電気主任技術者 基盤制御

どこの現場でもスターデルタ起動方式の空調機やポンプなどはたくさん
あるので電気主任技術者までそれがわからないは通りません!

事前にシーケンスを勉強していたのにイザ現場をみたら最近は基板制御
になっているケースが多いのです。
今日はこの基盤制御の場合について記事にしました。
空調機の自動制御などは業者とメンテ契約してますが機械の起動回路
である動力盤まではされてないので私が対応する必要があるのです。
通常こうした動力盤や電灯盤は業者メンテされてなく現場の電気主任が
対応する必要があるので故障する前に現場での研究が必要です。

昔ならリレー、タイマーの組合せでしてた動作を電子制御で等価な動作を
させている
、俗に言うBLACKBOXと言われる物ですね。
(こういう基盤は父の話では10年はまったく故障しないけどそれを経過する
と少しづつ不調になってくるから今まで何もないからと同じ様に構えていると
痛い思いをすると指導を受けました。)
基板故障で動作しなくなった場合はこの基板を事前に在庫として購入して
おいて交換すれば良いのですが交換は容易でもその後に表のパネルを
切り替えて3E動作をさせるたの設定を登録しないと基板は正常に機能しません。
私がいない時に基板で起動できない機械を設備の仲間でも緊急動作させる
ための方法を検討してみました。
(基板で操作できない場合は中央監視の遠隔起動もできません)

様はメインマグネットとスターマグネットを投入させ15秒後に1秒の間を
置いてスターマグネットを切りデルタ回路を投入すればいいのです。
実際の基板の線との対応はこうなっています。
まず図面を見ると11番の線からメインマグネットに、12番の線からスター
マグネットに、13番の線からデルタマグネットに電圧をかけて投入させて
いるのがわかります。7Xは電源の片側でマグネットへ最終的に電源を
配給します。マグネットのもう片側の電源7Yは基板の手前で共通接続
されてるので今回の操作では触る必要はありません!

配線コネクターを抜くのでまず制御電源を切り基板を停止させます。
基板の線を抜く時は必ず制御電源を切り回路をOFFにさせるのは
覚えておいてくださいね。
22000Vの回路でも12Vの回路でも★電流が流れてる回路を生で線を
抜く行為は電気屋としてはしてはいけないのです★
たとえば逆起電力が発生した場合にこういう基盤は中央監視の回路
と接続されてるから思わない故障を誘発するかもしれません。
そういう事で失敗をすると社内で信用を失うから注意されてください。
(余談ですがこういうのはメガは禁止で絶縁を見るならI0で点検。
通常は0mAで漏電はないはずです。メガなんかしたら基盤壊すよ)

次に上の基板に接続してる配線コネクターを抜きます。
固着して取れないなら少し揺すりながらすると脱着できるはず!
ラジオペンチとかでつまんで引っ張ると割れて壊れる事があるから
気をつけてくださいね。

抜いたら3個のSWでこう接続を行います。(ここではMCBで仮に代用)
MCBにおいて①を投入、②を投入でモーターがスター起動を開始したら
既存回路の時間に合わせてそのままで運転させて、仮にそれが15秒
ならば15秒経過したら②を切り1秒後に③を投入すればデルタ運転と
なり起動を完了できます。
つまり回路が自動でしていた事を手動で行うという事です。

スターマグネットとデルタマグネットは同時投入されると短絡するので
互いのb接点を各コイル電源に挿入しています。
そのためモーターをスターからデルタに変更する時に②を切る前に③
を投入しても切り替りません。
ただ②を切って③を入れる時間に間が空き過ぎるとデルタに切り替った
時に電流が増えてしまいMCBがトリップする可能性があるので1秒と
あえて設定したのです。

ただこれでは配線を切り接続する作業が発生するので誰でも可とは
ならないのもう一工夫が必要と判断しました。
まず既存回路で故障して使用不能な基板の基板側の雌コネクターを
ハンダをニッパで切断して基板から撤去します。
ここで11.12.13.7X以外の配線と接続される雌コネクタの端子を
を切断してからここに上のMCBからの配線を接続します。
これなら基板に接続された雄コネクターを外して改造雌コネクターに
接続すれば誰でもこれを使用できるはずです。
ただハンダづけをしないといけないので今回使用した線ではそれが
難しいので適した、より線で配線するのが最適かと思いますが考え方
は理解していただけたと思います。

後で見せますがこれは父が自作したスターデルタの応急起動BOX
の中ですがやはりハンダで接続しています。

これでその機械をとりあえず動かしてもらい私が後から正規の基板
に交換して設定すれば正常状態となります。
とにかく何もできなくてテナントに迷惑をかけたくないので自分
でできる事は電気主任として創意工夫は必要だと思います。
私もお仕事を休むわけだから呼び出しを受けてその間は設備の方に
相応の対応をしてもらわないといけません。
特に重要な設備ではそれが運転できない時の対応策を考えるのも
通常の保守点検をする以上に大切だと思います。
対応策がなければ自作しかありません。

当然こんな基盤内部の動作説明まで現場には提出されていません。
LSIの表面にはメーカー名と型番があり検索するとそれがどんな動作
をするのかわかる、たとえばロジックICとあるならロジックICとは何と?
そんな調子でNETで調べていけばいいのです。
人間わからないと嘆くだけではいつまでも賢くなれはしません!
そこから信号とのやり取りが見えてくると改造や応急対応も想像できる。
BLACKBOXだからとまったく手が出せないわけではありません。
そういう結果、表の入出の意味がこうなってるのがわかりました。

改めて基盤と外部接続のシーケンス図面を見るとよく理解できます。
ただ今回扱うために必要なのは配線番号です。
無理にBLACKBOX中まで開く必要はなかったのですが電気を扱う者
としてせめて自分の現場にある物くらいは知っておきたいのです。

又BlACKBOXを開けて判明したのはこれは切り替える事でいくつかの
起動方式に対応していて直入起動でもスターデルタと同じ基盤を使用
しているのがわかりました。
そうなると直入モーターの基盤故障でモーターが運転しない場合では
マグネットのコイルにMCBから直に200Vかければいいと思っていました。
ただあれはマグネットの奥のため手前の線をすべて外すのが面倒。
ここでなら簡単にそれができるのもわかりました。
通常のスターデルタ回路はこうだけど直入起動では12と13番の線は
なく11番に7Xの電圧をかければ強制起動できます。

直入起動のモーターならBlACKBOXがわからなくても前述したモーター
のコイル電源にMCBの二次側から200V直結で対応できますがスターデルタ
では実際はリレーやタイマーはないので昔流の細工はできないのです。
こういう基盤を在庫として容易しておければそれが一番楽です。
ただこういう専門のパーツは高いのと今まで故障してないから在庫はない
というのがほとんどの現場の状況だと思います。
ただ父が言う様に10年を経過した現場では今後考慮すべき事項です。

基盤制御では逆相や欠相だけではなく過電流のTHR動作も基盤で制御
するため応急起動方式をいつまでも使用するのは安全上に問題が発生します。

短絡に限り電源のMCBで保護はできます。
それに気がついたと思いますが中央監視からの遠隔ON/OFFができないため
現場で誰かが操作を毎日、最低2回はしないといけない運用上の問題も
ありますから最終的には取替が必要となります。
ただ基盤への設定が意外と難しいので購入したら操作方法をよく勉強して
おく必要があります。
★BlACKBOXは物を交換しただけでは動作をしません★
いきなりマニアルを見ながらと言っても電気の理屈がわからない人には
無理な内容で知っていても私も最初すぐにはできませんでした。

業者の場合は専用PCを基盤に接続してそれで設定するので迅速に可能
だけど出張して取付~設定調整までしてもらうと20万円はかかると思う。
(ああいう人は人件費が一人7万円とか+交通費とかあるから工賃だけ
でも10万円以上は取るのです)
その機械1台だけならそれでいいけどあらゆる機械でそれを使用してる
場合はきっとオーナーから今後物を買うから電気主任の方で取付、設定
できないか
という相談があると思います。
私が自分でこういう事をしてるのもそれが理由ですね。

じゃあメンテ契約をすればいいと思うかもしれませんがこうした物がすでに
10年以上経過してこれから故障が頻発する時期からというのは業者に
とってもリスクがあるのと儲からないので現実難しいのです。
メンテ契約は通常その製品を導入した新設時から行うのが普通です。
そうなると現場の電気主任しかする人はいないという結論になります。




これは父が電気主任をしてる会社にあるスターデルタ起動BOXで完全に
自作物です。
これなら誰もがコネクタの接続変更したらスナップSWのONで完全自動で
動作を完了できる応急対応としては完全バージョンです。
後での既存回路修理は父が夜でもゆっくり行えばいいわけです。
昔の人はないからダメではなくてなければ自分で作る、その精神はできる
電気主任を目指すならば見習うべき精神です。
エッチング液を使い基盤のパターンを作りパーツの取付穴を作り...
それは父が工業高校でしてたから可能な技で一般の人では電験三種を
お持ちの人でも難しいでしょう。(知識と技は違います)
無理な物は見せても意味ないからWEBで公開は止めておきます。
ですが他の方法での製作を考えてみました。

これが理解できる人ならどう外部線と接続していいかわかるはず。

父の様に取付用基盤まで作成しなくてもリレー間は煩雑にはなるけど配線
で直にハンダで接続したらいいです。
パーツ固定はリレーの頭のフラットな部分を工業用アクリルテープでケース
カバーに接着すれば中でズレル事は絶対にないです。
念のため底に絶縁シートをひいておけば絶対に短絡もなく完璧でしょう。
仮に上をBOX内部で組むとしたらこういう外部接続が必要ですよね。

父の様にスナップSWでON/OFFさせるならば上回路のONボタンを短絡
させてOFFボタンをスナップSWにしたらいい、つまりONボタンもOFFボタン
も必要ないスナップSWを使用するならば自己保持も必要ないのです。
タイマーa接点がONしたらデルタリレーを動作させるのですがスターリレー
とデルタリレーが同時にONにならない様に互いの補助b接点をコイル電源
の間に挿入するというだけの作りで回路は難しくはないです。
ただ誰でも使えるとなると既存の基盤接続コネクタを利用しないといけない
のでここに相当数ハンダ作業が必要となりインターフェースの処理が一番
手間がかかると思います。(ICのハンダづけではないのでイケると思う)

父は若い頃から職場での改造をいくつかしていてボイラー回路で故障
表示が一括表示でわからないから個別に表示回路を制作して今何が
原因で故障が発生してるかの改造とかしました。
ボイラー性能検査とかそれで通過したそうです。
後給水ユニットで水位警報を一か所で出して点検する回路や出退表示
回路を仲間と自作したり私なんかの何倍も豊富な経験を持ってる人です。
子供の頃から父はよく電子工作のキットを趣味で制作していて工業高校
時代ではクラブでシーケンスを自作してロボットみたいなのも作った事が
あると言っていました。

父にとっての電気はこの電子工作が始まりで家が電気工事店をしていた
(祖父が社長)関係で学生時代から電気の基礎をここでも学んだみたいです。
実は私もこの祖父の会社でバイトをした経験があり電気工事士の資格も
16の時に取得したんです。
もう祖父は会社を廃業しましたが祖父の電気学校で学んだ経験が思うと
私の今の行動精神の基礎かもしれません。

父から昔こんな事をよく言われました。
自分ができない時、世の中の自分以外でもそうなのか考えろ。
そうでないならただお前の能力がないだけだ。

今の私では世の中の他人ならできても自分ではできない事ばかり
で父が言う事は正論です。何でも極めるのは奥が深いですね。

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