Come testare i relè industriali senza andare a tentativi

Un relè può apparire perfettamente normale e tuttavia essere la causa per cui un motore non si avvia, un circuito di sicurezza non si ripristina o una linea di produzione rimane ferma. Sapere come testare i relè industriali aiuta i team di manutenzione a distinguere un relè guasto da un problema di cablaggio, tensione di comando, uscita PLC o lato carico prima di ordinare i ricambi.

Il test deve essere adeguato al tipo di relè e al circuito che gestisce. Un relè elettromeccanico a innesto, un contattore, un relè temporizzato e un relè a stato solido non si guastano nello stesso modo né richiedono gli stessi controlli. Iniziare dalla scheda tecnica del relè o dalle marcature sull'involucro, quindi procedere con metodo invece di basarsi esclusivamente sul fatto che il relè scatti.

Iniziare dalla sicurezza e dall'identificazione

Disalimentare l'apparecchiatura, applicare le procedure di blocco e segnalazione e verificare l'assenza di tensione prima di rimuovere un relè o aprire un quadro. Dopo aver scollegato l'alimentazione principale, può rimanere energia immagazzinata nei condensatori, negli alimentatori e nelle apparecchiature per il controllo del movimento. Se il relè fa parte di un circuito di sicurezza, non bypassarlo per la ricerca del guasto. Seguire la procedura del costruttore della macchina e documentare ogni intervento di sostituzione.

Prima del test, annotare il codice esatto, la tensione della bobina, la configurazione dei contatti, la corrente nominale e la disposizione dei terminali. I relè industriali utilizzano comunemente configurazioni di contatti SPDT, DPDT, 3PDT o 4PDT. Un relè con lo stesso ingombro fisico può avere una tensione della bobina, una piedinatura, una portata dei contatti, un requisito di polarità o una funzione temporale diversa. Queste differenze sono importanti quando è necessario trovare rapidamente un sostituto.

Ispezionare innanzitutto il relè, lo zoccolo e i terminali circostanti. Alterazioni di colore dovute al calore, odore di bruciato, plastica fusa, contatti allentati dello zoccolo, corrosione, involucri crepati e componenti di soppressione danneggiati sono indizi utili. Cercare anche segni di vibrazione. Un relè può essere elettricamente integro ma perdere il collegamento in modo intermittente a causa di uno zoccolo usurato o di una terminazione allentata del filo di comando.

Come testare i relè industriali con un multimetro

Per un relè elettromeccanico standard, i controlli di base riguardano la resistenza della bobina e la continuità dei contatti. Quando possibile, rimuovere il relè dallo zoccolo. Il test nel circuito può produrre letture fuorvianti perché i componenti in parallelo e i carichi collegati influenzano il multimetro.

Controllare la bobina

Impostare un multimetro digitale sulla misura della resistenza e misurare tra i terminali della bobina identificati nello schema del relè. Una bobina integra dovrebbe mostrare un valore di resistenza finito. Una lettura di circuito aperto o OL indica generalmente un avvolgimento della bobina interrotto. Una lettura prossima a zero ohm può indicare una bobina in cortocircuito, anche se la resistenza prevista varia considerevolmente in base alla tensione della bobina e alla progettazione del relè.

Confrontare la misura con il valore pubblicato dal produttore, quando disponibile, oppure con quella di un relè sicuramente funzionante dello stesso codice. Non dare per scontato che un relè CC a bassa tensione e un relè a 120 V CA debbano avere una resistenza simile. La progettazione delle loro bobine è diversa.

Una lettura corretta della resistenza non dimostra che la bobina funzionerà in modo affidabile sotto tensione. Le bobine deboli possono eccitarsi in modo discontinuo, soprattutto quando la tensione di alimentazione è bassa o il relè è caldo. Il test successivo conferma il funzionamento meccanico.

Controllare i contatti normalmente aperti e normalmente chiusi

Senza alimentazione della bobina, identificare i terminali comune, normalmente chiuso e normalmente aperto dallo schema riportato sull'involucro del relè. Misurare la continuità tra il contatto comune e quello normalmente chiuso. Il multimetro dovrebbe indicare continuità o una resistenza molto bassa. Misurare tra il comune e il contatto normalmente aperto. Questo percorso dovrebbe risultare aperto.

Applicare quindi la tensione nominale della bobina utilizzando una sorgente appropriata e controllata. Per le bobine CC, osservare la polarità quando il relè include un diodo, un LED o un altro circuito di soppressione sensibile alla polarità. Il relè dovrebbe azionarsi in modo pulito. Una volta eccitato, i contatti normalmente aperti dovrebbero chiudersi e quelli normalmente chiusi dovrebbero aprirsi.

Uno scatto è solo un'indicazione preliminare. I contatti possono scattare nella posizione corretta pur rimanendo resistivi, vaiolati, saldati o incapaci di sopportare la corrente nominale. Osservare eventuali letture instabili del multimetro muovendo delicatamente il relè o i suoi terminali. Una continuità intermittente indica spesso usura dei contatti, contaminazione o danni meccanici.

Misurare con attenzione la resistenza dei contatti

Un normale multimetro portatile può identificare un contatto aperto o chiuso, ma non è lo strumento migliore per misurare resistenze di contatto molto basse. Se il relè gestisce una corrente significativa o controlla un processo critico, utilizzare, quando disponibile, un misuratore di milliohm o un micro-ohmmetro a quattro fili.

Un'elevata resistenza dei contatti genera calore. Sotto carico, questo calore può causare cadute di tensione, guasti intempestivi, contatti saldati e danni allo zoccolo. Un relè può superare un semplice test di continuità e tuttavia guastarsi durante il servizio perché i suoi contatti non riescono a condurre la corrente in modo efficiente. Ciò è particolarmente comune nei relè che commutano solenoidi, riscaldatori, bobine dei freni, lampade e carichi per il controllo dei motori.

Testare il relè nel circuito reale

Il test al banco verifica il componente. Il test nel circuito permette di capire se il sistema di comando lo aziona correttamente e se svolge effettivamente il proprio lavoro sotto carico. Reinstallare il relè solo dopo aver verificato che lo zoccolo e i terminali siano in condizioni accettabili.

Con la macchina in condizioni di sicurezza, misurare la tensione ai terminali della bobina quando il relè dovrebbe essere eccitato. La tensione misurata deve corrispondere alla tensione nominale della bobina del relè entro l'intervallo operativo accettabile indicato dal produttore. Un relè da 24 V CC che riceve 17 V CC può vibrare o non eccitarsi. Un comportamento simile può verificarsi con una bobina da 120 V CA alimentata da un trasformatore di comando debole.

Se non è presente tensione sulla bobina, il relè potrebbe non essere il problema. Risalire a monte attraverso il fusibile, il trasformatore di comando o l'alimentatore, l'uscita PLC, il selettore, l'interblocco, il contatto del sovraccarico, il relè di sicurezza e il cablaggio sul campo. Se è presente la tensione corretta sulla bobina ma il relè non cambia stato, il guasto è probabilmente nel relè o nello zoccolo.

Verificare quindi il lato uscita nelle condizioni operative. Misurare la tensione ai capi dei contatti chiusi del relè mentre il carico è alimentato. Idealmente, la caduta di tensione dovrebbe essere molto bassa. Una caduta di tensione evidente ai capi di un contatto chiuso indica resistenza e un possibile guasto. Misurare anche la tensione sul carico per confermare che riceva il valore richiesto.

Per i circuiti che trasportano corrente, utilizzare una pinza amperometrica per confrontare la corrente del carico con la portata dei contatti del relè e con il carico previsto della macchina. Sovracorrente ripetuta, corrente di spunto o commutazione di carichi induttivi senza un'adeguata soppressione riducono la durata del relè. Sostituire il relè senza correggere la causa può provocare un altro guasto poco dopo il riavvio.

Casi speciali che richiedono test diversi

I relè temporizzati richiedono sia test elettrici sia test funzionali. Confermare che la bobina riceva il comando corretto, quindi misurare se l'uscita cambia stato dopo il ritardo all'attivazione, il ritardo alla disattivazione, l'intervallo o il ciclo ripetuto specificato. Impostazioni errate del temporizzatore, variazioni della tensione di alimentazione e guasti dell'elettronica interna possono sembrare tutti problemi del relè.

I relè a stato solido richiedono un approccio diverso perché non hanno contatti mobili e spesso non emettono alcuno scatto. Controllare innanzitutto la tensione dell'ingresso di comando, quindi verificare la commutazione sul lato uscita con il carico corretto collegato. Un relè a stato solido può guastarsi in apertura, in cortocircuito o presentare una piccola corrente di dispersione nello stato disattivato. Anche il calore è importante. Verificare che il relè disponga del dissipatore richiesto, della pasta termica se specificata, di un flusso d'aria adeguato e del declassamento del carico previsto.

I relè di sicurezza devono essere testati esclusivamente secondo la documentazione dell'apparecchiatura e le procedure di sicurezza applicabili. I loro contatti a guida forzata, circuiti di retroazione, ingressi a doppio canale e funzioni di monitoraggio dei guasti non possono essere valutati adeguatamente con un semplice controllo di continuità. Se si sospetta un guasto del relè di sicurezza, registrare gli indicatori di guasto e testare l'intero circuito di sicurezza invece di utilizzare ponticelli.

Decidere se sostituire il relè o lo zoccolo

Sostituire il relè quando la bobina è interrotta o in cortocircuito, i contatti non commutano, la resistenza dei contatti è eccessiva, il funzionamento è intermittente o l'involucro mostra danni da calore. Sostituire anche lo zoccolo quando i suoi terminali sono allentati, scoloriti, crepati, corrosi o incapaci di trattenere saldamente i pin del relè. Un relè nuovo installato in uno zoccolo danneggiato può guastarsi prematuramente e causare nuovamente lo stesso fermo.

Quando si acquista un ricambio, abbinare ove possibile il codice completo del produttore. Se il componente originale è obsoleto, verificare il tipo e la tensione della bobina, lo schema dei terminali, la configurazione dei contatti, il materiale dei contatti, la portata di commutazione, i requisiti di omologazione, le opzioni relative all'indicatore o al pulsante di test e le funzioni di soppressione. Per i relè temporizzati, di monitoraggio e di sicurezza, abbinare la funzione è importante quanto abbinare l'ingombro.

Used Industrial Parts può aiutare quando un relè identico o un componente di controllo di vecchia generazione non è più disponibile attraverso i canali standard, offrendo opzioni di inventario adatte a esigenze urgenti di manutenzione e riparazione. Prima di effettuare l'ordine, tenere a disposizione l'etichetta del relè, le foto dello zoccolo e la tensione misurata della bobina per evitare un componente quasi compatibile che ritardi la riparazione.

Un test del relè è davvero utile quando risponde alla domanda più ampia: è stato il componente a guastarsi oppure la macchina ha creato le condizioni che ne hanno causato il guasto? Confermare il segnale di comando, la corrente del carico, le condizioni dello zoccolo e il metodo di soppressione prima di rimettere l'apparecchiatura in servizio. Quei pochi minuti in più proteggono il ricambio e aumentano le probabilità che la riparazione duri nel tempo.