パワーサプライ

課題昨日まで正常に稼働していた
設備が、今朝電源をONしたら
起動しなくなった。
調べたらパワーサプライから
DC24Vが供給されていない。
昨日まではDC24V系の機器も
問題なく動作していたのだが。

原因長期使用で電解コンデンサが劣化、パワーサプライが寿命に達した
可能性があります。

パワーサプライには寿命があります。そのため、定期的な交換をお勧めします。パワーサプライは内部に電解コンデンサを搭載しています。電解コンデンサは、長期間の使用によって劣化します。電解コンデンサが劣化すると、パワーサプライは正常に動作しなくなります。その現象の一つが、低温での起動特性の悪化です。パワーサプライは低温になるほど起動しにくい特性がありますが、電解コンデンサが劣化するとこれが顕著になり、やがて起動しなくなります。

今回のトラブルは、電断して停止している間に劣化が進んでいる電解コンデンサが冷えて、起動できなくなったものと想定します。

電解コンデンサの劣化が及ぼす影響は、起動特性以外にも、出力電圧の低下(右図 ➀)やリップルノイズの増加(同 ➁)などがあります。例えば、導入時はDC24V出力していたものが、電解コンデンサが劣化するとDC22Vぐらいになったり、出力電圧の幅が大きく揺らいだりします。そのような傾向を見つけることで、パワーサプライの寿命が近いこと判別することもできますが、DC24V機器はそれでも正常に動作する場合が多いため、それに気づかないことが多くあります。

図 ➀

解決交換時期がわかる
パワーサプライで、
突発停止リスクを減らしましょう。

パワーサプライの 交換時期を知る目安として、交換時期演算機能があります。製造時の交換時期までの年数を100%として、ご使用条件(周囲温度や負荷率)によりに電解コンデンサの劣化状態を常時計算し、0.1%ステップにて減少させます。この数値を確認することで、交換時期を想定することができます。

図 ➀

電解コンデンサ容量と表示の関係

オムロンのおすすめ機器
パワーサプライの保管方法のヒント

電解コンデンサは、長期間通電しない使用しない場合も劣化することがあります。パワーサプライを長期間保管する場合は、できるだけ常温(30℃ 以下) 、相対湿度25%~70%以下で保管してください。また、目安として1年以上長期保管されたパワーサプライをご使用される場合は、ご使用前に30分以上の無負荷通電を実施後、ご使用ください。

温度調節器周辺機器

課題包装機など加熱部が可動する
装置では、温度調節器以外の
周辺機器の故障頻度が高い。
また、機器交換しても一定期間で
再発してしまう。

アプリケーションで、不安定な検出

原因劣化を低減する機器や機能を使えていない可能性があります。

温度制御は、温度調節器と周辺機器とを組み合わせて実現しています。具体的には、温度を計測する熱電対、対象物を加熱するヒータ、そしてそのヒータを動作制御するSSR(ソリッドステートリレー)で構成されます。熱電対が設置されたヒータが繰り返し可動し、ヒータの電流を制御するSSRを複数個使用される包装機(右図)が代表的な装置事例です。実は、温度制御のトラブルの多くは、温度調節器よりも、周辺機器の機械的要因(屈曲)による短絡・断線故障が多いです。

機器の劣化については、機器の使い方や耐久性の高い機器を交換時に考慮いただくだけで、長期間使用できますが、その機器や機能が十分に知られていない現状があります。そこで、周辺機器に関する事前対策についてご紹介します。

アプリケーションで、不安定な検出

解決機器の劣化や
温度上昇を抑制し、
トラブル発生を低減しましょう。

対象 トラブル 事例解決策
熱電対(補償導線) (1)熱電対(補償導線)断線 可動部などに使用されると、電線の屈曲劣化が加速し、断線する。 一般の熱電対や補償導線より、10倍以上の屈曲性能がある製品を利用しましょう。
  • 熱電対(包装機用)
    当社E52-□ S2(耐屈曲、耐熱タイプ)
  • 補償導線
    当社WCAG-40(シリコン被服、高屈曲性能)

商品情報

SSR (2)SSR短絡
SSRは、機器自体も発熱するため、複数のSSRを密着して設置する場合、互いの温度上昇により劣化を加速させ、動作しなくなる。
一般的なSSRは、定格25Aで定格通り使用できるのは、周囲温度40℃以下で機器間隔をあけて設置する場合に限られます。当社G3PJシリーズは、定格25Aのままで3台密着設置可能です。

商品情報

ヒータ (3)ヒータ断線
急激な温度上昇を繰り返すことで膨張/収縮による劣化が加速し、断線する。
当社温度調節器(E5□C、E5□D、E5□N-H)に搭載しているSPランプ機能(ヒータ温度を急激に上昇させずに、ゆっくりと温度を上昇させる機能)を使って、急激な膨張を抑えましょう。

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