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除了万用表,第4部分:故障排除接近开关与万用表和示波器

预见性维护

数字万用表是电气故障排除的支柱,也是我们大多数人首先接触到的工具。在《超越万用表》一书中,我们看了五个如何伸手去拿万用表的例子示波器Next可以使故障排除更快、更容易、更有效。

传送系统上的光学接近开关
图1所示。传送系统上的光学接近开关。

第4部分描述了使用数字万用表和示波器对输送机系统不稳定运行进行故障排除。随着进程速度的提高,时间和信号转换对于可靠的操作变得更加关键,保持开关可靠地运行成为一个高优先级。

接近开关

接近开关(见图1)在工厂和加工厂中很常见,它们被用来控制生产过程中货物的位置和流动。

接近开关有三种类型:

  • 光开关-当一个物体打破一束光时激活
  • 磁性开关-使用磁场使或打破接触
  • 机械开关-通过与物体的物理接触激活

机械开关触点会随着时间的推移而变坏。它们受到机械磨损,电弧会导致接触面点蚀。通常,在交换机完全失效之前,这些问题会缓慢出现并逐渐恶化。排除机械开关完全失灵的故障——“硬故障”——通常只需要目视检查或用数字万用表进行简单测量就可以完成。逐渐或间歇性的开关故障通常会引起头痛。

万用表显示控制脉冲电压在开和关状态。
图2。万用表显示控制脉冲电压在“开”和“关”状态。

使用数字万用表进行故障排除

在本例中,机械接近开关故障导致输送机系统运行不稳定。

当万用表连接到输送带控制器的输出端(它从接近开关接收输入)时,“电压峰值最大值”和“电压峰值最小值”读数显示开关按预期打开和关闭(参见图2).

带有频率测量功能的数字万用表还可以显示开关改变状态的速率(参见图3).

万用表显示控制脉冲频率
图3。万用表显示控制脉冲频率。

然而,这些信息都无助于诊断问题。

在这一点上,我们可以更换控制器并期待最好的结果,或者我们可以更深入地挖掘。

使用示波器进行故障排除

一个现代数字示波器可以给你很多与数字万用表相同的数字信息,包括上面所示的脉冲电压和频率信息。但是使用示波器,你也可以直观地检查信号信息。这使您能够看到开关的开/关状态定时以及源和输出信号之间的时间关系(在下面的示例中所示的示例中的开关和控制器输出)。

显示控制器输出脉冲的示波器
图4。显示控制器输出脉冲的示波器。
示波器显示接近开关信号和由此产生的控制器输出脉冲
图5。示波器显示控制器输出脉冲(顶部轨迹)和接近开关信号(底部轨迹)。
放大波形通过增加示波器的扫描速度。开关触点在较低的轨迹反弹使输出不稳定
图6。通过增加示波器的扫描速度来“放大”波形。下道开关“触点反弹”使输出不稳定(上道)

当示波器连接到控制器的输出时,它没有显示出控制器输出脉冲的任何异常。脉冲波形是良好的形式和自由的电气“噪音”。(图4

时机呢?接下来,我们连接示波器,使它捕捉信号接近开关在第一个通道和输出脉冲从控制器在第二个通道(图5).当我们检查结果时,马上就会发现有些地方出了问题。底部轨迹(接近开关的输出)相对于顶部轨迹(控制器输出)不稳定。

示波器将变化的电压显示为从左到右在屏幕上扫过的一条线(称为“迹”)。如果这条线画得更快(也就是说,如果我们增加示波器的扫描速度),我们可以更详细地看到电压是如何在每一时刻(或每一毫秒)变化的。

以这种方式“放大”信号(图6)揭示了接近开关(下轨迹)的输出在单个过渡(红圈)中没有从关到开的变化。相反,有故障的开关触点在输出稳定之前会弹起和断开大约5毫秒。控制器无法正确读取这种锯齿电压,因此其输出变化很大(在顶部轨迹中红色条所示的时间范围内)。这就是导致反常行为的原因。

底线

数字万用表可以显示精确的振幅和时间测量,并可以显示开关何时无法打开或关闭,但当涉及到微妙或间歇性事件时,示波器可以为您提供诊断问题所需的额外信息。一幅图真的胜过千言万语!