Jak zautomatyzować testy rezystancji izolacji? Integracja mierników Sonel MIC-RS w systemach produkcyjnych

Wymóg wdrożenia powtarzalnych i zautomatyzowanych testów rezystancji izolacji bezpośrednio na liniach produkcyjnych wymusił stworzenie i rozwój dedykowanych urządzeń pomiarowych. Mierniki serii Sonel MIC-RS stanowią odpowiedź na to zapotrzebowanie, łącząc funkcjonalność pomiarową z konstrukcją typową dla komponentów automatyki: montaż na szynie DIN (za pomocą zewnętrznych adapterów), separowane zasilanie 24 V DC oraz pełna zgodność z normami przemysłowymi (m.in. EN IEC 61557, EN 61010, EMC dla środowiska przemysłowego).

Kluczowe parametry pomiarowe i tryby pracy

Z punktu widzenia specyfikacji technicznej, urządzenia serii MIC-RS oferują wymaganą przez normy elastyczność napięć probierczych:

Sonel MIC-RS: do 1 kV,
Sonel MIC-RS2: do 2,5 kV,
Sonel MIC-RS3: do 5 kV.

Ponadto przyrządy umożliwiają skokową regulację napięcia, zapewniając jednocześnie nominalne prądy pomiarowe ISC ≤ 2 mA, zgodne ze standardem EN IEC 61557-2. Dostępne tryby pracy (pomiar rezystancji izolacji R_ISO, pomiar napięciem narastającym płynnie RampTest) oraz pomiar pojemności po teście R_ISO (tylko MIC-RS) pozwalają na adaptację procedury badania do specyfiki badanego obiektu.

Zdjęcie 1. Mierniki rezystancji izolacji z serii Sonel MIC-RS

Specyfika implementacji w systemach PLC/SCADA (Modbus RTU)

Dla inżyniera automatyka najważniejszy jest interfejs komunikacyjny. Urządzenia prowadzą komunikację w trybie Modbus RTU, a integracja sprowadza się do obsługi mapy rejestrów. Taka struktura upraszcza implementację bloków funkcyjnych (FB) na sterownikach PLC (np. Siemens S7, Rockwell) i umożliwia bezpośrednie mapowanie zmiennych (tagów) do systemów SCADA/HMI.

Logika sterowania i bezpieczeństwo maszyny

Mierniki operują wyłącznie jako urządzenia podrzędne (slave), a wszelkie akcje (inicjacja testu, zmiana parametrów) są wywoływane przez system nadrzędny (master). Wbudowane flagi statusu (dla MIC-RS2 i MIC-RS3: hv – wysokie napięcie, noise – zakłócenia, limit – przekroczenie limitu, udet – wykrycie napięcia, ready – gotowość) są fundamentalne dla budowy logiki 'interlock' w sterowniku PLC. Umożliwiają natychmiastowe przerwanie procesu (np. odłączenie napięcia) w przypadku detekcji przebicia izolacji (breakdown), przekroczenia dopuszczalnego prądu upływu lub wykrycia napięcia na obiekcie. Kluczowe są również funkcje automatycznego rozładowania obiektu po teście oraz zabezpieczenie wejść pomiarowych przed podaniem napięcia zewnętrznego, co chroni zarówno stanowisko, jak i personel.

Docelowe obszary aplikacyjne

Mierniki zaprojektowano do integracji w liniach testujących komponenty elektryczne i na stanowiskach kontroli jakości (EoL – koniec linii produkcyjnej). Przykładem takich lokalizacji są:

producenci rozdzielnic i szaf sterowniczych (testy obwodów, izolacji szynoprzewodów),
branża AGD i elektroniki (moduły mocy, zasilacze, sekcje wysokiego napięcia),
przetwórstwo tworzyw (walidacja izolacji grzałek, wiązek przewodów zasilających i sterowniczych),
tabor szynowy i automotive (komponenty, okablowanie).

Wdrożenia – np. w systemach e²Tango (testy rozdzielnic średniego napięcia) czy u producentów komponentów izolacyjnych – potwierdzają adaptowalność urządzeń zarówno do testów końcowych, jak i kontroli międzyoperacyjnej.

Zdjęcie 2. Sonel MIC-RS2 jako element procesu produkcyjnego w zakładzie przemysłowym

Wsparcie dla procesów projektowych (CAD/CAE)

Mierniki serii Sonel MIC-RS są elastyczne w adaptacji protokołów komunikacyjnych, co ułatwia integrację w zakładach posiadających niestandardowe standardy sieciowe. Szczegółowe informacje i indywidualne dopasowania protokołów komunikacyjnych można uzyskać, kontaktując się z producentem.
W przyszłości warto rozważyć wprowadzenie mierników do bibliotek wspierających projektantów. Gotowe makra i symbole do systemów takich jak EPLAN, SEE Electrical, AutoCAD Electrical czy IGE+XAO znacząco skróciłyby czas projektowania szaf i generowania list BOM, eliminując konieczność ręcznego tworzenia definicji bloku pomiarowego w schematach.

Wnioski techniczne dla inżyniera-integratora

Z perspektywy integratora systemów automatyki, seria mierników MIC-RS stanowi komponent wykonawczo-pomiarowy dedykowany do testów rezystancji izolacji. Pełna kontrola nad procesem za pomocą protokołu Modbus (w tym odczyt flag stanu i wyników R_ISO/RampTest) oraz przemysłowa konstrukcja (montaż na szynie DIN, zasilanie 24 V DC) skracają czas potrzebny do uruchomienia stanowiska testowego. Wdrożenie tego typu mierników eliminuje zmienność wynikającą z pomiarów ręcznych i zapewnia pełną, deterministyczną rejestrację danych jakościowych dla każdego testowanego wyrobu, w pełni integrowalną z istniejącą infrastrukturą sterowania, taką jak PLC czy SCADA.

Zdjęcie 3. Przykład praktycznego wykorzystania Sonel MIC-RS2 zainstalowanego w przedziale przyłączowym rozdzielnicy SN

Szczegółową specyfikację mierników z serii Sonel MIC-RS można znaleźć na stronach internetowych produktów.

Autor:
Wojciech Siergiej, Sonel S.A.