dulapuri
Acest dulap de automatizare conține cabluri de alimentare, control și comunicații. Un mâner de deconectare de 480 volți se află în partea dreaptă sus a dulapului. PLC-urile din partea de sus a dulapului utilizează intrări și ieșiri de 24 de volți pentru a controla un sistem transportor, în timp ce VFD-urile de 480 volți din apropierea fundului dulapului conduc motoarele transportoare.

Amestecarea cablurilor trifazate de 480 volți cu tensiune mai mare în același dulap ca cablurile de control cu ​​tensiune mai mică de 24 sau 120 volți și cablurile de comunicații pot duce la funcționarea neregulată sau chiar la defectarea completă a echipamentelor electronice din interiorul dulapului. Știind ce este în interiorul dulapului înainte de a-l deschide, problemele specifice de cablare pe care trebuie să le căutați odată înăuntru, ce valori să măsurați și modalități simple de a corecta problemele pot ajuta la ameliorarea multor probleme eronate și uneori „misterioase” de control și comunicare de pe podeaua plantei.

Dulapurile de pe podeaua uzinei sunt deseori concepute ca punct central de control pentru automatizare și echipamente de control al proceselor. În interiorul dulapului se află controlerele electronice programabile (PLC-uri), variatoarele de frecvență (VFD-uri) și cablurile de comunicație și control asociate acestora.

Deoarece echipamentul care este controlat în instalație este de obicei de 480 de volți, puterea trifazată de 480 de volți trebuie deseori direcționată prin același dulap ca și comenzile electronice - un avantaj atât pentru depanare, cât și pentru întreținere. Puteți utiliza același dulap pentru a observa luminile indicatoare ale unui controler programabil, pentru a măsura tensiunea trifazată la un starter de motor sau pentru a regla unitatea.

Mai întâi siguranța

Siguranța este întotdeauna prima preocupare înainte de a deschide un dulap. Pe măsură ce un tehnician sau inginer începe să lucreze la comenzile electronice, este firesc să mențineți un accent îngust asupra echipamentelor și comenzilor suspectate de joasă tensiune și să uitați cu ușurință că munca în interiorul unui dulap mixt de tensiune expune lucrătorii la tensiuni periculoase și curenți de scurtcircuit. Înainte de a deschide ușa dulapului: cunoașteți nivelurile de tensiune prezente.

Panourile de comandă industriale trebuie să aibă etichete durabile și lizibile care să indice tensiunea nominală, numărul de faze și frecvența tuturor consumabilelor găsite în dulap. Este posibil ca panourile mai vechi să nu fie marcate. Multe panouri au acum o etichetă de avertizare cu bliț arc pe ușa panoului. Rețineți că o etichetă arc-flash oferă de obicei tensiunea maximă în dulap și nu abordează toate tensiunile de alimentare. În plus față de orice etichetă, consultați schemele electrice și manualele furnizorului și chiar coborâți sistemele, dacă este necesar, pentru a ajuta la determinarea alimentării cu tensiune a dulapului.

În general, cel mai bine este să stați în partea laterală a dulapului, dacă este posibil, să acționați deconectările, să eliberați zăvoarele și să deschideți ușile - doar în cazul în care ceva nu merge bine. Odată ce ușa dulapului este deschisă, efectuați o inspecție vizuală pentru eventualele anomalii evidente sau mirosul izolației arse. Consultați schemele corespunzătoare de cablare și control pentru a identifica componentele și bornele.

Minimizarea interferențelor electromagnetice

Ca parte a inspecției vizuale, observați modul în care cablurile intră în dulap. Conductoarele de alimentare de 480 volți și cablurile de control de joasă tensiune vor fi, în general, introduse prin conducte separate. Rularea unor astfel de conductori în conducte separate în câmp contribuie la minimizarea posibilității de interferență electromagnetică. În cazul în care conductoarele de putere sunt prea aproape de controlul cablajelor și al componentelor electronice, fie în teren, fie în dulap, vă puteți aștepta la funcționarea necorespunzătoare a echipamentelor.

Pentru a reduce efectele interferențelor electromagnetice, conductoarele de putere nu trebuie să se afle în imediata apropiere a cablurilor de control și de comunicații. Nu există o definiție standard a distanței pentru „apropiere”. Trebuie să folosiți o judecată rezonabilă. Păstrați conductorii de alimentare și de control în tăvi de cablare separate în interiorul dulapului. Dacă dintr-un anumit motiv este necesar ca conductorii de putere și firele de control să se traverseze unul pe celălalt, asigurați-vă că acestea se încrucișează la un unghi de nouăzeci de grade pentru a reduce efectele interferenței electromagnetice.

Separarea circuitelor de putere și control

O parte a inspecției vizuale trebuie să asigure o separare adecvată a puterii și a circuitelor de control. Pentru a ajuta la diferențierea dintre circuitele de control și de putere, observați dimensiunile conductorilor și schemele de codare a culorilor utilizate. Cablajul circuitului de comandă este de obicei de 16 AWG sau 18 AWG. Conductoarele de putere nu vor fi în general mai mici de 12 AWG și sunt adesea considerabil mai mari. Conductorii cu împământare sunt albi, gri sau au trei dungi albe continue pe orice izolație de culoare, cu excepția verde, albastru sau portocaliu. Sârmele circuitului de comandă care sunt albe cu o bandă albastră sunt conductorul împământat pentru un circuit de comandă de curent continuu. Orice fir de comandă care este portocaliu sau alb cu o bandă portocalie, este un conductor neîmpământat care rămâne alimentat după ce deconectarea principală a alimentării este oprită. În plus, izolația roșie indică un conductor neîmpământat într-un circuit de control alternativ, iar izolația albastră indică conductorul neîmpământat în circuitele de control cc. Conductoarele care intră în dulap ca parte a unui cablu cu mai multe conductoare pot avea scheme de culori diferite. Consultați schemele de cablare, după cum este necesar.

Conductoarele de alimentare trifazate fără legare care intră în dulap nu au restricții de codificare a culorilor. De obicei, maro, portocaliu și galben sunt folosite pentru fazele A, B și, respectiv, de 480 volți. Negru, roșu și albastru sunt utilizate pentru fazele A, B și respectiv 208 volți sau 240 volți.

Pe scurt, atunci când vine vorba de identificarea și separarea firelor: Aveți grijă, știți ce scheme de codare a culorilor sunt utilizate în interiorul dulapului dvs. și, dacă aveți dubii, măsurați cu un multimetru digital pentru a verifica nivelurile de tensiune la diferiți terminali.

Cablarea instrumentației de joasă tensiune

De obicei, fie o „pereche răsucită” de conductori, fie un „cablu ecranat” ajută la minimizarea efectelor interferențelor electromagnetice în cablurile de instrumente de joasă tensiune. Într-o pereche răsucită, un conductor se răsucește în jurul altuia cu numărul de răsuciri pe inch specificat. Un cablu ecranat este un cablu cu perechi răsucite cu o acoperire împletită sau folie care parcurge întreaga lungime a conductorilor; are și o jachetă termoplastică pentru protecție fizică. Sârmele cu perechi răsucite contribuie la minimizarea efectelor inducției și ar trebui să rămână răsucite până la terminarea lor. Panglica sau folia care acoperă o pereche răsucită ajută la prevenirea inducerii tensiunilor în firul de control. Această împletitură sau folie trebuie conectată la sol la un singur capăt. Un fir de scurgere rulează lungimea cablului ecranat chiar sub folie, astfel încât este contactul pentru întreaga lungime a cablului. Firul de scurgere, dacă este prezent, este terminat la masă. Sârmă de scurgere „se scurge” pentru a împământa orice tensiune rătăcită indusă în cablu.

Dacă un circuit de control este împământat la mai mult de un singur punct, sunt aproape sigure că apar probleme de control. De exemplu, dacă firul de scurgere este conectat la pământ la fiecare capăt al cablului sau dacă mantaua cablului este răzuită accidental la un moment dat și folia intră în contact cu metalul împământat, va rezulta o „buclă de împământare”. Curentul nedorit va curge acum prin firul de scurgere și folie între cele două puncte care sunt împământate (bucla de împământare) datorită diferenței de potențial între terenurile separate. Când inspectați dulapurile, asigurați-vă că orice izolație plasată deasupra capătului neîmpământat al cablurilor ecranate este în poziție și că firul de scurgere sau orice folie nu intră accidental în metal în dulap.

Multimetru industrial Fluke 289 True RMS Logging.

Luând măsurători de tensiune

Odată ce corectați orice anomalii în timpul inspecției vizuale, efectuați măsurători de tensiune pentru a vă asigura că nu există interferențe electromagnetice de la conductorii de putere. Utilizați un multimetru digital corespunzător pentru a măsura și înregistra nivelurile de tensiune. Tensiunea de intrare a echipamentelor electronice, cum ar fi PLC-urile și VFD-urile, este în general specificată ca plus sau minus 10% din tensiunea nominală. Măsurați tensiunea la fiecare dispozitiv de intrare și ieșire. Fiți deosebit de precauți dacă există o tensiune semnificativă acolo unde ar trebui să lipsească. Aceasta poate fi o indicație a inducției de la conductorii de putere, creând tensiuni reduse ale circuitului de control. Destul de des, sursa acestei probleme se află în direcționarea în câmp a conductorilor și poate necesita o depanare considerabilă pentru a localiza problema. Deoarece tensiunea indusă în cablajul circuitului de comandă va varia pe măsură ce debitul de curent variază prin conductorul de putere, tensiunea circuitului de comandă va varia în consecință. Poate fi necesar să folosiți un multimetru digital de înregistrare, cum ar fi Fluke 289 True RMS Logging Industrial Multimeter, pentru a identifica aceste varianțe.

Etanșeitatea terminărilor cablajului de comandă

Verificați etanșeitatea cablurilor de comandă. Orice efecte ale inducției electromagnetice pe care comenzile ar fi putut să le gestioneze în mod normal vor fi exacerbate la un punct de terminare slab și intrările electronice pot fi afectate. Uneori firele se desprind din conectorul de presiune, de obicei din cauza instalării necorespunzătoare. Verificați fiecare fir individual la punctul său de terminare pentru a vă asigura că este fixat în conector sau sub șurubul terminal. Strângeți toate șuruburile bornei.

Inspecția și întreținerea corespunzătoare a cablajului de alimentare și control minimizează problemele de performanță ale echipamentelor controlate electronic. Cablurile și șuruburile terminale de comandă, tehnicile de împământare necorespunzătoare și dirijarea conductoarelor electrice și electrice prea apropiate sunt printre cele mai frecvente, dar greu de găsit, cauze ale funcționării necorespunzătoare a echipamentului. Știind ce se află în dulapurile dvs., efectuând inspecții adecvate și interpretând citirile tensiunii de control, veți ajuta la dispariția multor probleme misterioase ale echipamentelor.

Cum cauzează probleme cablurile de alimentare în dulapurile mixte

Pe măsură ce curentul curge printr-un conductor, un câmp magnetic este produs într-o cale circulară în jurul conductorului. Pe măsură ce fluxul de curent alternativ inversează direcția, câmpul magnetic original se va prăbuși și un câmp magnetic se va construi în direcția opusă în jurul conductorului de putere. Întregul proces va avea loc de 60 de ori pe secundă în circuite de curent alternativ de 60 Hz.

Dacă un alt conductor se află sub efectul acestui câmp magnetic în schimbare, vor fi îndeplinite cele trei cerințe pentru inducția electromagnetică:

  1. Este prezent un câmp electromagnetic (creat de fluxul de curent în conductorul de putere).
  2. Un conductor este prezent în câmpul magnetic (cablare de control de joasă tensiune).
  3. Mișcarea relativă are loc între conductor și câmpul magnetic. (Câmpul magnetic se construiește constant, se prăbușește și inversează direcția.)

Ca rezultat, tensiunea este creată sau „indusă” în cablajul de comandă - de unde și termenul de inducție electromagnetică. Debitul anormal de tensiune și curent creat în cablajul de control este denumit interferență electromagnetică sau EMI. EMI poate produce suficientă tensiune pentru ca un PLC sau VFD să „vadă” un semnal fals. Sau, tensiunea de pe cablajul de comandă poate fi distorsionată de EMI, iar echipamentul electronic furnizat de cablajul de comandă nu va funcționa corect.