So testen Sie Industrierelais ohne Rätselraten
Ein Relais kann völlig normal aussehen und trotzdem der Grund dafür sein, dass ein Motor nicht startet, ein Sicherheitskreis nicht zurückgesetzt werden kann oder eine Produktionslinie stillsteht. Zu wissen, wie man Industriere relais prüft, hilft Wartungsteams, ein ausgefallenes Relais von einem Problem mit der Verdrahtung, der Steuerspannung, dem PLC-Ausgang oder der Lastseite zu unterscheiden, bevor Ersatzteile bestellt werden.
Die Prüfung muss zum Relais-Typ und zu dem von ihm bedienten Stromkreis passen. Ein elektromechanisches Steckrelais, ein Schütz, ein Zeitrelais und ein Halbleiterrelais fallen nicht auf dieselbe Weise aus und erfordern unterschiedliche Prüfungen. Beginnen Sie mit dem Datenblatt des Relais oder den Angaben auf dem Gehäuse und prüfen Sie systematisch, statt sich allein darauf zu verlassen, ob das Relais klickt.
Mit Sicherheit und Identifikation beginnen
Schalten Sie die Anlage spannungsfrei, wenden Sie die Lockout-/Tagout-Verfahren an und überprüfen Sie vor dem Ausbau eines Relais oder dem Öffnen eines Schaltschranks die Spannungsfreiheit. Auch nach dem Trennen der Hauptstromversorgung kann in Kondensatoren, Netzteilen und Bewegungssteuerungen gespeicherte Energie vorhanden sein. Wenn das Relais Teil eines Sicherheitskreises ist, überbrücken Sie es zur Fehlersuche nicht. Befolgen Sie die Vorgaben des Maschinenherstellers und dokumentieren Sie alle Austauschmaßnahmen.
Notieren Sie vor der Prüfung die genaue Teilenummer, die Spulenspannung, die Kontaktanordnung, die Nennstromstärke und die Anschlussbelegung. Industriere relais verwenden häufig SPDT-, DPDT-, 3PDT- oder 4PDT-Kontaktanordnungen. Ein Relais mit denselben Außenabmessungen kann eine andere Spulenspannung, Pinbelegung, Kontaktbelastbarkeit, Polaritätsanforderung oder Zeitfunktion haben. Diese Unterschiede sind wichtig, wenn schnell ein Ersatz benötigt wird.
Überprüfen Sie zuerst das Relais, die Fassung und die umliegenden Anschlüsse. Verfärbungen durch Hitze, Brandgeruch, geschmolzener Kunststoff, lose Fassungsanschlüsse, Korrosion, gerissene Gehäuse und beschädigte Schutzbauteile liefern wichtige Hinweise. Achten Sie außerdem auf Anzeichen von Vibrationen. Ein Relais kann elektrisch einwandfrei sein, aber in einer verschlissenen Fassung oder an einem losen Anschluss eines Steuerkabels zeitweise den Kontakt verlieren.
Industriere relais mit einem Multimeter prüfen
Bei einem standardmäßigen elektromechanischen Relais gehören die Messung des Spulenwiderstands und die Prüfung der Kontaktkontinuität zu den grundlegenden Tests. Nehmen Sie das Relais nach Möglichkeit aus seiner Fassung. Eine Prüfung im eingebauten Zustand kann zu irreführenden Messwerten führen, da parallel geschaltete Bauteile und angeschlossene Lasten die Messung beeinflussen.
Die Spule prüfen
Stellen Sie ein Digitalmultimeter auf Widerstandsmessung und messen Sie zwischen den auf dem Relais-Schaltbild angegebenen Spulenanschlüssen. Eine intakte Spule sollte einen endlichen Widerstandswert anzeigen. Eine Unterbrechungsanzeige oder OL weist normalerweise auf eine gebrochene Spulenwicklung hin. Ein Messwert nahe null Ohm kann auf eine kurzgeschlossene Spule hindeuten, wobei der erwartete Widerstand je nach Spulenspannung und Relaisausführung stark variiert.
Vergleichen Sie den Messwert nach Möglichkeit mit dem vom Hersteller angegebenen Wert oder mit einem nachweislich funktionsfähigen Relais derselben Teilenummer. Gehen Sie nicht davon aus, dass ein Niederspannungs-Gleichstromrelais und ein 120-VAC-Relais einen ähnlichen Widerstand haben sollten. Ihre Spulenkonstruktionen unterscheiden sich.
Ein korrekter Widerstandswert beweist nicht, dass die Spule unter Spannung zuverlässig arbeitet. Schwache Spulen können unzuverlässig anziehen, insbesondere bei niedriger Versorgungsspannung oder wenn das Relais heiß ist. Die nächste Prüfung bestätigt die mechanische Funktion.
Schließer- und Öffnerkontakte prüfen
Identifizieren Sie bei nicht erregter Spule anhand des Schaltbilds auf dem Relaisgehäuse den gemeinsamen Anschluss sowie die Öffner- und Schließerkontakte. Messen Sie die Kontinuität zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem Öffnerkontakt. Das Messgerät sollte Kontinuität oder einen sehr niedrigen Widerstand anzeigen. Messen Sie anschließend zwischen dem gemeinsamen Anschluss und dem Schließerkontakt. Dieser Strompfad sollte unterbrochen sein.
Legen Sie anschließend die Nennspulenspannung des Relais über eine geeignete, kontrollierte Quelle an. Beachten Sie bei Gleichstromspulen die Polarität, wenn das Relais eine Diode, LED oder eine andere polaritätsempfindliche Schutzschaltung enthält. Das Relais sollte sauber schalten. Im erregten Zustand sollten die Schließerkontakte schließen und die Öffnerkontakte öffnen.
Ein Klick ist nur ein erster Hinweis. Kontakte können zwar hörbar schalten, aber dennoch einen erhöhten Widerstand aufweisen, verbrannt, verschweißt oder nicht in der Lage sein, ihren Nennstrom zu führen. Achten Sie auf instabile Messwerte, während Sie das Relais oder seine Anschlüsse vorsichtig bewegen. Eine intermittierende Kontinuität weist häufig auf Kontaktverschleiß, Verschmutzung oder mechanische Schäden hin.
Kontaktwiderstand sorgfältig messen
Ein typisches Handmultimeter kann einen offenen oder geschlossenen Kontakt erkennen, ist jedoch nicht das beste Gerät zur Messung sehr niedriger Kontaktwiderstände. Wenn das Relais nennenswerte Ströme schaltet oder einen kritischen Prozess steuert, verwenden Sie nach Möglichkeit ein Milliohm-Messgerät oder ein Vierleitermikroohmmeter.
Ein hoher Kontaktwiderstand erzeugt Wärme. Unter Last kann diese Wärme zu Spannungsabfällen, Fehlalarmen, verschweißten Kontakten und Schäden an der Fassung führen. Ein Relais kann eine einfache Kontinuitätsprüfung bestehen und im Betrieb dennoch ausfallen, weil seine Kontakte den Strom nicht effizient leiten können. Dies kommt besonders häufig bei Relais vor, die Magnetventile, Heizungen, Bremsmagnetspulen, Lampen und Motorsteuerungslasten schalten.
Das Relais im tatsächlichen Stromkreis prüfen
Die Prüfung am Prüfstand bestätigt den Zustand des Bauteils. Die Prüfung im Stromkreis zeigt, ob das Steuersystem das Relais korrekt ansteuert und ob es unter Last ordnungsgemäß arbeitet. Bauen Sie das Relais erst wieder ein, wenn Sie sich davon überzeugt haben, dass Fassung und Anschlüsse in akzeptablem Zustand sind.
Messen Sie bei sicherem Maschinenzustand die Spannung an den Spulenanschlüssen, wenn das Relais erregt sein sollte. Die gemessene Spannung muss innerhalb des vom Hersteller zulässigen Betriebsbereichs der Nennspannung des Relais entsprechen. Ein 24-VDC-Relais, das nur 17 VDC erhält, kann rattern oder nicht anziehen. Eine 120-VAC-Spule, die von einem schwachen Steuertransformator versorgt wird, kann sich ähnlich verhalten.
Wenn keine Spulenspannung anliegt, ist möglicherweise nicht das Relais die Ursache. Verfolgen Sie den Stromkreis zurück über Sicherung, Steuertransformator oder Netzteil, PLC-Ausgang, Wahlschalter, Verriegelung, Überlastkontakt, Sicherheitsrelais und Feldverdrahtung. Liegt die korrekte Spulenspannung an, ändert das Relais seinen Schaltzustand jedoch nicht, sind Relais oder Fassung wahrscheinlich fehlerhaft.
Prüfen Sie anschließend die Ausgangsseite unter Betriebsbedingungen. Messen Sie die Spannung über den geschlossenen Relaiskontakten, während die Last erregt ist. Der Spannungsabfall sollte idealerweise sehr gering sein. Ein merklicher Spannungsabfall über einem geschlossenen Kontakt weist auf Widerstand und einen möglichen Ausfall hin. Messen Sie außerdem an der Last, um zu bestätigen, dass sie die erforderliche Spannung erhält.
Verwenden Sie bei stromführenden Stromkreisen eine Stromzange, um den Laststrom mit der Kontaktbelastbarkeit des Relais und der erwarteten Maschinenlast zu vergleichen. Wiederholte Überströme, Einschaltströme oder das Schalten induktiver Lasten ohne geeignete Schutzbeschaltung verkürzen die Lebensdauer des Relais. Wird das Relais ausgetauscht, ohne die Ursache zu beheben, kann es kurz nach der Inbetriebnahme erneut ausfallen.
Sonderfälle, die andere Prüfungen erfordern
Zeitrelais müssen sowohl elektrisch als auch funktional geprüft werden. Bestätigen Sie, dass die Spule den korrekten Steuerbefehl erhält, und messen Sie anschließend, ob der Ausgang nach der eingestellten Einschaltverzögerung, Ausschaltverzögerung, Intervall- oder Wiederholzykluszeit den Schaltzustand ändert. Falsche Zeiteinstellungen, Schwankungen der Versorgungsspannung und ausgefallene interne Elektronik können wie ein Relaisproblem aussehen.
Halbleiterrelais erfordern ein anderes Vorgehen, da sie keine beweglichen Kontakte besitzen und häufig nicht klicken. Prüfen Sie zunächst die Steuereingangsspannung und verifizieren Sie anschließend das Schalten auf der Ausgangsseite mit korrekt angeschlossener Last. Ein Halbleiterrelais kann im offenen oder im geschlossenen Zustand ausfallen oder einen kleinen Reststrom im ausgeschalteten Zustand führen. Auch die Wärmeentwicklung ist wichtig. Stellen Sie sicher, dass das Relais über den erforderlichen Kühlkörper, die vorgeschriebene Wärmeleitpaste, ausreichende Luftzirkulation und eine passende Lastreduzierung verfügt.
Sicherheitsrelais dürfen nur gemäß der Anlagendokumentation und den geltenden Sicherheitsverfahren geprüft werden. Ihre zwangsgeführten Kontakte, Rückführkreise, zweikanaligen Eingänge und Fehlerüberwachungsfunktionen lassen sich mit einer einfachen Kontinuitätsprüfung nicht ausreichend bewerten. Wenn ein Sicherheitsrelais verdächtigt wird, dokumentieren Sie die Fehleranzeigen und prüfen Sie den gesamten Sicherheitskreis, statt Brücken einzusetzen.
Entscheiden, ob das Relais oder die Fassung ausgetauscht werden muss
Ersetzen Sie das Relais, wenn seine Spule unterbrochen oder kurzgeschlossen ist, die Kontakte nicht umschalten, der Kontaktwiderstand zu hoch ist, der Betrieb intermittierend erfolgt oder das Gehäuse Hitzeschäden aufweist. Ersetzen Sie auch die Fassung, wenn ihre Anschlüsse lose, verfärbt, gerissen oder korrodiert sind oder die Relaisstifte nicht sicher halten. Ein neues Relais in einer beschädigten Fassung kann vorzeitig ausfallen und denselben Stillstand erneut verursachen.
Wählen Sie beim Beschaffen eines Ersatzes nach Möglichkeit die vollständige Herstellerteilenummer. Ist das Original abgekündigt, prüfen Sie Spulentyp und -spannung, Anschlussbild, Kontaktform, Kontaktmaterial, Schaltvermögen, Zulassungsanforderungen, Optionen wie Anzeige oder Prüftaste sowie Schutzbeschaltungen. Bei Zeit-, Überwachungs- und Sicherheitsrelais ist die Übereinstimmung der Funktion ebenso wichtig wie die der Bauform.
Used Industrial Parts kann helfen, wenn ein bestimmtes Relais oder eine ältere Steuerungskomponente über die üblichen Bezugsquellen nicht mehr erhältlich ist, und bietet Bestandsoptionen für dringende Wartungs- und Reparaturanforderungen. Halten Sie vor der Bestellung das Relaisetikett, Fotos der Fassung und die gemessene Spulenspannung bereit, um eine nur annähernd passende Komponente zu vermeiden, die die Reparatur verzögert.
Der größte Nutzen einer Relaisprüfung liegt in der Beantwortung der übergeordneten Frage: Ist das Bauteil ausgefallen, oder hat die Maschine die Bedingungen geschaffen, die zu seinem Ausfall geführt haben? Prüfen Sie Steuersignal, Laststrom, Zustand der Fassung und Schutzbeschaltung, bevor Sie die Anlage wieder in Betrieb nehmen. Diese zusätzlichen Minuten schützen das Ersatzteil und erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass die Reparatur dauerhaft hält.
