เหตุใดรีเลย์ควบคุมของฉันจึงสั่นหรือไม่ปล่อยออก? สาเหตุและวิธีแก้ไขสำหรับแผงอุตสาหกรรม

คำถาม: ทำไมรีเลย์ควบคุมของฉันจึงสั่นหรือไม่ปล่อยตัว? สาเหตุและวิธีแก้ไขสำหรับแผงอุตสาหกรรม
A:เอ รีเล่ รีเลย์ที่สั่น แตร่ง ยังคงทำงานต่อหลังจากสัญญาณสั่งการหายไป หรือปฏิเสธที่จะเปลี่ยนสถานะ กำลังบอกคุณถึงปัญหาบางอย่างในวงจรรอบตัวมัน ให้เริ่มตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟขดลวดก่อน จากนั้นจึงตรวจสอบขั้วต่อ และสุดท้ายคือสภาพเชิงกลของรีเลย์ โดยวัดค่าที่แต่ละขั้นตอนแทนที่จะเปลี่ยนชิ้นส่วนแบบสุ่ม

1. การสั่นและการแตร่งมักเริ่มต้นที่ขดลวด
แผ่นแม่เหล็ก (armature) จะสามารถคงอยู่ในตำแหน่งปิดได้ก็ต่อเมื่อแรงแม่เหล็กมีค่ามากกว่าแรงสปริง และแรงแม่เหล็กนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏจริงที่ขั้วขดลวด ณ เวลาที่เกิดความผิดปกติ
• วัดแรงดันที่ขั้วขดลวดด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิทัลขณะที่กำลังเกิดความผิดปกติ และเปรียบเทียบค่านั้นกับค่าแรงดันต่ำสุดที่ระบุไว้ในเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ (datasheet) ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณร้อยละ 85 ของแรงดันที่ระบุไว้
• สังเกตการลดลงของแรงดันไฟฟ้าเมื่อมีโหลดอื่นทำงานร่วมกัน: แหล่งจ่ายไฟ 24 VDC ที่ทำงานใกล้ขีดจำกัดสูงสุด หม้อแปลงควบคุมที่มีขนาดเล็กเกินไป หรือคู่สายที่ยาวและบางเกินไป อาจทำให้แรงดันที่ขั้วต่ำกว่าค่าแรงดันที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้น
• ในห่วงโซ่ความปลอดภัยและระบบล็อกซึ่งต่ออนุกรมกัน คอยล์หลายตัวจะแบ่งแรงดันที่มีอยู่ร่วมกัน ทำให้รีเลย์แต่ละตัวได้รับแรงดันเพียงเศษส่วนหนึ่งเท่านั้น โปรดตรวจสอบการออกแบบวงจรหากห่วงโซ่ดังกล่าวมีการขยายตัวมาเรื่อย ๆ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา
• แหล่งจ่ายไฟ DC ที่เสื่อมสภาพและมีคลื่นรบกวน (ripple) สูง อาจทำให้รีเลย์ DC เกิดการเปิด-ปิดซ้ำ ๆ อย่างรวดเร็ว ควรตรวจสอบแรงดันบนบัสทั้งในช่วง AC และช่วง DC
• รีเลย์ AC ที่ส่งเสียงครางดังและร้อนขณะใช้งาน มักเกิดจากแหวนกำบัง (shading ring) แตกร้าว พื้นผิวขั้วแม่เหล็กสกปรก หรือแรงดันจ่ายต่ำ โดยปกติแล้วจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่

2. การปล่อยตัวช้า บ่งชี้ถึงไดโอด แม่เหล็กค้าง หรือการเดินสาย
เมื่อรีเลย์ใช้เวลานานมองเห็นได้ในการปล่อยตัว หรือไม่ปล่อยตัวเลย ให้พิจารณาสาเหตุสามประการนี้ตามลำดับ
•ไดโอดแบบฟรีวีลลิ่งที่ติดตั้งโดยตรงข้ามขดลวดกระแสตรงจะทำให้การปล่อยช้าลงอย่างมาก: พลังงานที่เก็บไว้ในขดลวดจะไหลเวียนผ่านไดโอดและค่าความต้านทานของขดลวด ทำให้รีเลย์ยังคงปิดอยู่นานเป็นเวลาหลายสิบถึงหลายร้อยมิลลิวินาที ซึ่งอาจทำให้ลำดับการทำงานที่ต้องอาศัยความแม่นยำด้านเวลาเสียหาย หากความเร็วในการปล่อยมีความสำคัญ ให้ใช้ไดโอดที่ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน หรือใช้คลัมป์เซนเนอร์ที่เลือกค่ามาอย่างเหมาะสมเพื่อจำกัดแรงดันกระชากในขณะที่ยังอนุญาตให้กระแสลดลงได้เร็วขึ้น
•แม่เหล็กค้างอาจทำให้แผ่นอาร์เมเจอร์ยังคงแนบสนิทหลังจากตัดแหล่งจ่ายไฟแล้ว สิ่งสกปรก คราบไขมัน สนิม หรือเศษวัสดุที่ไหม้เกรียมบนพื้นผิวขั้วแม่เหล็กจะยิ่งทำให้ปัญหานี้รุนแรงขึ้นโดยการลดระยะห่างอากาศ ควรทำความสะอาดพื้นผิวขั้วแม่เหล็ก และเปลี่ยนรีเลย์ใหม่หากยังมีอาการติดค้างอยู่
•ตรวจสอบสายไฟเพื่อหาเส้นทางการล็อก (seal-in) ที่เกิดขึ้นโดยไม่ตั้งใจ หากขดลวดของรีเลย์ได้รับพลังงานย้อนกลับจากคอนแทค NO หนึ่งในตัวของมันเอง และวงจรหยุดทำงานเปิดอยู่ รีเลย์จะไม่สามารถปล่อยออกได้เลย จึงจำเป็นต้องวิเคราะห์วงจรตามแผนผังวงจรก่อนสรุปว่ารีเลย์เสีย

3. คอนแทคที่ติดหรือเชื่อมติดกัน (stick หรือ weld) จำเป็นต้องระบุสาเหตุหลัก ไม่ใช่แค่เปลี่ยนตัวใหม่
การเชื่อมต่อของขั้วสัมผัสโดยการเชื่อมเป็นอาการที่เกิดขึ้นเกือบตลอดเวลาเมื่อมีพลังงานเกินค่าที่ขั้วสัมผัสออกแบบไว้ หรือเกิดการอาร์กซ้ำๆ หรือทั้งสองอย่างร่วมกัน
•โหลดกระแสเริ่มต้นสูง เช่น ชุดหลอดไฟ ตัวเก็บประจุ มอเตอร์ และคอยล์ที่ถูกเปิด-ปิดโดยไม่มีระบบลดการอาร์ก อาจทำให้ขั้วสัมผัสหลอมติดกันขณะปิด; เมื่อเกิดซ้ำหลายรอบ การหลอมติดจะลุกลามจนขั้วสัมผัสไม่สามารถแยกออกจากกันได้อีก
•เมื่อแผงวงจรถูกตัดการเชื่อมต่อแล้ว ให้ตรวจสอบขั้วสัมผัสเพื่อหาสัญญาณของรอยบุ๋ม รอยย้ายถ่ายวัสดุ คราบดำ และปลายขั้วที่ละลาย; ขั้วสัมผัสที่หลอมติดมักแสดงเป็นสะพานโลหะที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
•วัดความต้านทานของขั้วสัมผัสขณะรีเลย์ทำงานและขณะไม่ทำงาน ขั้วสัมผัสที่อยู่ในสภาพดีเมื่อปิดจะมีค่าความต้านทานอยู่ที่ระดับสิบเศษๆ มิลลิโอห์ม ส่วนขั้วสัมผัสที่สึกกร่อนอย่างรุนแรงอาจมีค่าสูงถึงร้อยเศษๆ มิลลิโอห์ม หรือแม้แต่เป็นวงจรเปิด
•เมื่อเปลี่ยนรีเลย์ใหม่ ต้องแก้ไขสาเหตุที่ทำให้รีเลย์ตัวเดิมเสียหายด้วย เช่น เพิ่มระบบลดการอาร์ก ใช้รีเลย์ที่มีค่ากระแสสัมผัสสูงขึ้น หรือปรับให้สอดคล้องกับหมวดหมู่การใช้งานที่ถูกต้อง หากไม่แก้ไขสาเหตุหลัก รีเลย์ตัวใหม่ก็จะเสียหายแบบเดียวกัน

4. การกระดอนของขั้วสัมผัสเป็นเรื่องปกติ แต่ควรรู้ว่าเมื่อใดจึงมีผลสำคัญ
รีเลย์อิเล็กโตรเมคานิคทุกตัวจะมีการสั่นสะเทือนชั่วคราวขณะปิดวงจร โดยปกติใช้เวลาไม่กี่มิลลิวินาที ก่อนที่ขั้วต่อจะเข้าสู่ภาวะคงที่
• หากตัวนับ สัญญาณขาเข้าของ PLC หรือโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ตีความคำสั่งหนึ่งครั้งเป็นสัญญาณพัลส์หลายครั้ง ให้เพิ่มตัวกรองลดการสั่นสะเทือน (debounce filter) แทนที่จะเปลี่ยนรีเลย์
• ขั้วต่อที่สึกหรอหรือมีสิ่งสกปรกสะสมจะสั่นสะเทือนนานกว่าขั้วต่อใหม่ ดังนั้น การเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันของจำนวนการนับผิดพลาดอาจบ่งชี้ว่ารีเลย์ใกล้หมดอายุการใช้งานแล้ว

5. ขั้นตอนการปฏิบัติงานภาคสนามแบบทีละขั้นตอน
ปฏิบัติตามลำดับเดียวกันทุกครั้ง เพื่อให้ผลการวัดสามารถเปรียบเทียบกันได้
1. แยกแผงควบคุมออกจากระบบโดยใช้วิธีล็อกเอาต์และแท็กเอาต์ จากนั้นตรวจสอบรีเลย์และซ็อกเก็ตเพื่อหาขั้วต่อหลวม พลาสติกเปลี่ยนสี กลิ่นไหม้ และฝุ่น แล้วขันขั้วต่อให้แน่นตามแรงบิดที่ระบุ
2. จ่ายไฟกลับเข้าระบบและจำลองสถานการณ์ข้อบกพร่องอีกครั้ง วัดแรงดันที่ขั้วขดลวดระหว่างเกิดเหตุ จากนั้นวัดแรงดันที่บัสเส้นเดียวกันที่ขาออกของแหล่งจ่ายไฟ ถ้าค่าทั้งสองต่างกันมาก แสดงว่ามีการตกของแรงดันในสายเคเบิลหรือขั้วต่อระหว่างสองจุดนั้น
3. ตัดกระแสไฟฟ้าออกแล้ววัดค่าความต้านทานของขดลวดเปรียบเทียบกับค่าที่ระบุในเอกสารข้อมูลเทคนิค โดยพิจารณาอุณหภูมิของขดลวดด้วย ถ้าขดลวดลัดวงจรหรือขาด จะวัดได้ค่าที่เบี่ยงเบนมากจากช่วงที่คาดไว้
4. กระตุ้นรีเลย์ให้ทำงานและฟังเสียงขณะดึงดูด (pickup) และปล่อย (release) เปรียบเทียบเสียงกับรีเลย์ที่ใช้งานได้ดีแบบเดียวกัน
5. แทนที่ด้วยรีเลย์ที่ใช้งานได้ดีแบบเดียวกันอย่างแน่ชัด ถ้าข้อบกพร่องย้ายตามรีเลย์ แสดงว่ารีเลย์เป็นต้นเหตุ; แต่ถ้าข้อบกพร่องยังคงอยู่ แสดงว่าปัญหาเกิดจากวงจร แหล่งจ่ายไฟ หรือโหลด
6. สำหรับกรณีรีเลย์ปล่อยช้า ให้วัดช่วงเวลาการปล่อยด้วยนาฬิกาจับเวลาและหลอดสัญญาณ หรือด้วยออสซิลโลสโคปที่ต่ออยู่กับคอนแทค จากนั้นทำการทดสอบซ้ำหลังเปลี่ยนวงจรลดแรงดันปลายขดลวด (coil suppression) บันทึกผลที่พบ แก้ไขสาเหตุที่แท้จริง แล้วทดสอบวงจรภายใต้โหลดซ้ำก่อนสรุปงาน

6. การเปลี่ยนหรือซ่อมแซม: มุมมองเชิงปฏิบัติ
การล้างพื้นผิวขั้วที่ปนเปื้อนและนำรีเลย์กลับไปติดตั้งใหม่ในซ็อกเก็ตถือเป็นการบำรุงรักษาที่ถูกต้อง แต่หากแหวนบังแสงแตกร้าว คอนแทคเชื่อมติดกัน หรือคอยล์ไหม้ดำ แสดงว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนใหม่ ควรจัดเตรียมรีเลย์สำรองทุกชนิดที่ใช้งานอยู่ในแผงควบคุมไว้เสมอ และเลือกรุ่นที่เปลี่ยนใหม่โดยอ้างอิงจากแรงดันขดลวดและค่ากระแสของคอนแทคตามเอกสารข้อมูลจำเพาะ (datasheet) แทนที่จะเลือกจากลักษณะภายนอกที่ดูเหมือนกันเท่านั้น รีเลย์ควบคุม DAQUAN และซ็อกเก็ตคู่ที่ตรงกันได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานในแผงควบคุมระดับอุตสาหกรรม โดยโรงงานสามารถยืนยันข้อมูลทางไฟฟ้าของรุ่นใดรุ่นหนึ่งเทียบกับเอกสารข้อมูลจำเพาะฉบับผลิตจริงได้ ทั้งในกรณีที่ท่านกำลังระบุรุ่นสำหรับการเปลี่ยนชิ้นส่วน หรือออกแบบผลิตภัณฑ์แบบ OEM

ตรวจสอบข้อมูลโหลดเทียบกับเอกสารข้อมูลจำเพาะฉบับผลิตจริง