Introductie
Het wegvallen van het encodersignaal in het besturingssysteem kan leiden tot een productiestop of een onjuiste weergave van de toestand van mechanische processen. In dit geval deed de storing zich voor in de apparatuur van het type Telemecanique LADN22 die werd gebruikt in het besturingssysteem van de productielijn. Het symptoom van signaalverlies werd ontdekt tijdens een regelmatige controle van het automatische controlesysteem in een productiefaciliteit in Oekraïne.
Overzicht van het onderdeel
De Telemecanique LADN22-encoder voert de functie uit van het meten van de hoekverplaatsing en de rotatiesnelheid van de as. Het wordt op een motor of aandrijfas gemonteerd en het uitgangssignaal wordt gebruikt om de positie en snelheid in een PLC-systeem te regelen. Bedrijfsomstandigheden omvatten temperaturen van 0 tot 60 °C, drukken van 0,5 tot 1,5 bar en potentieel explosieve atmosferen volgens EN 500144.
Tekenen van een defect
De technicus heeft de volgende tekenen van signaalverlies van de encoder vastgesteld:
- Onjuiste weergave van de rotatiesnelheid op het systeemdisplay;
- Knippert en breekt het signaal op de oscilloscoop;
- Verhoogde trillingen op de encoderas;
- Verhoogd kabeltemperatuurregime (tot 65 °C onder belasting).
De verbindingskabel tussen de encoder en de controller blijkt een beschadigde afschermingslaag te hebben en de connector is beschadigd en stoffig.
Onderzoek naar de oorzaak
Voor de analyse is gebruik gemaakt van de 5 Whys-methode en het Ishikawa-diagram. Het signaalverlies bleek te wijten te zijn aan schade aan de kabelafscherming, blootstelling aan EMF en schade aan de connector.
Bepaling van de grondoorzaken
Hieronder staan de definities van hoofdoorzaken in volgorde van waarschijnlijkheid:
- Beschadiging van de kabelafscherming - waarschijnlijkheid van 45%. Bewijs: gaten in de afscherming, hoog EMF-niveau, kabeltemperatuur boven toelaatbaar.
- Effect van elektromagnetische interferentie – 30% waarschijnlijkheid. Bewijs: hoog EMF-niveau van nabijgelegen elektromotoren en hoogspanningsleidingen.
- Schade aan connectoren - kans van 20%. Bewijs: fysieke schade, stoffige contacten, hoge trillingen.
- Onjuiste installatie - 5% waarschijnlijkheid. Bewijs: gebrek aan kabelbevestiging, trillingen op de assen.
Correctiemethoden
Hieronder vindt u oplossingen voor elke hoofdoorzaak:
- Schade aan de afscherming - gebruik een kabel met een hoog niveau van afscherming (bijvoorbeeld de EN 50284-2-23-serie), installeer een kabelterminal met een afgeschermd contact en gebruik een extra EMF-filter.
- EMF-invloed – installeer afscherming op kabels, gebruik signaalfilters, scheid kabels van stroom en schijven.
- Beschadiging van de connector - maak de connectorcontacten schoon, installeer een nieuwe connector die in hoge mate voldoet aan de EN 50284-2-23-norm en gebruik een kabel met een afgeschermd contact.
- Onjuiste installatie - installeer de kabel met een slot, gebruik kabelbinders en voer een trillingstest uit.
Snelle diagnostische checklist
Hieronder vindt u een checklist voor een tablettechnicus:
- Controleer de staat van de kabelafscherming op de aanwezigheid van breuken.
- Meet het niveau van EMF in de omgeving met een EMF-meter (bijvoorbeeld Fluke 9000).
- Meet de temperatuur van de kabel en vergelijk deze met het toegestane niveau (tot 60 °C).
- Maak de connectorcontacten schoon van stof en corrosie.
- Meet de trillingen op de encoderas met behulp van een versnellingsmeter.
- Controleer de bevestiging van de kabel en de afwezigheid van trillingen.
- Controleer de aarding van de kabel en de overeenstemming met de EN 50284-2-23.-norm
- Meet het signaal op de oscilloscoop.
- Controleer de signaalstabiliteit tijdens bedrijf.
- Voer een controle uit op het effect van EMF met behulp van attestatie in de productie.
- Controleer de aarding van de encoder.
- Gebruik een extra signaalfilter voor metingen op afstand.
Preventie strategie
Om encodersignaalverlies te voorkomen:
- Voer regelmatig controles van kabels uit op afscherming en signaalstabiliteit (interval van 6 maanden).
- Gebruik trillingssensoren en temperatuursensoren om afwijkingen van de normen op te sporen.
- Installeer een EMF-meetsysteem in de productie.
- Voer periodieke reiniging van connectoren en kabels uit.
- Gebruik kabels die voldoen aan de EN 50284-2-23.-standaard
- Installeer kabelbevestigingen en gebruik steunen om trillingen te verminderen.
Conclusie
Verlies van het encodersignaal kan ernstige gevolgen hebben voor de productie. Door de aanbevolen maatregelen te volgen en componenten te gebruiken die aan de normen voldoen, wordt de betrouwbaarheid van het besturingssysteem gegarandeerd. Als u beschadigde onderdelen wilt vervangen of aanbevelingen wilt ontvangen over de selectie van geschikte artikelen, gaat u naar de UNITEC-D E-Catalog.
Bronnen
- EN 50284-2-23:2014 – Kabels voor besturing en beheer;
- ISO 11898-1:2016 – Kabels voor besturingssystemen;
- EN 500144:1998 – Milieucontrole;
- DSTU 3045-98 – Eisen voor elektrische apparaten;
- Handleiding over defectanalyse, productie en technische middelen.
