Які вимірювальні прилади ставлять на верстат ЧПУ
В електрошафі верстата ЧПУ працюють блоки живлення, драйвери, частотний перетворювач шпинделя, насос охолодження та витяжка. Усі вони залежать від якості мережі, а ресурс шпинделя, підшипників і допоміжного обладнання залежить від часу роботи. Тому на двері шафи ставлять панельні прилади, які постійно показують ці величини без переносного тестера.
- Лічильник мотогодин рахує час, поки на нього подано напругу.
- Вольтметр показує діюче значення напруги мережі.
- Частотомір показує частоту змінного струму.
Часто всі три функції зібрано в одному корпусі: чотирирозрядний індикатор по черзі показує напругу, частоту, загальне напрацювання і час поточного ввімкнення, а режим вибирають кнопкою на лицьовій панелі.
Лічильник мотогодин: навіщо рахувати час роботи
Регламент обслуговування обладнання зручно вести не за календарем, а за напрацюванням. Верстат, який працює у дві зміни, зношується швидше за верстат, який вмикають раз на тиждень, і календарний графік для них не збігається. Лічильник мотогодин дає об’єктивну цифру: скільки годин верстат або його шпиндель справді був під напругою.
За показами лічильника планують змащення направляючих і гвинтів, заміну фільтрів, перевірку шпинделя на биття, обслуговування компресора й витяжки. Інтервали беруть із посібників на конкретні вузли, а лічильник показує, коли інтервал настав. Цифра напрацювання корисна і під час продажу верстата: вона підтверджує реальне зношення краще, ніж вік.
Межу рахунку задає індикатор. На чотирирозрядному індикаторі вміщується 9999 год. Це 416 діб безперервної роботи або понад три роки роботи в одну восьмигодинну зміну щодня.
Вольтметр: контроль напруги мережі
Стандарт EN 50160, прийнятий в Україні як ДСТУ EN 50160, задає номінал низьковольтної мережі 230 В між фазою і нулем. Відхилення напруги за нормальних умов не повинні виходити за ±10% від номіналу. Для трифазної мережі той самий допуск стосується 400 В між фазами.
| Мережа | Номінал | Допуск за EN 50160 | Діапазон, який має витримувати прилад |
|---|
| Однофазна, фаза і нуль | 230 В | ±10% | 207-253 В |
| Трифазна, між двома фазами | 400 В | ±10% | 360-440 В |
| Частота, мережа об’єднаної енергосистеми | 50 Гц | ±1% 99.5% часу за рік, +4%/-6% увесь час | 49.5-50.5 Гц, у крайніх випадках 47-52 Гц |
| Частота, автономна мережа, наприклад генератор | 50 Гц | ±2% 95% часу за тиждень, ±15% увесь час | 49-51 Гц, у крайніх випадках 42.5-57.5 Гц |
Вольтметр на дверях шафи показує, у яких межах реально працює мережа. Якщо в години пікового навантаження напруга падає нижче 207 В, блоки живлення та частотний перетворювач працюють на межі свого діапазону, а перетворювач може вимкнутися через помилку зниженої напруги. Якщо напруга піднімається вище 253 В, страждають вхідні кола електроніки. Бачачи цифру на індикаторі, оператор розуміє, чи пов’язана аварія верстата з мережею, і може вчасно поставити стабілізатор.
Для трифазного верстата корисно порівняти напругу між різними парами фаз. Помітна різниця між ними свідчить про перекіс фаз, який шкодить асинхронним двигунам насосів і витяжки.
Частотомір: коли частота важлива
У мережі об’єднаної енергосистеми частота стабільна: за EN 50160 вона тримається в межах 49.5-50.5 Гц 99.5% часу за рік. Зовсім інакше поводиться автономна мережа. Для неї стандарт допускає ±2% протягом 95% часу за тиждень і ±15% у крайніх випадках, тобто від 42.5 до 57.5 Гц.
Частота важлива передусім під час роботи верстата від генератора. Синхронна частота обертання асинхронного двигуна дорівнює n = 60 · f / p, де f це частота мережі, а p кількість пар полюсів. Двигун насоса чи витяжки з однією парою полюсів при 50 Гц має синхронну швидкість 3000 об/хв, а при 45 Гц лише 2700 об/хв. Частотомір на панелі одразу показує, що генератор навантажений більше, ніж може тримати, або неправильно налаштовано його регулятор обертів.
Як працює комбінований панельний прилад
Комбінований прилад, який показує напругу, частоту і час роботи, обходиться без окремого джерела живлення: він живиться від тієї самої мережі, яку вимірює. У таких приладів дві гвинтові клеми на задній стінці, а споживання не перевищує 1 Вт. Звідси випливає важлива властивість: прилад рахує час лише поки на клемах є напруга, і після вимкнення мережі індикатор гасне.
- V. Діюче значення напруги у вольтах, показ оновлюється раз на 5 с.
- Hz. Частота мережі в герцах, оновлюється раз на 5 с.
- H. Загальне напрацювання від 0 до 9999 год, показ оновлюється раз на 2 с.
- T. Час поточного ввімкнення.
Оновлення раз на кілька секунд означає, що прилад показує усталене значення. Короткий провал напруги під час пуску потужного двигуна він може не помітити. Для пошуку короткочасних провалів потрібен реєстратор або мультиметр із функцією запису мінімуму.
Як вибрати прилад
Головне під час вибору це виконання за напругою. Прилад, розрахований на мережу 220 В, підключають між фазою і нулем, а виконання на 380 В розраховане на напругу між двома фазами. Діапазон приладу має перекривати весь допуск мережі: виконання 185-265 В закриває 207-253 В однофазної мережі, виконання 280-450 В закриває 360-440 В між фазами.
| Параметр | На що дивитися | Приклад |
|---|
| Виконання за напругою | діапазон приладу має перекривати допуск мережі із запасом | 185-265 В для мережі 230 В, 280-450 В для 400 В між фазами |
| Живлення приладу | чи живиться він від вимірюваної мережі, чи потрібне окреме джерело | прилад без окремого живлення споживає не більше 1 Вт |
| Похибка | який розкид показів дає клас точності на вашій напрузі | ±0.5% від 230 В це ±1.15 В, від 50 Гц це ±0.25 Гц |
| Межа рахунку годин | скільки годин уміщується на індикаторі | 9999 год на чотирирозрядному індикаторі |
| Монтажний виріз | розмір вікна у дверях шафи та глибина корпусу | виріз 47x37 мм, корпус 58x54x41 мм |
| Робоча температура | чи підходить прилад для неопалюваного цеху | від -20 до +75 °C |
Похибка і роздільна здатність це різні характеристики. Роздільна здатність показує найменший крок, який видно на індикаторі, а похибка показує, наскільки показ може відрізнятися від істинного значення. Для контролю мережі похибки ±0.5% достатньо: вона в кілька разів менша за допуск ±10%, який задає стандарт.
Де підключити прилад в електрошафі
Місце підключення визначає, що саме рахуватиме лічильник мотогодин.
- Після ввідного автомата верстата. Лічильник рахує весь час, поки верстат увімкнено, а вольтметр показує напругу на вводі навіть під час простою.
- Після контактора шпинделя або на живленні частотного перетворювача, яке вмикає контактор. Лічильник рахує лише час роботи шпинделя, але напругу й частоту видно тільки в цей час.
Прилад підключають паралельно навантаженню, тобто на ті самі два дроти, що живлять обладнання. Дроти до нього захищають окремим запобіжником або автоматом із малим номінальним струмом, бо тонкий дріт до дверей шафи не розрахований на струм ввідного автомата. Підключення виконують лише за знятої напруги, після перевірки відсутності напруги на клемах.
На вихід частотного перетворювача такий прилад не ставлять. Перетворювач видає на двигун широтно-імпульсну напругу зі змінною частотою та амплітудою, а панельний прилад розрахований на синусоїдальну мережу. Покази там будуть неправильними, а частота під час роботи шпинделя виходить далеко за діапазон приладу.
Як користуватися показами під час обслуговування верстата
Щоб покази приносили користь, їх треба записувати. Зручно завести журнал обслуговування і під час кожної операції записувати поточне напрацювання H: змащення, заміна фільтра, перевірка шпинделя. Тоді наступну операцію планують за різницею годин, а не з пам’яті.
Напругу й частоту корисно перевіряти перед тривалою роботою та за будь-якої незрозумілої помилки частотного перетворювача чи драйверів. Запис на кшталт «зранку 228 В, увечері 211 В» допомагає знайти причину збоїв, які повторюються в один і той самий час доби.
Часті помилки
- Неправильне виконання. Прилад на 220 В, підключений між двома фазами, отримує 400 В, що далеко за межею 265 В, і може вийти з ладу.
- Підключення до виходу частотного перетворювача. Прилад не розрахований на таку напругу і показує неправильні значення.
- Лічильник стоїть не на тому колі. Підключений після ввідного автомата прилад рахує і простій верстата, тому напрацювання шпинделя за ним виходить завищеним.
- Немає захисту дротів. Дріт до дверей шафи без запобіжника в разі пошкодження ізоляції створює коротке замикання, захищене лише ввідним автоматом.
- Виріз не за розміром. Завелике вікно не тримає фіксатори корпусу, замале доводиться розширювати вже на зібраній шафі.
- Робота на ввімкненій шафі. Клеми приладу перебувають під мережевою напругою.
Догляд і перевірка точності
Панельний прилад не потребує складного догляду, але кілька правил подовжують строк служби. Гвинти клем раз на рік підтягують за знятої напруги: від вібрації верстата з’єднання слабшає і починає грітися. Лицьову панель протирають сухою або злегка вологою тканиною без розчинників. Шафу тримають зачиненою, щоб струмопровідний пил від обробки алюмінію і графіту не потрапляв на клеми з тильного боку дверей.
Покази вольтметра час від часу порівнюють із мультиметром на тих самих клемах. Для мережі із синусоїдальною напругою підійде будь-який справний мультиметр, а в колах зі спотвореною формою напруги, за даними Fluke, точні покази дають прилади з вимірюванням істинного середньоквадратичного значення (True RMS). Якщо розбіжність більша за суму похибок обох приладів, прилад на дверях замінюють.
