Trong hệ thống chế tạo và sản xuất hiện đại, mạch điều khiển công nghiệp được ví như “bộ não” vận hành toàn bộ dây chuyền. Mọi cơ cấu tự động, từ trạm đo lường, thiết bị điều khiển, cơ cấu chấp hành đến các bộ phận đóng cắt… đều phụ thuộc vào mạch điều khiển. Chỉ một linh kiện nhỏ gặp sự cố cũng đủ khiến cả hệ thống ngừng hoạt động, gây tổn thất lớn về thời gian, năng suất và chi phí khắc phục. Vì vậy, việc nắm bắt dấu hiệu hư hỏng của linh kiện mạch điều khiển và phương pháp xử lý đúng kỹ thuật là vô cùng quan trọng.
1. Dấu hiệu ban đầu của lỗi linh kiện mạch điều khiển công nghiệp
1.1. Dấu hiệu vật lý
Đây là các thay đổi có thể quan sát bằng mắt thường, có vai trò rất quan trọng để phát hiện sớm lỗi:
- Đổi màu, cháy sém: Thường gặp ở điện trở, cuộn cảm, đường dẫn. Khi dòng vượt quá giới hạn, linh kiện nóng lên bất thường khiến vỏ biến màu nâu, đen, hoặc xuất hiện vệt cháy.
- Phồng, rò rỉ: Tụ điện hóa rất nhạy với nhiệt độ. Khi áp vượt mức hoặc nhiệt tăng cao, vỏ tụ sẽ phồng, phần đỉnh nhô lên hoặc xuất hiện dung dịch rò từ đáy.
- Mùi khét: Mùi cháy nhựa hoặc hóa chất là dấu hiệu chắc chắn cho thấy linh kiện đã quá nhiệt, thường xảy ra ở điện trở công suất, cuộn biến áp, bộ vi mạch.
- Âm thanh bất thường: Mạch điều khiển bình thường không phát tiếng động. Tiếng kêu lách tách, rít nhẹ, rung… cho thấy cuộn cảm hoặc tụ lọc đang gặp vấn đề.
- Mối hàn nguội: Bề mặt mối hàn xỉn màu, nứt, không bóng. Đây là lỗi phổ biến gây mất dẫn, chập chờn hoặc gián đoạn tín hiệu.
1.2. Dấu hiệu khi lỗi linh kiện mạch điều khiển công nghiệp
Phát hiện khi hệ thống đang vận hành:
- Thiết bị mất nguồn, không khởi động.
- Hệ thống hoạt động không ổn định, tự khởi động lại hoặc chạy sai chế độ.
- Màn hình báo lỗi, đèn chỉ báo nhấp nháy theo mã cảnh báo.
- Mạch nóng bất thường dù mới vận hành trong thời gian ngắn.
2. Các dạng hư hỏng linh kiện mạch điều khiển thường gặp
2.1. Hư tụ điện
Tụ điện, đặc biệt là tụ hóa, là linh kiện dễ hư hỏng nhất.
Nguyên nhân chính:
- Nhiệt độ cao kéo dài làm hơi dung môi bay hơi.
- Điện áp đột biến làm phá vỡ lớp cách điện.
- Thời gian sử dụng lâu khiến giá trị dung giảm, điện trở nội tăng.
Biểu hiện: phồng, rò dịch, đo dung sai lệch lớn.
Khắc phục: thay tụ mới đúng trị số, đúng điện áp chịu tải, nên ưu tiên tụ có cấp nhiệt cao hơn để tăng độ bền.
2.2. Hư bộ vi mạch tích hợp
Đây là bộ phận điều khiển xử lý trung tâm của mạch.
Nguyên nhân:
- Quá nhiệt do tản nhiệt kém.
- Điện áp hoặc dòng vượt mức.
- Tích điện tĩnh gây đánh thủng.
- Sai sót chế tạo linh kiện.
Dấu hiệu: mạch không hoạt động, bộ vi mạch nóng ngay khi cấp điện, cháy chân hoặc mất một phần chức năng.
Khắc phục: cần thiết bị gia nhiệt chuyên dụng để tháo – lắp; kiểm tra các linh kiện xung quanh tránh gây hỏng lại.
2.3. Hư điện trở
Dù bền, điện trở vẫn có thể cháy nếu dòng qua vượt công suất thiết kế.
Biểu hiện: cháy đen, nứt vỡ.
Khắc phục: thay đúng giá trị trở và đúng công suất; kiểm tra nguyên nhân gây quá dòng trước khi thay.
2.4. Hư linh kiện chỉnh lưu – đóng cắt
Điốt, linh kiện khuếch dòng, linh kiện chặn được sử dụng trong mạch nguồn và mạch điều khiển.
Biểu hiện: dẫn hai chiều hoặc không dẫn; gây chập, mất nguồn.
Khắc phục: đo kiểm và thay đúng chủng loại, chú ý chiều lắp đặt.
2.5. Mối hàn nguội
Khó phát hiện, nhưng gây lỗi ngắt quãng.
Khắc phục: làm sạch, hàn lại bằng nhiệt độ chuẩn, dùng dung dịch trợ hàn để bề mặt bám tốt hơn.
3. Quy trình chuẩn đoán và sửa chữa mạch điều khiển
- Quan sát tổng thể bằng kính lúp hoặc kính chuyên dụng.
- Đo kiểm đường cấp nguồn, điện áp từng nhánh.
- Đo liên tục phát hiện đứt mạch, nứt đường dẫn.
- Đo trị số linh kiện để so sánh với trị số thiết kế.
- Phân tích tín hiệu bằng thiết bị chuyên dụng khi gặp lỗi phức tạp.
- Thay thế linh kiện đúng kỹ thuật, đúng trị số.
- Kiểm tra lại toàn bộ, chạy thử có tải để đảm bảo ổn định.
4. Biện pháp phòng ngừa lỗi mạch điều khiển
- Vệ sinh định kỳ bằng khí nén, dung dịch làm sạch dành cho bảng mạch.
- Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong tủ điện.
- Giảm rung chấn, lắp đặt trong vỏ bảo vệ đủ tiêu chuẩn.
- Tăng cường tản nhiệt bằng quạt gió, lá tản nhiệt, chất dẫn nhiệt.
- Sử dụng nguồn cấp ổn định có chống quá áp, lọc nhiễu.
- Dùng thiết bị lưu điện cho hệ thống quan trọng.
Việc nắm rõ các lỗi thường gặp trên mạch điều khiển công nghiệp giúp kỹ thuật viên chủ động khắc phục, giảm thiểu thời gian dừng máy và bảo đảm an toàn vận hành. Phát hiện sớm – xử lý đúng cách – bảo dưỡng định kỳ là chìa khóa kéo dài tuổi thọ linh kiện và duy trì sản xuất ổn định. Liên hệ NiviTech chúng tôi để được hỗ trợ và giải đáp thắc mắc.
