Feszültségmérés ipari vezérlőáramkörökben

A feszültségmérés csak akkor hasznos, ha a mérnök ismeri az összehasonlított két pontot, az áramkör várt állapotát és a műszer korlátait. Egy digitális multiméter hihető értéket mutathat akkor is, ha az áramkörben továbbra is szakadt vezető, gyenge csatlakozás, indukált feszültség vagy veszélyes tárolt energia van.

Ez a gyakorlati módszer a feszültségvizsgálatot szabályozott diagnosztikai folyamatként kezeli. Ipari vezérlőszekrényekre, 24 V DC-s I/O-ra, kontaktoráramkörökre, tápegységekre és motorhajtások segédáramköreire alkalmazható. A munkát a telephely elektromos biztonsági programjának és a berendezés utasításainak megfelelően kell végezni.

Kezdje az áramkör állapotának meghatározásával

Szonda érintése előtt határozza meg, hogy az áramkörnek feszültség alatt kell-e lennie. Azonosítsa a forrást, a névleges feszültséget, a földelési elrendezést, a védőeszközt, a terhelést és a várt áramutat. A kapcsolási rajz hasznos, de a helyszíni vezetékezést és a közelmúltbeli módosításokat is ellenőrizni kell.

A feszültség két pont közötti elektromospotenciál-különbség. Az az állítás, hogy „ezen a kapcson 24 volt van”, hiányos, ha nem ismert a referencia pontja. Ugyanaz a kapocs eltérő értékeket adhat egyenáramú közöshöz, védőföldhöz vagy egy másik vezetőhöz képest.

A kapcsolódó tápegységek, megszakítók, relék és szekrényhardverek áttekintéséhez használja a Tápellátási és elektromos alkatrészek gyűjteményt. A terméklisták nem helyettesítik a gép kapcsolási rajzát vagy a kiválasztott eszköz kézikönyvét.

Válasszon a berendezéshez megfelelő műszert

Ellenőrizze, hogy a műszer, a mérővezetékek, a szondák és a tartozékok megfelelnek-e az áramkör és a környezet követelményeinek. Vizsgálja meg a szigetelést, a szabadon lévő fémet, a csatlakozók illeszkedését, a biztosíték állapotát és az akkumulátor töltöttségét. A sérült mérővezeték egyébként megfelelő műszert is veszélyessé tehet.

Az AC vagy DC üzemmódot tudatosan válassza ki. Az automatikus méréshatár-választás segít a skála kiválasztásában, de nem tudja eldönteni, hogy a mérnök stabil egyenáramú sínt, szinuszos tápellátást, impulzusszélesség-modulált hullámformát vagy tranziens jelet vár-e. Egyes hullámformákhoz valódi RMS-műszerre vagy megfelelő leválasztással és szondákkal rendelkező oszcilloszkópra van szükség.

Ne használjon ellenállás-, folytonosság- vagy árammérési módot feszültség alatt álló forráson. Árammérési módban a műszer kis impedanciájú utat hoz létre. Ez a hiba kiolvaszthatja a biztosítékot, károsíthatja a műszert vagy ívet hozhat létre.

Ellenőrizze a mérőt a mérés előtt és után

A mérés előtt ellenőrizze a műszert egy ismerten feszültség alatt álló forráson. Mérje meg a vizsgált áramkört, majd ellenőrizze ismét a műszert. Ez a feszültség alatt–feszültségmentes–feszültség alatt sorrend segít felismerni a hibás mérővezetéket, a rossz funkcióbeállítást, a lemerült akkumulátort vagy a műszer hibáját.

A nulla érték önmagában nem bizonyítja a feszültségmentességet. Lehet, hogy a szondák rossz pontokon vannak, a referencia lebeg, vagy a vezető a forrás felőli oldalon le van választva. A feszültség hiányának ellenőrzését szakképzett személyeknek kell elvégezniük az előírt eljárás és védőfelszerelés alkalmazásával.

A várható áramút mentén mérjen

Egy 24 V DC-s terhelésnél először közvetlenül a pozitív és a közös pont között mérje meg a tápfeszültséget. Ezután mérjen a terhelésen, miközben azt bekapcsolási paranccsal működtetik. Végül ellenőrizze a terhelés mindkét oldalát ugyanahhoz a referenciához képest. Ezek a mérések elkülönítik a forrásfeszültség elvesztését, a kapcsolási veszteséget, a vezeték szakadását és a terhelés hibáit.

Egy egészséges, zárt érintkezőn terhelés alatt kis feszültségnek kell esnie. A zárt érintkezőn mért nagy esés az érintkező, a kapocs, a biztosítéktartó vagy a vezető ellenállására utal. Egy nyitott érintkezőn a teljes tápfeszültség közelében lévő érték jelenhet meg.

A feszültségesés-mérés akkor a leginformatívabb, amikor áram folyik. Terheletlen áramkör korrózión vagy nagy ellenállású csatlakozáson keresztül is névleges feszültséget mutathat. A feszültség csak akkor omlik össze, amikor a terhelés áramot igényel.

Ismerje fel a szellemfeszültséget és a csatolt feszültséget

A nagy impedanciájú műszerek nagyon kis áramot vesznek fel. Ez a legtöbb elektronikus áramkörnél hasznos, de kapacitívan csatolt feszültséget is kijelezhet egy leválasztott vezetőn. A hosszú, párhuzamos kábelek, a frekvenciaváltó kimeneti vezetékei és a szomszédos AC-vezetők fokozzák ezt a hatást.

Az alacsony impedanciájú mérési funkció segíthet megkülönböztetni a csatolt feszültséget a terhelhető forrástól, ha ezt a műszer és az eljárás lehetővé teszi. Soha ne rögtönözzön vizsgálati terhelést. Az áramkör valóban feszültség alatt lehet, és a nem megfelelő terhelés veszélyt okozhat.

Hasonlítsa össze a mért értéket a vezetékezés topológiájával. A stabil feszültség, amely egy jóváhagyott alacsony impedanciájú vizsgálat hatására eltűnik, csatolásra utal. A megmaradó és áramot szolgáltató feszültséget valós forrásként vagy visszatáplálásként kell kivizsgálni.

Számoljon a műszer terhelésével

A voltmérő elektromosan nem láthatatlan. Bemeneti impedanciája párhuzamos utat képez az áramkörrel. Kis ellenállású teljesítmény- és vezérlőáramkörökben ez általában csekély hatás. Nagy ellenállású érzékelőhálózatokban, szivárgásérzékelő áramkörökben és elektronikus bemeneteknél azonban a műszer megváltoztathatja a mért feszültséget.

Érzékeny csomópontok diagnosztikájánál rögzítse a műszer bemeneti impedanciáját. Hasonlítsa össze a méréseket az eszköz specifikációjával, és fontolja meg megfelelő oszcilloszkóp vagy elektrométer használatát olyan áramköröknél, amelyek kívül esnek egy általános célú multiméter tartományán.

A tárolt energiát külön kell ellenőrizni

A hajtásokban, tápegységekben és szűrőkben lévő kondenzátorok a bemeneti tápellátás lekapcsolása után is feltöltve maradhatnak. Kövesse a gyártó kisütési idejét és ellenőrzési pontjait. Ne feltételezze, hogy a sötét kijelző azt jelenti, hogy az egyenáramú sín biztonságos.

A kijelölt kapcsokon olyan műszerrel mérjen, amely a lehetséges feszültségre minősített. Várja meg az előírt kisütési időt, majd ismét ellenőrizze. Soha ne zárjon rövidre kondenzátort szerszámmal, és ne szereljen ismeretlen energiatárolóra rögtönzött ellenállást.

A kapcsolódó hajtástechnikai hardverek áttekinthetők a Hajtástechnika és mozgásvezérlés gyűjteményben. A kisütéssel, mérési pontokkal és szervizelési korlátozásokkal kapcsolatban továbbra is a hajtás aktuális kézikönyve az irányadó.

Alakítson ki ismételhető diagnosztikai sorrendet

Induljon ismert forrástól, és haladjon a terhelés felé. Ahol célszerű, tartson meg egyetlen referenciapontot. Rögzítse a gép állapotát, a parancsállapotot, a mért értéket, a mérési tartományt és a mérési pontokat. A referenciák dokumentálás nélküli váltogatása félrevezető összehasonlításokat eredményez.

Szakaszos hibák esetén a hiba fellépésekor mérjen. PLC-analógérték trendelését csak azután végezze, hogy megerősítette: a terepi jel és a bemeneti csatorna ugyanazt az állapotot képviseli. A kézi műszer lassú kijelzőfrissítése miatt egy rövid kimaradást nem biztos, hogy észlel.

Használjon minimum-/maximumérték-rögzítést vagy megfelelően beállított adatrögzítőt, ha az esemény időtartama illeszkedik a műszer képességeihez. Gyorsabb tranziensekhez használjon oszcilloszkópot. Olyan esetekben, amikor a földreferencia hibái rövidzárlatot okozhatnak, válasszon differenciális vagy leválasztott mérési módszert.

Ne csak a számot, hanem a mért értéket is értelmezze

A jó diagnózis a mért feszültséget az áramkör tervezett viselkedésével hasonlítja össze. A terheletlen kapcson mért névleges feszültség nem bizonyítja a használható tápellátást. A nulla volt nem bizonyítja a biztonságot. A várt feszültség fele lehet osztó, szivárgás, lebegő referencia vagy a műszer terhelésének következménye.

A legerősebb következtetés több, egymással összhangban lévő mérésből adódik: forrásfeszültség, a terhelésen eső feszültség, a vezetőkön és érintkezőkön fellépő feszültségesés, valamint a terhelés alatti viselkedés. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Elektrotechnikai tudományok kézikönyve háttérismereteket nyújt a váltakozó áram elméletéről, az induktivitásról, a motorokról és a mérőműszerekről.

A megfelelő feszültségvizsgálat ezért gondolkodási folyamat. Határozza meg a referenciát, szabályozza az áramkör állapotát, ellenőrizze a mérőt, mérjen a megfelelő terhelés mellett, és kapcsoljon minden mérési értéket egy fizikai áramúthoz.