ממסר פיקוד הוא רכיב מרכזי במערכות בקרה חשמליות, אך לא כל ממסר פיקוד נועד גם לזהות חריגות ולהגן על הציוד. כאשר המטרה היא לנטר זרם, מתח, סדר פאזות או תנאי הפעלה אחרים, יש לבחור ממסר ניטור או הגנה שמתאים במדויק למשימה.
בחירה לא נכונה עלולה לגרום להפעלות שווא, להיעדר תגובה בזמן תקלה או לחוסר התאמה למתחי העבודה ולרכיבים האחרים בלוח. לכן לא מספיק לבחור ממסר לפי מחיר, מידות או שם היצרן. צריך לבדוק את פונקציית הניטור, טווח המדידה, זמני התגובה, סוג היציאה ואופן השילוב במערכת.
להלן שישה דברים שחשוב לבדוק לפני הרכישה.
1. מה בעצם ההבדל בין סוגי ממסרי ההגנה
השלב הראשון הוא להגדיר מה בדיוק הממסר אמור לעשות. ממסר פיקוד רגיל משמש להפעלה ולמיתוג של אותות במעגל הבקרה, ואילו ממסר ניטור או הגנה בודק פרמטר חשמלי מסוים ומגיב כאשר הערך שנמדד חורג מהטווח שהוגדר.
ממסר ניטור זרם יכול לזהות זרם גבוה או נמוך מהערך הרצוי. ממסר ניטור מתח מיועד לזהות מתח יתר, מתח חסר או שילוב של שניהם. במערכות תלת־פאזיות קיימים גם ממסרים שמנטרים חוסר פאזה, סדר פאזות שגוי, חוסר איזון בין הפאזות ולעיתים גם חריגות תדר.
חשוב להבין שמגעי היציאה של הממסר אינם בהכרח מנתקים את העומס ישירות. במערכות רבות הם מעבירים פקודה למגען, לכניסת PLC, למערכת התרעה או לרכיב ניתוק אחר. לכן הבחירה צריכה להתבסס גם על מבנה מעגל הפיקוד ולא רק על סוג החריגה שרוצים לזהות.
לפני בחירת הדגם כדאי להגדיר:
- איזה פרמטר צריך לנטר.
- האם המערכת חד־פאזית או תלת־פאזית.
- האם נדרש זיהוי של חריגה כלפי מעלה, כלפי מטה או בשני הכיוונים.
- מה אמור לקרות לאחר זיהוי החריגה.
- האם החזרה לפעולה תהיה אוטומטית או ידנית.
הגדרה ברורה של התרחיש התפעולי מצמצמת את הסיכון לבחירת ממסר שמספק רק חלק מהפונקציות הנדרשות.
2. טווח המדידה חייב להתאים לעומס בפועל
טווח המדידה הוא אחד הנתונים המרכזיים במפרט, אך הוא אינו הנתון החשמלי היחיד שצריך לבדוק. יש להבחין בין טווח המדידה של הממסר, מתח ההזנה שלו ודירוג מגעי היציאה.
קיימים ממסרים שמודדים ישירות זרמים נמוכים, לצד דגמים המיועדים למדידת זרמים גבוהים באמצעות שנאי זרם או חיישן חיצוני. בחירה בדגם שמחייב שנאי זרם בלי להביא זאת בחשבון עלולה לגרום לחוסר התאמה כבר בשלב ההתקנה.
גם בחירה בטווח רחב ככל האפשר אינה בהכרח נכונה. רצוי שהערך הרגיל של המערכת יהיה בתוך תחום המדידה השימושי של הממסר ולא סמוך מדי לקצה הטווח. כך ניתן להגדיר את סף ההפעלה בצורה מדויקת יותר ולהשאיר מרווח מתאים לשינויים תקינים בעומס.
בנוסף, צריך לבדוק:
- את דיוק המדידה ואת סטיית הסף המותרת.
- את ההיסטרזיס, כלומר הפער בין נקודת ההפעלה לנקודת החזרה למצב תקין.
- האם נדרש חיישן או שנאי זרם חיצוני.
- את דירוג המגעים ואת סוג העומס שהם מפעילים.
- את התאמת הממסר לזרם ישר, לזרם חילופין או לשניהם.
דירוג מגעים שמצוין באמפרים אינו מספר את כל התמונה. מגע שמפעיל סליל של מגען מתמודד עם עומס שונה ממגע שמפעיל עומס התנגדותי. לכן חשוב לבדוק את נתוני היצרן ביחס לסוג העומס בפועל.
3. מהירות התגובה משפיעה על רמת ההגנה
זמן תגובה קצר אינו תמיד סימן לממסר טוב יותר. במערכות מסוימות נדרשת תגובה מהירה כדי למנוע נזק לציוד רגיש, אך במערכות אחרות תגובה מהירה מדי עלולה לגרום להפעלות שווא.
מנועים, שנאים וציוד תעשייתי עשויים לייצר זרמי התנעה או שינויים רגעיים במהלך הפעלה תקינה. אם הממסר מגיב לכל שינוי קצר, המערכת עלולה להיעצר גם כשאין תקלה אמיתית. במקרים כאלה נדרשת השהיה שמאפשרת למערכת להתייצב לפני שהממסר משנה את מצב היציאה.
בעת בדיקת המפרט חשוב להבחין בין כמה נתונים:
- זמן הזיהוי של החריגה.
- זמן ההשהיה לפני הפעלת היציאה.
- זמן החזרה למצב רגיל לאחר שהערך מתייצב.
- השהיית הפעלה ראשונית לאחר חיבור המתח.
ההגדרה צריכה להתבסס על התנהגות המערכת בשגרה ועל סוג הנזק שמבקשים למנוע. במערכת רגישה ייתכן שיידרש זמן קצר, ואילו בתהליך הכולל התנעות ושינויי עומס צפויים יהיה צורך בהשהיה מתאימה.
4. אפשרויות כיוון וגמישות תפעולית
אפשרויות הכיוון משתנות בין דגם לדגם. בחלק מהממסרים ניתן להגדיר את סף ההפעלה ואת זמן ההשהיה באמצעות חוגות, ובדגמים אחרים ההגדרה נעשית באמצעות מתגים, תפריט דיגיטלי או תוכנה. קיימים גם ממסרים שבהם חלק מהערכים קבועים מראש.
מערכת פשוטה שפועלת בתנאים קבועים אינה מחייבת בהכרח אפשרויות תכנות רבות. לעומת זאת, במערכת שבה העומסים משתנים או שקיימים כמה מצבי עבודה, טווח כיוון רחב יותר עשוי למנוע את הצורך בהחלפת הממסר בהמשך.
מעבר לסף ההפעלה, כדאי לבדוק אם ניתן להגדיר:
- השהיה לפני הפעלה או ניתוק.
- היסטרזיס או טווח חזרה.
- איפוס אוטומטי או ידני.
- שמירת מצב תקלה עד להתערבות מפעיל.
- לוגיקת פעולה רגילה או Fail-safe.
- חסימת תגובה בזמן התנעת המערכת.
במערכות קריטיות חשוב גם למנוע שינוי מקרי של ההגדרות. אם הערכים נקבעים באמצעות חוגות נגישות, כדאי לבדוק אם ניתן לכסות או לנעול אותן. לאחר ההתקנה מומלץ לתעד את ערכי הסף וההשהיה שנקבעו, כדי להקל על תחזוקה ואיתור תקלות בעתיד.
5. מתח העבודה ואופן ההתקנה
לפני ההזמנה צריך לבדוק שלושה נתונים נפרדים: מתח ההזנה של הממסר, טווח האות שהוא מודד ודירוג מגעי היציאה. בממסרים מסוימים מתח ההזנה והמתח הנמדד זהים, בעוד שבאחרים מדובר במעגלים נפרדים לחלוטין.
יש לוודא התאמה לזרם ישר או חילופין, לתדר הרשת, למספר הפאזות ולמתח הקיים בלוח. במערכת תלת־פאזית צריך לבדוק גם אם הממסר מתאים לחיבור עם מוליך אפס או בלעדיו, ומהן תצורות החיבור הנתמכות.
מבחינת היציאה, חשוב לבדוק אם קיימים מגע פתוח, מגע סגור או מגע מחליף, ומהו דירוג המגעים ביחס לרכיב שאותו הם אמורים להפעיל. כאשר היציאה מחוברת לסליל מגען, לכניסת בקר או למערכת התרעה, לכל יישום עשויות להיות דרישות שונות.
גם המבנה הפיזי משפיע על ההתאמה:
- התקנה על פס DIN או באמצעות תושבת.
- רוחב הרכיב והמקום הפנוי בלוח.
- סוג המסופים ושיטת החיווט.
- טווח טמפרטורת העבודה.
- התאמה לרעידות, ללחות ולתנאי הסביבה.
- נגישות לחוגות, לחיוויים ולמסופי הבדיקה.
כדאי להביא בחשבון גם את זמינות הדגם וחלקי החילוף. שימוש בסדרה נפוצה יכול להקל על תחזוקה ועל החלפה עתידית בלי לבצע שינויים משמעותיים בחיווט או במבנה הלוח. חברות המתמחות בציוד פיקוח ובקרה, כמו GALOZ, מציעות מגוון דגמים המכסים טווחי מתח וזרם שונים עבור יישומים תעשייתיים ומסחריים.
6. התאמת הממסר לתקן וללוח החשמל
לוחות חשמל בישראל חייבים להתאים לחלק הרלוונטי בסדרת ת"י 61439 של מכון התקנים הישראלי. חשוב לדייק: סדרה זו מתייחסת ללוח החשמל כמכלול ואינה משמשת במקום תקני המוצר החלים על הממסר עצמו.
לכן לא מספיק לבדוק אם הממסר מתאים מבחינת מידות ומתח. צריך לוודא שהוא עומד בתקן המוצר הרלוונטי ושניתן לשלב אותו בלוח בלי לפגוע בהתאמת המכלול לדרישות החלות עליו.
בין היתר, יש להביא בחשבון את תנאי הסביבה, הבידוד, פיזור החום, החיווט, מרווחי ההתקנה וההתאמה של יתר הרכיבים בלוח. האחריות על התאמת הלוח אינה עוברת ליצרן הממסר רק משום שהרכיב נושא אישורים או הצהרות תאימות.
מכון התקנים מבהיר כי תכנון הלוח צריך להתבצע בידי חשמלאי בעל רישיון מתאים, וכי ההתקנה והתחזוקה יבוצעו בידי חשמלאי או בפיקוחו. לכן בחירת הממסר צריכה להיות חלק מהתכנון הכולל של הלוח ולא החלטת רכישה נפרדת שמתקבלת רק לפי נתוני הקטלוג.
רשימת בדיקה קצרה לפני הזמנת הממסר
| מה לבדוק | השאלה שצריך לענות עליה |
|---|---|
| פונקציית הניטור | איזה פרמטר הממסר צריך למדוד ומה נחשב לחריגה? |
| טווח המדידה | האם הטווח מתאים לערכי העבודה הרגילים ולספי ההפעלה? |
| מתח ההזנה | האם הממסר מתאים למתח, לתדר ולסוג הזרם בלוח? |
| מגעי היציאה | איזה רכיב יופעל ומהו דירוג המגעים הנדרש? |
| זמן התגובה | האם נדרשת תגובה מהירה או השהיה למניעת הפעלות שווא? |
| אפשרויות הכיוון | האם נדרש איפוס ידני, היסטרזיס או שמירת מצב תקלה? |
| אופן ההתקנה | האם המידות, המסופים ושיטת ההתקנה מתאימים ללוח? |
| תקנים ותיעוד | אילו תקנים חלים על הממסר ועל הלוח כמכלול? |
סיכום
בחירת ממסר פיקוד והגנה אינה מסתכמת בבדיקת מתח העבודה או טווח הזרם. צריך להתחיל מהפונקציה שהמערכת נדרשת לבצע, להבין כיצד הממסר משתלב במעגל הפיקוד ורק לאחר מכן להשוות בין טווחי המדידה, זמני התגובה, אפשרויות הכיוון ודירוגי המגעים.
בדיקה מסודרת של הנתונים האלה מסייעת למנוע הפעלות שווא, חוסר התאמה ותקלות תחזוקה. היא גם מאפשרת לשלב את הממסר בצורה נכונה בלוח החשמל ולשמור על פעולה אמינה ובטוחה לאורך זמן.
הבהרת בטיחות: המידע במאמר מובא לצורכי מידע כללי בלבד ואינו מהווה הנחיה לתכנון, להתקנה או לביצוע עבודות חשמל. בחירת הממסר, שילובו בלוח וחיבורו למערכת צריכים להתבצע בידי בעל מקצוע מוסמך ובהתאם לתכנון, להוראות היצרן ולדרישות הדין והתקנים החלים.
