Chẩn đoán bộ nguồn 24 VDC mà không phải chạy theo các lỗi ảo

Khi PLC, HMI, cảm biến và các thiết bị mạng cùng khởi động lại, bộ nguồn 24 VDC rõ ràng là một đối tượng đáng nghi. Thay thế bộ nguồn có thể khôi phục sản xuất, nhưng cũng có thể làm hỏng bộ thay thế hoặc khiến lỗi chập chờn vẫn chưa được giải quyết. Một nhánh bị chập, đầu cực lỏng, thiết bị bảo vệ hỏng, nhu cầu dòng khởi động quá cao, thông gió kém hoặc tải cấp ngược điện có thể tạo ra cùng một triệu chứng quan sát được.

Một quy trình chẩn đoán hữu ích sẽ tách thành bốn câu hỏi. Điện áp đầu vào AC hoặc DC phù hợp có đến được bộ nguồn không? Bộ chuyển đổi có thể tạo lập đầu ra khi đã cô lập mạch phía sau không? Nó có duy trì được điện áp khi tải ổn định và tải quá độ không? Điện áp có đến được từng thiết bị qua đầy đủ đường dương và đường hồi không?

Các điểm kiểm tra được xác định rõ giúp tách biệt lỗi nguồn, lỗi chuyển đổi, lỗi phân phối và lỗi tải.

Bắt đầu với ranh giới an toàn điện

Xác định mọi nguồn năng lượng, bao gồm các bộ nguồn dự phòng, mạch UPS, năng lượng tích trữ trong tụ điện và các tải có khả năng cấp ngược điện vào thanh cái DC. Tuân thủ quy trình khóa và treo thẻ của cơ sở cũng như quy trình làm việc khi có điện. Các đầu cực đầu vào lộ ra vẫn có thể nguy hiểm, và đầu ra không có điện không chứng minh rằng phía đầu vào đã an toàn.

Sử dụng thiết bị đo, que đo và phương tiện bảo vệ cá nhân phù hợp với định mức của mạch và môi trường. Chỉ nhân sự đủ năng lực mới được thực hiện phép đo có điện, bằng phương pháp đã được phê duyệt. Lập kế hoạch vị trí đặt que đo trước khi cấp điện và tránh di chuyển các kết nối tạm thời quanh tủ đang vận hành khi không cần thiết.

Ghi lại triệu chứng trước khi can thiệp vào mạch. Ghi nhận đèn LED của bộ nguồn, tiếp điểm rơ-le, cảnh báo, mùi, sự đổi màu, hoạt động của quạt, nhiệt độ tủ, trạng thái thiết bị bảo vệ nhánh và những tải nào bị lỗi. Đèn báo DC-OK tắt là bằng chứng, không phải kết luận rằng bộ chuyển đổi đã hỏng. Nhiều bộ nguồn tắt đèn báo khi điện áp thấp, quá tải, bảo vệ ngắn mạch hoặc mất đầu vào.

Kiểm tra đầu vào tại các đầu cực của bộ nguồn

Đọc chính xác nhãn thông số để biết điện áp đầu vào cho phép, số pha, tần số và ký hiệu đầu cực. Đo tại các đầu cực đầu vào của bộ nguồn thay vì chỉ đo tại aptomat phía trước. Đế cầu chì, tiếp điểm dao cách ly, dây dẫn, dây trung tính hoặc đầu cực lỏng có thể bị hỏng ở đoạn giữa thiết bị bảo vệ và bộ chuyển đổi.

Với thiết bị một pha, đo điện áp dây-trung tính hoặc dây-dây theo quy định. Không xác định dây trung tính chỉ dựa vào màu dây. Nếu bộ nguồn chấp nhận dải điện áp đầu vào rộng, hãy xác nhận rằng điện áp đo được vẫn nằm trong thông số kỹ thuật khi máy khởi động và trong các sự kiện tải cao khác.

Nếu điện áp đầu vào mất hoặc không ổn định, hãy kiểm tra lần lượt về phía nguồn. Kiểm tra thiết bị bảo vệ nhánh, dao cách ly, đầu ra biến áp, độ siết đầu cực theo phương pháp bảo trì được phê duyệt và mọi tiếp điểm điều khiển đóng cắt bộ nguồn. Nếu đầu vào đúng và ổn định, chuyển sang phía DC mà không mặc định rằng bộ chuyển đổi đang hoạt động tốt.

So sánh hoạt động không tải và có tải

Khi mạch phía sau đã được cô lập an toàn, đo trực tiếp giữa các đầu cực đầu ra dương và âm. Điện áp không tải đúng chứng minh bộ chuyển đổi có thể khởi động khi nhu cầu tải thấp; điều đó không chứng minh khả năng hoạt động ở tải định mức. Giá trị không tải không đúng trong khi đầu vào hợp lệ là dấu hiệu rõ ràng của cấu hình, điều chỉnh, lỗi bên trong hoặc chế độ vận hành không tương thích.

Kết nối lại tải theo một kế hoạch có kiểm soát. Nếu điện áp chỉ sụt khi mạch được kết nối, hãy kiểm tra quá tải, ngắn mạch, điện dung quá lớn, dòng khởi động của động cơ hoặc cuộn hút và hiện tượng cấp ngược điện từ phía sau. Chia hệ thống phân phối thành các nhánh đã được lập tài liệu thay vì liên tục kết nối toàn bộ tủ.

Các bộ nguồn khác nhau sử dụng các chiến lược xử lý quá tải khác nhau. Một số bộ giới hạn dòng liên tục, trong khi một số khác cung cấp mức tăng cường tạm thời rồi chuyển sang chế độ khởi động lại gián đoạn hoặc Hiccup. Ví dụ, tài liệu của PULS cho thấy thời gian và ngưỡng riêng theo từng model đối với hoạt động tăng cường và HiccupPLUS. Phải sử dụng bảng dữ liệu chính xác của nhà sản xuất trước khi diễn giải đầu ra dạng xung là lỗi bên trong.

Đo sụt áp qua toàn bộ mạch

Đo điện áp tại bộ nguồn và tại tải ở xa trong khi có dòng điện chạy qua. Nếu bộ nguồn giữ gần giá trị cài đặt nhưng thiết bị chỉ nhận được điện áp thấp hơn nhiều, lỗi nằm ở hệ thống phân phối. Kiểm tra cả dây dẫn dương và dây hồi. Một đầu cực đường hồi lỏng có thể gây ra hiện tượng điện áp thấp tại thiết bị giống hệt dây dương bị hỏng.

Sử dụng phép đo sụt áp trên cầu chì, aptomat, tiếp điểm dao cách ly, khối đầu cực, đầu nối và các đoạn cáp dài. Đo điện trở trên mạch đã mất điện có thể bỏ sót một kết nối nhạy với nhiệt hoặc phụ thuộc vào tải. Độ sụt điện áp tính bằng milivolt khi có dòng điện đại diện thường cung cấp bằng chứng rõ ràng hơn.

Phép đo tại nguồn và tại tải phải được thực hiện trong cùng điều kiện vận hành.

Phân biệt tải liên tục với dòng khởi động

Đo dòng điện ổn định bằng thiết bị phù hợp và so sánh với định mức bộ nguồn sau khi áp dụng các mức giảm tải theo nhiệt độ, cách lắp đặt và độ cao. Sau đó đánh giá nhu cầu khi khởi động. Công tắc tơ, cuộn hút, bộ lọc đầu vào điện dung, biến tần, thiết bị vô tuyến và bộ điều khiển có thể tiêu thụ dòng điện lớn hơn đáng kể trong lúc cấp điện so với khi vận hành bình thường.

Đồng hồ cầm tay có thể không ghi nhận được một lần sụt áp ngắn. Hãy sử dụng chức năng chẩn đoán của bộ nguồn, bản ghi điện áp thấp của PLC hoặc máy hiện sóng có định mức phù hợp với phương pháp đo vi sai an toàn khi thiết bị khởi động lại nhưng điện áp trung bình có vẻ bình thường. Kích hoạt ghi đo quanh thời điểm khởi động, kích hoạt van, bật thiết bị mạng hoặc một sự kiện có thể lặp lại khác.

Phân chia thời điểm bật tải có thể giảm nhu cầu đồng thời, nhưng việc tạo trình tự không được gây ra trạng thái vận hành từng phần không an toàn. Lắp bộ nguồn lớn hơn mà không kiểm tra dây dẫn nhánh và thiết bị bảo vệ có thể chỉ chuyển vấn đề sang vị trí khác thay vì giải quyết nó. Hãy xem xét toàn bộ thiết kế phân phối.

Kiểm tra nhiệt, luồng khí và cách lắp đặt

Nhiều bộ nguồn gắn thanh DIN yêu cầu giảm tải khi nhiệt độ môi trường vượt quá mức quy định hoặc khi được lắp theo hướng không tiêu chuẩn. Nhiệt độ không khí trong tủ có thể cao hơn nhiều so với nhiệt độ phòng. Kiểm tra khoảng hở, bộ lọc bị tắc, quạt hỏng, nguồn nhiệt lân cận và việc bộ nguồn có được lắp đặt theo hướng dẫn của nhà sản xuất hay không.

Quan sát hệ thống sau khi đạt đến điều kiện nóng nhất có thể xảy ra. Một bộ nguồn có thể vượt qua phép thử khởi động khi còn lạnh nhưng hỏng sau vài giờ khi nhiệt độ bên trong tăng lên. Sự đổi màu do nhiệt tại các đầu cực có thể cho thấy hiện tượng phát nhiệt do điện trở cao thay vì quá tải bộ chuyển đổi.

Danh mục bộ nguồn công nghiệp có thể hỗ trợ việc so sánh bộ thay thế, trong khi các thiết bị phía trước có thể được xem xét trong danh mục aptomat đã được xác minh. Việc tính toán định mức và bảo vệ cuối cùng phải dựa trên tài liệu chính xác của nhà sản xuất và các yêu cầu điện áp dụng.

Điều tra gợn sóng và các nhiễu gián đoạn

Đồng hồ đo có thể lấy giá trị trung bình của gợn sóng chuyển mạch, các lần mất điện ngắn và các xung khởi động lại lặp lại. Nếu giá trị DC có vẻ ổn định trong khi bộ điều khiển khởi động lại, hãy ghi lại dạng sóng tại cả bộ nguồn và tải bị ảnh hưởng. So sánh giới hạn gợn sóng và quá độ với thông số kỹ thuật của bộ nguồn và các thiết bị được kết nối; không có một giá trị chấp nhận chung cho mọi hệ thống 24 VDC.

Tìm các nhiễu đồng bộ với cuộn công tắc tơ, tải hãm, van cảm hoặc các nhánh điện dung lớn. Kiểm tra thiết bị dập xung và cực tính. Một số tải có thể cấp năng lượng ngược về bộ nguồn. Điện áp cấp ngược cho phép và khả năng hấp thụ của bộ nguồn phụ thuộc vào từng model.

Lỗi gián đoạn cũng cần được kiểm tra cơ khí. Việc di chuyển nhẹ bó dây có kiểm soát trong một phép thử được phê duyệt có thể làm lộ dây dẫn hoặc đầu nối bị hỏng, nhưng tuyệt đối không tác động vào dây đang có điện theo cách vi phạm quy tắc an toàn của cơ sở. Sử dụng nhật ký sự kiện và thiết bị giám sát tạm thời khi không thể tái hiện lỗi một cách an toàn.

Chứng minh việc sửa chữa và lưu giữ bằng chứng

Sau khi khắc phục, ghi lại điện áp đầu vào, điện áp đầu ra tại bộ nguồn, điện áp tại các tải quan trọng ở xa, dòng điện liên tục, độ sụt áp khi khởi động, nhiệt độ tủ và nguyên nhân gốc đã được cô lập. Xác nhận rằng thiết bị bảo vệ nhánh, các đầu cực, nắp che và hệ thống dây dẫn đã được khôi phục đúng cách.

Cho hệ thống chạy qua các chu kỳ vận hành đại diện, bao gồm cả sự kiện trước đây gây ra lỗi. Kiểm tra tiếp điểm DC-OK, chẩn đoán PLC, cảnh báo và chức năng dự phòng nếu được sử dụng. Nếu chính bộ nguồn bị hỏng, hãy kiểm tra xem nhiệt, quá tải, nhiễm bẩn hoặc cấp ngược điện có thể làm giảm tuổi thọ của bộ thay thế hay không.

Một lần sửa chữa chuyên nghiệp không chỉ là khởi động nguồn thành công. Nó phải để lại một chuỗi đo lường giải thích được nguyên nhân hỏng hóc và chứng minh rằng mạch đã sửa có thể đáp ứng vận hành bình thường, các quá độ có thể xảy ra và lần điều tra bảo trì tiếp theo.