産業環境では、多数の潜在的な問題が発生する可能性があり、生産時の安全性を確保するには正しい設置方法と配線方法が非常に重要です。今日のケーススタディを通して、工業生産における安全を確保する方法を一緒に考えていきます。
1. 問題の説明
端末顧客は、周波数インバータとの通信に 485 通信モジュール CT-5321 を使用していました。周波数インバータ内の6枚の通信カードが連続して焼損するという事態に遭遇した。インバータカードを6回交換(毎回焼損)した後、6回目でCT-5321通信モジュール自体が焼損しました。
これ以上の顧客損失を防ぐため、ODOT エンジニアが現場を訪問し、トラブルシューティングを支援しました。
2. 現場でのトラブルシューティング
現場のエンジニアによる慎重な観察と分析の結果、次の問題が特定されました。
（1）現場には 14 台の制御キャビネットがあり、それぞれに CT5321 と通信する必要がある 2 台の周波数インバーターと 1 台のエネルギー メーターが含まれています。
（2）周波数インバータのGNDは信号線のシールド層に接続されています。
（3） 周波数インバータの配線を調査したところ、通信グランドとインバータグランドが分離されていなかった。
（4）RS485信号線のシールド線はグランドに接続されていません。
（5）RS485通信終端抵抗が接続されていない。
3. 原因分析
現場の状況の観察と分析に基づいて、エンジニアは次の洞察を提供しました。
（1）損傷したコンポーネントおよびモジュールには、静電気放電 (ESD) やサージに典型的な損傷の兆候は見られませんでした。通常、コンポーネントの焼損を引き起こすことのない ESD またはサージ損傷とは異なり、CT-5321 のコンポーネントの焼損は RS485 ポートの静電気保護デバイスに関連していました。通常、このデバイスの DC 降伏電圧は約 12 V です。したがって、おそらく 24V 電源の導入により、RS485 バスの電圧が 12V を超えたと推定されました。
（2）RS-485 バスには複数の高出力デバイスとエネルギー メーターがありました。適切な絶縁と接地が行われていない場合、これらのデバイスは重大な電位差を引き起こす可能性があります。この電位差とエネルギーが大きい場合、RS485 信号線上にループが形成され、このループに沿ったデバイスの破壊につながる可能性があります。
4. 解決策
こうした現場の問題に対して、ODOT エンジニアは次の解決策を提案しました。
（1）信号シールド層をインバータGNDから切り離し、別途信号グランドに接続してください。
（2） インバータ機器の接地と信号接地を分離し、確実に接地してください。
（3） RS485通信用の終端抵抗を追加します。
（4）RS-485 バス上のデバイスに RS-485 絶縁バリアを取り付けます。
5. 整流図
上記の是正措置を実施することで、同様の問題の再発を効果的に防止し、顧客の利益と安全を確保することができます。
同時に、ODOTは顧客に対し、通信システムの設計と保守においても同様の問題に注意を払い、機器の保守と管理を強化し、システムの安定性と信頼性を確保するよう注意を喚起します。
投稿日時: 2024 年 2 月 1 日
