Perché i test di resistenza sono ancora importanti nei moderni sistemi di controllo

Le misurazioni della tensione e della corrente dominano la maggior parte delle attività di ricerca dei guasti elettrici, ma i test di resistenza restano uno dei metodi diagnostici più rivelatori nella manutenzione industriale. Quando l'alimentazione deve rimanere isolata per motivi di sicurezza, le misurazioni della resistenza diventano spesso il modo più rapido per identificare bobine danneggiate, conduttori interrotti o componenti in cortocircuito.

Per i tecnici che lavorano su quadri PLC, avviatori di motori, pannelli con relè o circuiti di strumentazione, comprendere i test di resistenza è più di una competenza di base. Incide direttamente sulla rapidità della manutenzione, sull'affidabilità dell'avviamento e sulla sicurezza delle apparecchiature.

In molte strutture moderne, gli ingegneri combinano gli strumenti di misura portatili con piattaforme di controllo avanzate, come i sistemi PLC e PAC, per ridurre i tempi di ricerca dei guasti durante la messa in servizio e gli interventi di fermo.

Capire cosa rivela realmente la resistenza

La resistenza descrive quanto un componente si oppone al passaggio della corrente. Maggiore è la resistenza, minore sarà la corrente prevista a parità di tensione applicata. Questa relazione costituisce la base di quasi tutte le procedure di diagnostica elettrica.

La legge di Ohm definisce la relazione tra tensione, corrente e resistenza:

Negli ambienti industriali, le misurazioni della resistenza aiutano i tecnici a determinare se un circuito può condurre correttamente la corrente una volta ripristinata l'alimentazione del sistema.

Figura 1. Misurare la resistenza della bobina aiuta a confermare che l'avvolgimento del contattore sia ancora integro dal punto di vista elettrico prima di alimentare il circuito.

Cortocircuiti e circuiti aperti

Un valore di resistenza prossimo allo zero indica generalmente una condizione di cortocircuito. Una resistenza eccessivamente bassa fa aumentare rapidamente la corrente, causando spesso l'intervento di fusibili o interruttori automatici.

All'estremo opposto, la maggior parte dei multimetri digitali visualizza “OL” quando la resistenza diventa estremamente elevata. Ciò indica un circuito aperto, nel quale non può fluire corrente.

Quando i test di resistenza sono più utili

Le misurazioni della tensione confermano solo che esiste un potenziale elettrico tra due punti. Non rivelano sempre se una corrente utile può attraversare il dispositivo sotto carico.

Il test della resistenza fornisce informazioni aggiuntive. Aiuta i tecnici a stimare la corrente assorbita prevista prima che il circuito venga messo sotto tensione.

Valutazione di bobine e componenti passivi

Le bobine dei relè, i solenoidi e i contattori spesso si guastano gradualmente anziché in modo catastrofico. Un avvolgimento parzialmente danneggiato può comunque mostrare la tensione completa durante il funzionamento, assorbendo al contempo una corrente anomala.

Il test della resistenza rende rapidamente visibili questi cambiamenti nascosti.

Figura 2. Il test di resistenze di basso valore richiede attenzione alla resistenza dei puntali, perché anche piccoli errori di misurazione diventano significativi.

I team di manutenzione che supportano sistemi di controllo legacy spesso fanno ampio affidamento sui controlli della resistenza per verificare il cablaggio sul campo e i componenti di ricambio dei sistemi Allen-Bradley SLC 500 o dei vecchi quadri basati su relè.

Errori di misurazione comuni che i tecnici dovrebbero evitare

La resistenza dei puntali può falsare le letture

I puntali del multimetro introducono piccoli valori di resistenza nella misurazione. Nei circuiti ad alta resistenza, questa frazione aggiuntiva di ohm è trascurabile. Nei componenti a bassa resistenza, invece, diventa critica.

Una resistenza con un valore nominale di appena pochi ohm può sembrare difettosa se i tecnici non tengono conto della resistenza dei puntali di test.

Non misurare mai la resistenza su un circuito sotto tensione

La modalità resistenza fa passare la tensione della batteria interna attraverso il dispositivo sottoposto a test. Se nel circuito è già presente una tensione esterna, il multimetro può visualizzare valori instabili o negativi.

Ancora più importante, i circuiti sotto tensione possono danneggiare i delicati intervalli di misura della resistenza all'interno del multimetro.

La procedura consigliata prevede sempre di isolare almeno un lato del componente prima della misurazione.

Figura 3. Scollegare un lato del componente impedisce ai percorsi paralleli del circuito di influenzare la misurazione.

I circuiti in corrente alternata introducono ulteriore complessità

I multimetri standard applicano una tensione continua durante il test di resistenza. A causa di questa limitazione, gli effetti induttivi e capacitivi presenti nei sistemi in corrente alternata non vengono rilevati accuratamente durante il test.

Motori industriali, trasformatori e circuiti di rifasamento si comportano diversamente in presenza di corrente alternata. In queste applicazioni, l'impedenza diventa più importante della pura resistenza in corrente continua.

Questa distinzione è molto importante negli stabilimenti che utilizzano azionamenti a frequenza variabile, sistemi di turbine o grandi motori di processo collegati tramite moderne piattaforme di azionamento e controllo del movimento.

L’elettronica a stato solido richiede un approccio diverso

La moderna elettronica industriale raramente si comporta come un semplice resistore. Componenti come diodi, transistor e relè a stato solido modificano le proprie caratteristiche in base alla tensione applicata.

Un dispositivo a semiconduttore può sembrare integro durante una verifica della resistenza, ma guastarsi completamente durante il funzionamento sotto tensione.

Per questo, durante la ricerca avanzata dei guasti, i tecnici esperti combinano le misurazioni della resistenza con l’analisi della tensione sotto carico.

Approfondimento sul settore: perché stanno tornando le competenze elettriche di base

Man mano che i sistemi industriali diventano sempre più basati sul software, molti stabilimenti devono oggi fare i conti con una carenza di tecnici a proprio agio con la diagnostica elettrica di base. Ironia della sorte, la verifica della resistenza rimane uno dei metodi più efficaci per diagnosticare sofisticati sistemi di automazione.

Che si tratti di manutenere quadri PLC, sistemi di protezione dei macchinari o reti I/O distribuite, la capacità di interpretare le letture della resistenza continua a distinguere i tecnici esperti nella ricerca dei guasti da chi si limita a sostituire componenti.

Gli strumenti di misura portatili possono sembrare semplici, ma nelle mani di operatori esperti continuano a superare molti sistemi di diagnostica automatizzata durante gli interventi di manutenzione nel mondo reale.

Una prospettiva pratica dal campo

Molti ingegneri più giovani si concentrano soprattutto sugli strumenti di diagnostica software e di comunicazione Ethernet. Queste competenze sono importanti, ma la verifica della resistenza rimane essenziale perché i guasti elettrici iniziano ancora a livello fisico.

Una bobina danneggiata, un morsetto allentato, un conduttore corroso o un resistore parzialmente guasto possono fermare un’intera linea di produzione molto prima che un PLC generi un allarme.

I migliori professionisti della manutenzione comprendono sia l’architettura del controllo digitale sia i principi fondamentali della misurazione elettrica. La verifica della resistenza si trova esattamente all’intersezione tra questi due ambiti.

Oliver Grant | Giornalista senior specializzato in sistemi industriali

Oliver Grant si occupa da 14 anni di automazione industriale, manutenzione elettrica e diagnostica dei macchinari. La sua esperienza comprende progetti di integrazione sul campo che coinvolgono piattaforme Siemens SIMATIC, sistemi di processo Emerson e applicazioni di controllo dei motori Rockwell Automation in stabilimenti manifatturieri e impianti energetici.