Elstyring Ordet elektricitet stammer fra det græske ord elektron og betyder rav. Elektricitet er en egenskab ved masse og uadskilleligt knyttet til denne. Former Elektricitet kan frembringes på forskellige måder, f.eks.: Statisk elektricitet (ved gnidning) Galvanisk elektricitet (kemisk virkning) Induceret elektricitet (elektromagnetisme) Fotoelektricitet (mekanisk påvirkning) Termoelektricitet (varmepåvirkning) Jævnstrøm Positiv og negativ Ved jævnstrøm benævnes energikildens to poler henholdsvis positiv og negativ. Den positive mærkes med + og/eller farven rød. Den negative mærkes med og/eller farven blå. Ved jævnstrøm forstår man en elektrisk strøm, som til stadighed løber i samme retning gennem ledningen (men den behøver ikke at have konstant styrke). Den ene klemme er altid + og den anden altid. Ovenstående mærkning kan benyttes. Vekselstrøm Vekselstrøm vil sige en elektrisk strøm, som med små konstante tidsmellemrum skifter retning (+ og skifter plads). Strømmens retning Man har vedtaget, at strømmen, der gennemløber det elektriske kredsløb, har retning fra + til. Spænding og strømhastighed Spændingen forplanter sig lynhurtigt gennem ledningen, ca. 300.000 km/sek. Strømmen derimod bevæger sig betydeligt langsommere, visse tilfælde kun nogle få cm/sek. Måleenheder Spændingsforskellen (spændingen) måles i volt (V). Strømstyrken (strømmen) måles i ampere (A). Den elektriske modstand (modstanden) måles i ohm ( Ω ). Stærk- og svagstrøm Stærkstrømsanlæg er elektriske anlæg, der anvender så høje spændinger og strømme, at de derved kan medføre fare. Da selv en spænding på 50-100 V kan medføre livsfare, og selv temmelig små strømstyrker kan medføre brandfare, omfatter stærkstrømsanlæggene an- Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 1 af 23
læg, der forsynes fra et elektricitetsværk, skibsinstallationer samt nødforsyningsanlæg, mens svagstrømsanlæggene kan omfatte mindre ringeanlæg, signalanlæg, telefonanlæg og lignende. I svagstrømsanlæggene bruges spændinger op til ca. 30 V, som ikke medfører livsfare i tilfælde af berøring. Højspænding Ved højspændingsanlæg forstås stærkstrømsanlæg, ved hvilke den normale driftsspænding mellem en vilkårlig leder og jord overstiger 250 V. Lavspænding Ved lavspændingsanlæg forstås stærkstrømsanlæg, ved hvilke den normale driftsspænding mellem en vilkårlig leder og jord ikke overstiger 250 V. Samhørighed mellem spænding, strøm og modstand Mellem spænding, strøm og modstand er der et afhængighedsforhold, som bevirker, at man ikke kan ændre en af delene, uden at mindst en af de andre også ændres. Denne samhørighed mellem størrelserne U, I og R udtrykkes ved nedenstående formel og kaldes ohms lov: Spænding = strøm modstand Volt = ampere ohm U = I R Kan også skrives: I = U/R eller R = U/I Nøgleskemaer Formålet med et nøgleskema er på enkel måde ved hjælp af særlige symboler og en speciel tegningsform at vise de elektriske styre- og meldefunktioner i et anlæg eller en anlægsdel til forståelse af anlæggets opbygning og funktion. Af nøgleskemaet skal fremgå så mange oplysninger, som den enkelte opgave kræver. Grundprincippet for nøgleskemaet Et nøgleskema skal vise, hvorledes anlæggets komponenter indgår i styre- og meldekredsløbet. Nøgleskemaet tegnes med parallelforbundne strømveje, hvori enkeltdele som f.eks. kontakter, spoler og signallamper placeres i overensstemmelse med deres elektriske funktioner, men uafhængig af såvel deres mekaniske sammenhæng som deres geografiske placering. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 2 af 23
Fig. 1 Nøgleskema Fig. 2 Strømveje i nøgleskema Strømvejene indregnes som lodrette forbindelser mellem to vandrette forsyningsledere, forsynet fra en styrestrømskilde, der normalt ikke tegnes. Nøgleskemaet læses fra venstre mod højre samt ovenfra og ned. Kontakter tegnes øverst - komponenterne, der aktiveres her, f.eks. styrestrømsforbrugere, relæspoler og signallamper, tegnes nederst. Nøgleskemaet tegnes altid i spændingsløs tilstand og så vidt muligt med mekanisk uaktiverede komponenter. Relæspoler tænkes således spændingsløse, og relæers sluttekontakter tegnes åbne, og brydekontakter lukkede. Kontakter tegnes således, at de ved aktivering bevæger sig fra venstre mod højre (med uret). Det må tilstræbes, at styrestrømsforbrugeres ene pol forbindes direkte til styrespændingens neutralpunkt, hvorved der undgås utilsigtede koblinger i tilfælde af afledning. Tegneregler Ved udarbejdelse af nøgleskemaer skal der i videst muligt omfang benyttes Dansk Standard. I de enkelte tilfælde, hvor dette ikke kan lade sig gøre, anvendes IEC-standard. Ved tilrettelæggelsen af konstruktion og tegning af et nøgleskema bør efterfølgende retningslinier så vidt muligt følges. Uanset tegningens oprindelsessted opnås derved en sådan form for ensartethed, at det letter tegningslæserens forståelse for det enkelte nøgleskema. Tegninger, der skal hæftes ind, bør være i format A4 (længde = 297 mm og bredde = 210 mm). Nummerering af strømveje Da en komponent (f.eks. et relæ) kan have enkeltdele (spole og kontakter), der indgår i flere forskellige strømveje, er det nødvendigt ved påskrift på nøgleskemaet at angive enkeltdelenes mekaniske sammenhæng. Til dette formål nummereres nøgleskemaets strømveje fortløbende i læseretningen. Ved senere udvidelse af nøgleskemaet benævnes indskudte strømveje med indeks a - b - c osv., f.eks. 1a, 2a, 2b osv. Ved komponenter med elektrisk aktiverede kontakter kan der uden den strømvej, hvor aktiveringsdelen (relæspolen) er anbragt, ved hjælp af et skema henvises til de strømveje, hvori de til aktiveringsdelen hørende kontakter er anbragt. Skemaets øverste linie angiver, at relæet indeholder fem slutte-, to bryde- og to omskifterkontakter. Anden linie fra oven angiver kontaktens funktion: s = slutte, b = bryde og o = omskifter. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 3 af 23
Tredje og fjerde linie angiver, i hvilken strømvej de pågældende kontakter er placeret. Komponentnummerering og betegnelse I nøgleskemaet nummereres komponenterne fortløbende i læseretningen inden for de enkelte grupper af komponenter. Alle enkeltdele hørende til samme komponent benævnes med samme betegnelse og nummer (en kontaktors spole og de deraf aktiverede kontakter betegnes f.eks. alle K1), samt evt. et fortløbende undernummer for kontakterne. Se fig. 5, hvoraf det fremgår, at alle kontakter, der har begyndelsesbogstavet K1, hører sammen. Der burde stå et minustegn foran alle komponenternes artsbetegnelser, men dette er udeladt, da der ikke er tvivl om dem. Eksempler på nøgleskemaer Til illustration af, hvordan nøgleskemaet kan tegnes, er der i det følgende vist nogle eksempler. Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Enpolet styring af relæ Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 4 af 23
Princip for enpolet styring, i dette tilfælde et relæ styret af en enpolet afbryder Styringen sker ved hjælp af den enpolede afbryder S1. Når S1 sluttes, aktiveres K1, og lampen H1 lyser, mens lampen H2 kun er tændt, når S1 er åben. Punkterede linier angiver, at de pågældende forbindelser er eksterne. Kontaktsymbolerne under strømvej 3 viser, hvilke kontakter relæet indeholder og de anvendte kontakters placering i strømvejene. Mikrokontakter Definition Ved styre- og føleorganer forstås apparater, hvor mekaniske eller fysiske forhold kan ændre de bestående elektriske forhold i et styresystem. Føleorganer Føleorganer føler eller måler det, der skal reguleres eller på anden måde registreres. Styreorganer Styreorganer behandler de signaler, som kommer fra en eller flere følere og derefter afgiver signal til udgangsdele. Fig. 6 Mikrokontakt Opbygning Kontaktsystemet, mikroomskifteren, er normalt indbygget i et hus af plastmateriale, men kan også have åbne kontakter. Anvendelse Mikrokontakter eller switch anvendes, hvor det er nødvendigt at omsætte forskellige former for mekaniske påvirkninger eller bevægelser til elektrisk styring. Mikroomskiftere udføres med forskellige kontaktfunktioner. Terminalerne er som regel mærket på følgende måde: Mærket C betyder: Common (fælles) Mærket NC betyder: Normally closed (normalt sluttet) Fig. 7 Princip Mærket NO betyder: Normally open (normalt åben) Impulsomskifteren Denne omskifter er mekanisk udformet som en mikroomskifter, men den har kun to terminaler. Når betjeningsknappen påvirkes, dannes der et kort øjeblik forbindelse mellem de to terminaler, og omskifteren kan afgive en elektrisk impuls. Der dannes ingen forbindelse ved returneringen af betjeningsknappen. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 5 af 23
Fig. 8 Impulsomskifter, princip Påvirkningsdele Mikroomskifteren fås med forskellige påvirkningsdele som f.eks. manøvrearm med rulle. Fig. 9 Påvirkningsdelen Indkapsling Mikroomskiftere skal på særligt udsatte steder være monteret i en spuletæt kapsling. Anvendelse Endestopkontakter anvendes som føleorgan mellem det mekaniske og det elektriske system, således at de mangeartede mekaniske bevægelser og påvirkninger kan omsættes til elektrisk styring. De anvendes som sikkerhedsafbryder, f.eks. ved elevatorer, hejs og kraner. Endestopkontakter kan fås som 1-polet afbryder, beregnet til styrestrømmen, eller som 3-polet afbryder, beregnet til at føre hovedstrømme. Opbygning og virkemåde Endestop Et endestop består af et kontakthus og en påvirkningsdel. Kontakthuset indeholder kontaktsystemet, der som regel er en mikroomskifter. Den er som regel indkapslet i spuletæt udførelse. Påvirkningsdel Påvirkningsdelen skal være tilpasset endestoppet og maskindelen. Fig. 10 Endestopkontakt Roterende bevægelser Da en roterende anordning også yder et vist sidetryk på påvirkningsdelene, benyttes oftest manøvrearm og ruller til disse opgaver. Endestoppet bør så vidt muligt monteres parallelt med kamhjulets forkant og altid således, at kræfterne virker i samme retning som manøvrearmens retning. Fig. 11 Roterende bevægelser Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 6 af 23
Variabel bevægelse Sker påvirkningen fra store og uregelmæssige genstande i bevægelse, er den mest almindelige løsning at lade genstandens vægt påvirke en fjederbelastet arm. Fig. 12 Variabel bevægelse Fig. 13 Retlinet bevægelse Retlinet bevægelse En kam, fremspring, på en lineær bevægelig del, der påvirker et endestop, vil ligeledes frembringe et sidetryk, hvorfor de samme betragtninger som ved roterende bevægelse gør sig gældende. Kammen må ofte passere over omskifteren på tilbagevejen. For at hindre uønsket elektrisk kontakt må man benytte en ordning, der kun reagerer fra en side, vigende pal. Er det nødvendigt, at omskifteren påvirkes direkte af en variabel bevægelig genstand, bør der anvendes et endestop, hvor påvirkningsdelen består af en spiralfjeder, som tillader påvirkning fra alle sider. Relæer Tidligere blev relæer hovedsagelig brugt i telefonteknik, men i dag bliver en stor del af kontrol, og styringsopgaver i industrien udført ved hjælp af relæteknik. For at kunne anvende relæer må man stille visse krav til deres funktion: De skal være vedligeholdelsesfri. De skal kunne klare et stort antal skift, før de er nedslidte. De skal kunne klare såvel små som store strømme/spændinger. De skal kunne arbejde med høj hastighed, dvs. med kort skiftetid. Relæer findes i et utal af varianter, men grundprincippet for funktionen er det samme. Fig. 14 Relæ Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 7 af 23
Fig. 15 Eksempel: K1 indeholder 2 brydekontakter, 1 sluttekontakt og 1 skiftekontakt. Funktionsbeskrivelse Når spolen bliver påtrykt en elektrisk spænding, bliver denne magnetisk og tiltrækker ankeret. Dette er mekanisk koblet til kontakterne og ændrer dermed forbindelsen i kontaktpunkterne. Når spændingen igen fjernes, går relæet tilbage til sin udgangsstilling. Ved bistabile relæer forbliver relæet i den nye position, indtil spolen bliver påtrykt en spænding igen - dvs. ved første impuls trækker relæet, og ved næste impuls falder relæet, ved næste impuls trækker relæet osv. På koblingsskemaer bliver relæer betegnet med K1, K2, K3... Spoletilslutningerne bliver betegnet med A1 og A2. Kontakterne betegnes med to numre. Første nummer er kontaktens nummer i rækken af kontakter, og andet nummer angiver kontaktfunktionen. Remanensrelæ Generelt Et remanensrelæ er et relæ, der kan aktiveres af en kort spændingsimpuls. Relæet forbliver aktiveret (også efter spændingsimpulsens ophør), idet remanensen i jernkernen er stor. Opbygning Den høje remanens fremkommer ved, at jernkernen er udført af jern med stort kulstofindhold. Skal relæet udkobles, må jernkernen afmagnetiseres på ny. Fig. 16 Remanensrelæ Ind- og udkobling Relæet kan magnetiseres (indkobles) med en kortvarig jævnspændingsimpuls og kan afmagnetiseres (udkobles) igen med en mindre modsatrettet jævnspænding. Ved vekselspænding kan afmagnetiseringen ske ved anvendelse af en til relætypen bestemt formodstand. Remanensrelæer fremstilles i forskellige udførelser, kan have samme udseende som almindelige styrerelæer og udkobler ikke på grund af spændingssvigt. Tidsrelæer Formål Formålet med et tidsrelæ kan være: At forsinke en motors start i forhold til en anden motors start. At funktionen indkobles senere end signalet. At forsinke en maskines start i forhold til en anden motors stop. At funktionen sker et stykke tid efter, at signalet afbrydes. Fig. 17 Forsinket indkobling Forsinket indkobling Forsinket indkobling vil sige, at kontaktfunktionerne er forsinket i forhold til, når spolen får spænding. Dette kaldes også forsinket tiltræk (funktionsdiagram). Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 8 af 23
Forsinket udkobling Forsinket udkobling vil sige, at kontaktfunktionernes returgang er forsinket i forhold til, når spolen mister spænding. Dette kaldes også forsinket frafald (funktionsdiagram). Fig. 18 Forsinket udkobling Fig. 19 Termisk tidsrelæ Fig. 20 Pneumatisk tidsrelæ Fig. 21 Elektroniske tidsrelæer Metoder til tidsforsinkelse Termisk tidsrelæ Termisk tidsrelæ virker ved, at signalstrømmen opvarmer et stykke bimetal, som bøjer efter en vis tid og skifter kontakter. Fjernes signalstrømmen, afkøles bimetallerne, og kontakterne falder tilbage efter en vis tid. Termisk relæ er forsinket både i indkobling og udkobling. Pneumatisk tidsrelæ Pneumatisk tidsrelæ virker ved, at signalstrømmen øjeblikkelig aktiverer spolen. Denne skifter herved et kontaktsæt. Når spolen mister sin spænding, falder den tilbage. Kontakterne er imidlertid forsinket i tilbagefald af en luftbremse. Pneumatiske tidsrelæer kan ofte ændres til forsinket indkobling. Elektroniske tidsrelæer Elektroniske tidrelæer virker ved, at en kondensator oplades gennem en modstand. Tiden afhænger af modstandens og kondensatorens størrelse. Tællerelæ Generelt Et elektromagnetisk tællerelæ er et relæ, der registrerer og viser, hvor mange impulser relæet har modtaget. Opbygning Relæet kan være forsynet med en kontakt, der sluttes, når tælleværket gennemløber værdierne 0 til 9, og kan ligeledes være forsynet med en hvilekontakt, der åbner ved talværdien 0 og dermed muliggør nulstilling af relæet. Udførelse Det elektromagnetiske tællerelæ forekommer i forskellige tællehastigheder, spolespændinger, hjælpekontaktfunktioner og med forskellige antal ciffer. Tællerelæer kan ofte sammenbygges således, at der anvendes et relæ pr. ciffer. Skridtrelæ Generelt Et skridtrelæ er et elektromagnetisk relæ, der aktiveres af elektriske impulser, idet hver enkelt impuls giver en skiftefunktion i relæet. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 9 af 23
Opbygning Skridtrelæet findes i mange forskellige konstruktioner, men arbejdsprincippet er i store træk ens for dem alle. Anvendelse Skridtrelæet anvendes f.eks. til telefonanlæg og forskellige automatiske maskiner. Fig. 22 Skridtrelæ Reed-relæ Generelt En reed-kontakt består af et gasfyldt glasrør. I glasrøret er der indsmeltet kontaktfjedre. Kontaktfjedrene er udført af ferromagnetisk materiale og kan derfor aktiveres udefra af et magnetfelt. Fig. 23 Reed-relæ Opbygning Et reed-relæ er en reed-kontakt, hvorom der er anbragt en spole. Påtrykkes spolen en jævnspænding, vil der opstå et magnetfelt i spolen, hvorved reed-kontakterne aktiveres. Fig. 24 Reed-relæ med spole Kamskiveprogramværker Programværker Programværker, programtimere, anvendes til sekvensstyringer, dvs. styringer, der udføres efter en i forvejen lagt rækkefølge, som f.eks. i vaskemaskiner og værktøjsmaskiner. Et kamskiveprogramværk består af en trækmotor med gear, en kamskivesektion og en kontaktsektion. Fig. 27 Programværker Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 10 af 23
Kamskiven En kamskive kan være opbygget af to cirkeludsnit, der kan forskydes indbyrdes, således at de danner en kam, der dækker en større eller mindre del af skivens omkreds. Fig. 28 Kamskiven En kontaktfunktion udføres ofte af mikrokontakter, der påvirkes af kamskiven til en skiftefunktion mellem NC og NO. Fig. 29 Princip Kamskiveprogramværket Det nødvendige antal kamskiver og mikroafbrydere til et givet program monteres til et programværk, der trækkes af en gearmotor. Programmet Kamskivens omkreds er ofte opdelt i grader, og når man kender omløbshastigheden, kan man beregne kamudsnittets størrelse. For en lyskurv i den ene kørselsretning kan man f.eks. tegne følgende sekvensdiagram. Der anvendes to kamskiver til gult lys, da denne sekvens skal forekomme to gange. Der findes også kamskiver, der kan inddeles i flere sekvenser Fig. 30 Princip Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 11 af 23
Fig. 31 Tilhørende nøgleskema Sekvens- og tidssekvensdiagrammer Sekvensdiagram Et sekvensdiagram beskriver rækkefølgen af de delfunktioner, som et funktionsforløb er bygget op af. Tidssekvensdiagram Et tidssekvensdiagram beskriver tillige tidsintervallerne mellem delfunktionerne. Det giver et enkelt og overskueligt billede af et procesforløb og kan bl.a. anvendes ved projektering. Eksempel Ved tryk på en startknap skal motor 1 starte, og en rød lampe skal lyse. Efter et minut stopper motor 1, og samtidig starter motor 2. Den røde lampe slukkes, og en grøn lampe tændes. Efter to minutter stopper motor 2, og den grønne lampe slukkes. Fig. 32 Tidssekvensdiagram Fig. 33 Funktionsskema, forsinket tiltræk Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 12 af 23
Fig. 34 Funktionsskema, forsinket frafald Fig. 35 Relæ med begge kombinationer og afhængig tidsindstilling Fig. 36 Elektriske komponenter og tidsrelædiagrammer Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 13 af 23
Magnetventiler Som omtalt i afsnittet om elektromekaniske relæer anvender man relæer til at slutte, bryde eller skifte signalveje. De samme funktioner har ventiler i pneumatiske styringer. Det er muligt at skifte en pneumatisk ventil ved hjælp af en såkaldt "magnetventil", hvilket er en elektropneumatisk komponent. Virkemåden af magnetventiler er den samme som for det elektromekaniske relæ. Ligesom man ved tællerelæet lod ankeret påvirke en palmekanisme, således lader man ankeret her påvirke ventilglideren. Når spolesystemet påtrykkes en spænding, trækkes eller trykkes ventilglideren i modsatte yderstilling. Fig. 37 Magnetventil, princip Føler uden forstærker I kapacitive følere udnyttes en kapacitetsændring ved påvirkning. Føleren kan påvirkes af ikke ledende, faste eller flydende stoffer. Virkemåde Virkemåden er principiel som ved en induktiv føler. Kondensatoren, som påvirkes, indgår i svingningskredsen for en oscillator, som ved påvirkning ændrer frekvens, dæmpes eller bringes ud af sving. Fig. 38 Synligt lys Føler I optiske styre- og føleorganer anvendes lysfølsomme komponenter, normalt LDR-modstande, fototransistorer og fotodioder. Sender og modtager Fotoanlæg kan anvendes, hvor der uden berøring og uden tilbagevirkning ønskes udløst en elektrisk funktion. Udformning og opbygning afhænger af anvendelse og belysningsforhold. I de fleste industrielle anlæg danner lysgiver og lysmodtager hver sin enhed med ens dimensioner. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 14 af 23
Kombineret enhed Fig. 39 Kombineret enhed Lysgiver og lysmodtager fremstilles desuden som kombinerede enheder for refleksaftastning eller som gaffelfølere for aftastning over korte afstande. Som lysgiver kan anvendes en lampe, som arbejder på underspænding. Dette bevirker, at lampens levetid forøges væsentligt, og at det afgivne lys har den farve, som giver lysmodtageren størst følsomhed. Ved udskiftning er det derfor vigtigt, at anlægget monteres med den rigtige lampetype. Lysmodtageren indeholder den lysfølsomme komponent. Ved tilslutning til forstærker skal fotodioder og transistorer polariseres rigtigt - for fotomodstande er polariteten ligegyldig. Induktiv sensor Når der tilsluttes spænding til en induktiv føler, sørger oscillatoren for at udsende et højfrekvent magnetisk felt. Føres et emne ind i aftastningszonen, falder amplituden på svingningerne på grund af de hvirvelstrømme, der opstår i emnet. Når amplituden falder under et givet niveau, vil triggerkredsen ændre niveau og bevirke en ændring af udgangssignalet. Fig. 40 Magnetiske feltlinier fra en induktiv føler Kapacitiv sensor En kapacitiv sensors funktion er mere kompleks end en induktiv, men populært kan man sige: En oscillator udsender et højfrekvent signal, som danner en kapacitiv zone mellem sensoren og omgivelserne. Føres nu et emne, ligegyldigt hvilket, ind i den kapacitive zone, sker der en ændring i den strøm, der tilføres oscillatoren, og denne ændring registreres af triggerkredsen, og vi får en ændring i udgangssignalet. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 15 af 23
Fig. 41 Kapacitiv sensor Fig. 42 Anvendelseseksempel for sensorer Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 16 af 23
Fejlfinding Generelt Ved fejlfinding er intet så praktisk som en god teori. Fejlfinding er et eltværfagligt felt, hvor man får brug for så at sige alle grene af ellæreren samt erfaring, systematik, orden og ikke mindst fantasi. Fejlomfang Man indleder fejlfindingsopgaver med at fastslå fejlomfanget, dvs. vurderer, hvilke områder der er fejlramte, er hele anlægget ude af drift, eller er det kun dele heraf, der ikke fungerer? Endvidere vurderer man, hvilken øjeblikkelig betydning fejlens opståen driftsmæssigt har for vedkommende virksomhed. Endelig må man i det indledende stadium bedømme, om der bør opsættes advarselsskilte, f.eks. "Afbrudt - Må ikke indkobles" ved afbryder. Hjælpemidler Til fejlfinding kan der anvendes forskellige hjælpemidler til opsporing af fejlen, såsom tegninger, nøgleskema, isolationsprøveapparat, instrumenter og værktøj. Efter en vurdering af fejlomfang må man skønne, hvilke hjælpemidler der vil være brug for i første omgang til opsporing af fejlen. Fejlsøgning Ud fra fejlomfang og ved hjælp af nøgleskemaer lægger man en plan for en systematisk fejlfinding og følger planen under hele processen. Under fejlsøgningen finder man frem til en eller flere slags fejl. Af fejlarter kan nævnes: Afledning, brud, kortslutning, "brændte" kontakter og defekte motorlejer samt kombination af flere fejl. Fejlårsager Når fejlen er fundet, bør man på stedet foretage et "detektivarbejde" i form af en analyse for at fastlægge den mulige årsag til fejlens opståen. For at undgå at fejlen gentager sig, er det vigtigt at få fastslået fejlårsagen. Der er mangfoldige fejlårsager. Her kan nævnes: Slitage, materialeældning, kondensvand, uønskede vibrationer. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 17 af 23
Skema over fejlårsager Fig. 43 Skema som oversigt og klassificering af de mest forekommende fejlårsager Systematisk fejlfinding Det er vanskeligt at fremkomme med en universalopskrift på, hvordan man tilrettelægger en systematisk fejlfinding. Systematisk fejlfinding er baseret på, at man går frem efter et bestemt system, afpasset til opgaven. Derved er man som regel sikker på at huske alle eventuelle fejlmuligheder. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 18 af 23
Reparation Fejlretning Fejlretningen afhænger naturligvis af fejlomfang og den fundne fejl. Fejlen udbedres enten ved en interimistisk reparation, hvis drifts- og produktionsforholdene kræver det, eller ved en endelig reparation med de rigtige reservedele. Endelig kan fejlretning bestå af en simpel justering eller i en fastspænding af en løs forbindelse. Afprøvning Efter endt reparation foretages en. sikkerhedsmæssig og en funktionsmæssig afprøvning af anlægget, eventuelt ved hjælp af nøgleskema. Afprøvning af start og stopkontakter kan foretages f.eks. sådan: 1. Start alle startkontakter efter tur. 2. Stop alle stopkontakter efter tur, husk også nødstop ved maskinen. 3. Hold en stopkontakt inde, alle stopkontakter efter tur, og tryk på en startkontakt. Forebyggelse af fejl Ud fra fejlårsager bør man eventuelt i samarbejde med virksomhedens kontrol- og vedligeholdelsesafdeling finde frem til, på hvilken måde den netop fundne fejl kan undgås i fremtiden, f.eks. ved vibrationsdæmpning eller ved installering af en udsugningsventilator. I en virksomhed med præventiv vedligeholdelse kan den aktuelle fejls opståen medføre, at den rutinemæssige kontrol skærpes, eller hvis der er tale om en meget vigtig maskine, f.eks. på et elværk eller et dagbladstrykkeri, at maskinen dubleres, eller at vedkommende maskines styresystem indføres redundant, over bestemt, dvs. at man udbygger en form for "dobbelt" styring for at opnå større driftssikkerhed. Logik Som bekendt anvendes de i forskellige standardiserede symboler til beskrivelse af et styresystem i diagramform. Hver teknologi (fagområde) har sit sæt symboler - alt efter om styresystemet er pneumatisk, hydraulisk eller elektronisk. Der findes imidlertid et tværteknologisk (tværfagligt) symbolsæt, der kan beskrive et styresystem på et mere overordnet plan, uden hensyn til hvilken teknologi der senere måtte blive valgt. Det har den store fordel, at alle, der har lært dette symbolsæt, umiddelbart kan forstå hinanden. Symbolerne er meget enkle, og som navnet antyder "logiske" i deres funktion, og da de tillige finder stor anvendelse inden for styringsteknikken, vil det være nødvendigt at stifte bekendtskab med dem. Desværre findes der flere standarder, men her anvendes den internationale standard "IEC". Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 19 af 23
I det følgende skal kort omtales de 3 grundlæggende symboler og deres funktion samt den såkaldte flip-flop. Og-enheden (AND) Når en funktion (handling) skal finde sted, er det ofte et krav, at mere end en betingelse skal være opfyldt samtidig. For eksempel at to signalgivere A og B skal give signal samtidig, for at næste handling kan ske. Når der i det følgende tales om signal, menes der, at tilstanden er 1, mens tilstanden er 0, når der ikke er signal. Symbolet består af en kvadrat med et gammeldags og (&) indeni. Der er to indgange A og B og udgang S. Fig. 44 Og-enheden (AND) I sandhedstabellen ses, at to indgange i alt giver 4 mulige tilstande: A og B er begge lig med 0. A er lig med 0, og B er lig med 1. A er lig med 1. og B er lig med 0. A og B er begge lig med 1. Kun i den sidste tilstand, hvor både A og B begge er lig med 1 samtidig, vil udgangen S give signal og dermed få tilstanden 1. I de tre andre tilfælde er S lig med 0. En Og-enhed kan have mere end to indgange, men aldrig mere end en udgang. Alle de indgange, der måtte være, skal være lig med 1 samtidig, for at udgangen S er lig med 1. Fig. 46 Og-enhed tegnet med pneumatiksymboler Fig. 45 Og-enhed tegnet med kontaktsymboler Bemærk, at forsyningen ikke tegnes med, når der bruges logiksymboler. Eller-enhed (OR) Når flere betingelser hver for sig eller samtidig skal udløse den samme funktion, benyttes en Eller-enhed. For eksempel at to signalgivere A og B hver for sig, eller samtidig, skal give signal, for at næste handling kan ske. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 20 af 23
Fig. 47 Logiksymbolet for en Eller-enhed. Sandhedstabellen for en Eller-enhed. Logiksymbolet for en Eller-enhed er som Og-enheden, blot med et større end eller lig med -tegn i stedet for &. Tegnet betyder jo netop, at hvis en eller mere end en indgang er lig med 1, så er udgangen S lig med 1. Dette stemmer også overens med sandhedstabellen. En Eller-enhed kan i lighed med Og-enheden have mere end 2 indgange. Er blot en af dem lig med 1, er S lig med 1. Fig. 48 Eller-enhed tegnet med kontaktsymboler Fig. 49 Eller-enhed tegnet med pneumatiksymboler Ikke-enhed (NOT) Når der ønskes den modsatte funktion end den, der er - altså hvis der er signal, og der ikke ønskes signal, eller omvendt, benyttes en Ikkeenhed. For eksempel hvis en lampe skal lyse, når der ikke er signal fra signalgiveren. Fig. 50 Logistiksymbol for en Ikke-enhed. Sandhedstabel for en Ikkeenhed I logiksymbolet for en Ikke-enhed står et 1-tal, fordi der aldrig kan være mere end 1 indgang. Selve Ikke-funktionen ses på bollen på udgangssiden. Egentlig ville bollen være tilstrækkelig til at vise funktionen, men hvis der ikke er et symbol, bollen kan kobles sammen med, ville den let blive overset. Fig. 52 Ikke-enhed tegnet med pneumatiksymboler Fig. 51 Når en Ikke-enhed tegnes med kontaktsymboler, bliver det til en brydekontakt. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 21 af 23
Flip-flop I mange tilfælde vil det være ønskeligt, om en information (signal) kunne huskes, efter at signalet forsvandt (gik på 0). Ligeledes ville det være ønskeligt, om informationen kunne slettes igen ved hjælp af et andet signal, og at dette også kunne huskes. Altså en bistabil funktion. Til at vise denne funktion anvendes flip-flop symbolet. Fig. 53 Logiksymbolet for en flip-flop og sandhedstabel for en flipflop Der er kun vist et forenklet symbol for en flip-flop, idet der findes mange typer. Som det ses i sandhedstabellen, vil A lig med 1 og B lig med 0 sætte udgangen Q lig med 1. Man siger, at flip-flop'en sættes. Hvis A er lig med 0, og B er lig med 1, vil Q gå på 0. Man siger, at flip-flop'en resættes. Hvis A og B er lig med 0, vil flip-flop'en have den tilstand, den havde, inden A og B blev 0. Både A og B lig med 1 vil sætte og resætte flip-flop en på én gang og tillades derfor ikke. Fig. 54 Flip-flop tegnet med kontaktsymboler Fig. 55 Flip-flop tegnet med pneumatiksymboler Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 22 af 23
Fig. 56 Sammenligningstabel Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Elstyring, side 23 af 23