی مثبت و برگشت را بررسی کنید. شل بودن ترمینال برگشت می‌تواند همان افت ولتاژ دستگاه را ایجاد کند که یک هادی مثبت آسیب‌دیده ایجاد می‌کند.
افت ولتاژ را روی فیوزها، کلیدهای حفاظتی، کنتاکت‌های قطع‌کننده، ترمینال‌بلوک‌ها، کانکتورها و قطعات کابل بلند اندازه‌گیری کنید. اندازه‌گیری مقاومت در مدار بی‌برق ممکن است اتصال حساس به گرما یا وابسته به بار را آشکار نکند. افت میلی‌ولتی تحت جریان نماینده معمولاً شواهد روشن‌تری ارائه می‌دهد.
اندازه‌گیری‌های منبع و بار باید تحت یک شرایط کاری یکسان انجام شوند.
بار پیوسته را از جریان هجومی جدا کنید
جریان پایدار را با ابزار مناسب اندازه‌گیری کنید و پس از اعمال کاهش ظرفیت ناشی از دما، نحوه نصب و ارتفاع، آن را با ظرفیت منبع مقایسه کنید. سپس تقاضای راه‌اندازی را ارزیابی کنید. کنتاکتورها، سلونوئیدها، فیلترهای ورودی خازنی، درایوها، رادیوها و کنترلرها ممکن است هنگام برقدار شدن، جریان بسیار بیشتری نسبت به حالت عادی بکشند.
ممکن است مولتی‌متر دستی افت کوتاه‌مدت ولتاژ را ثبت نکند. وقتی دستگاه‌ها ریست می‌شوند اما ولتاژ متوسط عادی به نظر می‌رسد، از عیب‌یابی داخلی منبع، سوابق افت ولتاژ PLC یا اسیلوسکوپ دارای رده‌بندی مناسب با روش تفاضلی ایمن استفاده کنید. ثبت را حول راه‌اندازی، فعال شدن شیر، روشن شدن تجهیزات شبکه یا رویداد تکرارپذیر دیگری تحریک کنید.
راه‌اندازی ترتیبی بارها می‌تواند تقاضای هم‌زمان را کاهش دهد، اما توالی باید طوری باشد که کارکرد ناقص و ناایمن ایجاد نکند. افزودن منبع بزرگ‌تر بدون بررسی هادی‌های شاخه و حفاظت می‌تواند مشکل را جابه‌جا کند، نه اینکه آن را حل کند. طراحی کامل توزیع را بازبینی کنید.
گرما، جریان هوا و نحوه نصب را بررسی کنید
بسیاری از منابع تغذیه ریل DIN در دمای محیط بالاتر از مقدار مشخص یا هنگام نصب در جهت غیرمعمول، به کاهش ظرفیت نیاز دارند. دمای هوای داخل تابلو می‌تواند بسیار بیشتر از دمای اتاق باشد. فاصله‌ها، فیلترهای مسدود، فن‌های خراب، منابع گرمای مجاور و انطباق نصب منبع با دستورالعمل سازنده را بررسی کنید.
پس از رسیدن سیستم به بالاترین شرایط دمایی محتمل، آن را مشاهده کنید. ممکن است منبع در آزمون راه‌اندازی سرد موفق شود اما چند ساعت بعد، با افزایش دمای داخلی، از کار بیفتد. تغییر رنگ حرارتی در ترمینال‌ها می‌تواند نشان‌دهنده گرم‌شدن مقاومتی باشد، نه اضافه‌بار مبدل.
مجموعه منابع تغذیه صنعتی می‌تواند برای مقایسه گزینه‌های جایگزین مفید باشد، و تجهیزات بالادست را می‌توان در مجموعه تأییدشده کلیدهای حفاظتی بررسی کرد. انتخاب نهایی ظرفیت و حفاظت باید بر اساس مستندات دقیق سازنده و الزامات الکتریکی قابل‌اجرا انجام شود.
ریپل و اختلالات متناوب را بررسی کنید
یک مولتی‌متر ممکن است ریپل سوئیچینگ، قطع‌های کوتاه و پالس‌های تکراری راه‌اندازی مجدد را میانگین‌گیری کند. اگر مقدار DC پایدار به نظر می‌رسد اما کنترلرها دوباره راه‌اندازی می‌شوند، شکل موج را هم در منبع و هم در بار آسیب‌دیده ثبت کنید. حدود ریپل و گذرا را با مشخصات منبع و دستگاه‌های متصل مقایسه کنید؛ برای همه سیستم‌های ۲۴ ولت DC یک مقدار قابل‌قبول جهانی وجود ندارد.
به‌دنبال اختلالاتی باشید که با بوبین کنتاکتورها، بارهای ترمزی، شیرهای القایی یا شاخه‌های خازنی بزرگ هم‌زمان هستند. تجهیزات سرکوب و قطبیت را بررسی کنید. برخی بارها می‌توانند انرژی را به سمت منبع برگردانند. ولتاژ مجاز تغذیه برگشتی و قابلیت جذب انرژی منبع، به مدل آن بستگی دارد.
خطاهای متناوب به بازرسی مکانیکی نیز نیاز دارند. حرکت دادن کنترل‌شده دسته‌سیم در طول یک آزمون تأییدشده ممکن است هادی یا کانکتور آسیب‌دیده را آشکار کند، اما هرگز سیم‌کشی برقدار را به‌گونه‌ای دست‌کاری نکنید که با مقررات ایمنی سایت مغایر باشد. وقتی بازتولید خطا به‌صورت ایمن ممکن نیست، از گزارش رویدادها و پایش موقت استفاده کنید.
تعمیر را اثبات کنید و شواهد را حفظ کنید
پس از اصلاح، ولتاژ ورودی، ولتاژ خروجی در منبع، ولتاژ بارهای دوردست حیاتی، جریان پیوسته، افت ولتاژ راه‌اندازی، دمای تابلو و علت ریشه‌ایِ جداشده را ثبت کنید. تأیید کنید که حفاظت شاخه، ترمینال‌ها، پوشش‌ها و سیم‌کشی به‌درستی به حالت اولیه بازگردانده شده‌اند.
سیستم را در چرخه‌های کاری نماینده، از جمله رویدادی که قبلاً باعث خطا شده بود، راه‌اندازی کنید. کنتاکت‌های DC-OK، عیب‌یابی PLC، هشدارها و افزونگی را در صورت استفاده بررسی کنید. اگر خود منبع خراب شده است، بررسی کنید که آیا گرما، اضافه‌بار، آلودگی یا تغذیه برگشتی می‌تواند عمر قطعه جایگزین را کوتاه کند.
یک تعمیر حرفه‌ای چیزی فراتر از روشن شدن موفق سیستم است. تعمیر باید ردپایی از اندازه‌گیری‌ها بر جای بگذارد که علت خرابی را توضیح دهد و نشان دهد مدار اصلاح‌شده می‌تواند عملکرد عادی، گذراهای محتمل و بررسی تعمیر و نگهداری بعدی را پشتیبانی کند.