NI-SWITCH Health Center

Figura 1. El NI-SWITCH Health Center muestra una prueba de relé completada y el informe HTML resultante.

Los módulos de conmutación se prueban enviando una señal a través de una combinación de rutas en cada tarjeta para verificar el estado de cada relé. Cuando la prueba ha terminado, se determina que cada relé es funcional, está atascado abierto, atascado cerrado o no verificado debido a fallas en la placa que impiden que el relé sea probado. Después de completar las pruebas funcionales, ciertos módulos de conmutación se someten a pruebas adicionales en las que se evalúa la variación de resistencia de cada relé, y se emite una advertencia en caso de que algún relé presente un cambio significativo en su resistencia. Los resultados de las pruebas se superponen en un diagrama de tarjeta de relé y se enumeran en una tabla en la ubicación de la topología del software, de modo que pueda localizar físicamente los relés que necesitan sustitución e identificar las rutas que pueden verse afectadas.

Figura 2. La prueba de relé integrada proporciona tanto la ubicación física como la ubicación en la topología del software para los relés que fallan.

Para evitar que las señales utilizadas en la prueba de relé se conecten involuntariamente a circuitos externos, el NI-SWITCH Health Center requiere que cualquier cable o interfaz de prueba intercambiable (ITA) se desconecte del módulo de NI-SWITCH. Para NI SwitchBlock, los circuitos de interbloqueo de seguridad evitan que la prueba del relé se ejecute hasta que se hayan desconectado todas las conexiones externas. Este mismo circuito también se utiliza para desconectar las tarjetas de relés del bus analógico cuando los conectores frontales están expuestos, lo que garantiza que las tarjetas de relés sean seguras al tacto. 

Figura 3. El NI-SWITCH Health Center es un punto de acceso único para el recuento de ciclos de relés y las pruebas de relés integradas.

Al final de cada prueba de relé, se le da la opción de generar un informe que documente el estado de todos los relés en cada tarjeta de relé junto con sus recuentos de ciclos. El informe se crea en HTML e incluye enlaces que lo llevan a la página web del modelo para cada tarjeta de relé en su sistema. También se incluyen diagramas de hardware para cada tarjeta de relé para identificar la ubicación física de los relés que necesitan sustitución.

Figura 4. Genere y almacene informes HTML para realizar un seguimiento del estado del relé a lo largo del tiempo.

La mayoría de los módulos de NI-SWITCH ofrecen opciones de sustitución en campo para relés que han llegado al final de su vida útil, que presentan cortocircuitos o que han quedado bloqueados en estado abierto. La Ayuda de NI-SWITCH incluye un tema titulado "Sustitución de relé" para cada tarjeta de relé con información del fabricante del relé, así como instrucciones sobre cómo sustituir un relé. Después de completar el procedimiento de sustitución, puede consultar el tema Restablecimiento de un recuento de relés para realizar un seguimiento de la vida útil del nuevo relé. 

Por ejemplo, puede encontrar instrucciones detalladas para sustituir los relés en el NI 2810, junto con el fabricante del relé y la información del número de pieza, en el archivo de ayuda de NI-SWITCH, como se ve en la Figura 5.

Figura 5. La ayuda de NI-SWITCH incluye una sección sobre sustitución de relés para cada módulo de NI-SWITCH.

Los kits de sustitución de relés para módulos de NI-SWITCH suelen contener 10 relés.

Nota: Si un relé muy usado necesita ser sustituido mientras la unidad aún está en garantía, seguir las instrucciones en el documento de ayuda y sustituir correctamente el relé usted mismo no afecta la garantía. 

Si la mayoría de los relés de una de las tarjetas de relé necesitan ser sustituidos al mismo tiempo o si una de las placas está dañada, puede ponerse en contacto con el soporte en ni.com y organizar el envío de toda la tarjeta de relé de vuelta a NI para su sustitución. Esto a menudo puede ser más barato que comprar un módulo nuevo.

Debido a que los relés mecánicos tienen una vida útil finita, es importante mantener un recuento preciso de los ciclos de relé para garantizar la fiabilidad del sistema de prueba. Los módulos de NI-SWITCH ofrecen seguimiento del recuento de relés integrado, que puede ver en el NI-SWITCH Health Center, en el panel frontal de software de NI-SWITCH, o a través del controlador de NI-SWITCH. Los recuentos de relés se almacenan en el hardware de NI-SWITCH, lo que facilita el monitoreo del accionamiento del relé si el hardware se mueve entre sistemas. Con esta información, puede realizar un mantenimiento preventivo de los relés, detectar código de conmutación ineficiente y, en algunas aplicaciones, prolongar la vida útil de su tarjeta de relé equilibrando la utilización de relés en toda la tarjeta.

Figura 6. El NI-SWITCH Health Center muestra los recuentos de ciclos de relé para una confiabilidad a largo plazo.

Al seleccionar un relé para una aplicación, una característica importante a tener en cuenta es su esperanza de vida, que generalmente se especifica en los ciclos de relé. Un ciclo se define como la acción de abrir y cerrar el relé. La mayoría de los productos de conmutación proporcionan una vida útil esperada tanto mecánica como eléctrica.

La vida útil mecánica es el número típico de ciclos que un relé puede soportar en condiciones de conmutación en seco (conmutado sin carga eléctrica) y se basa en la fatiga del metal dentro de la armadura de flexión o interruptor de láminas. Este número tiende a estar varios órdenes de magnitud por encima de la vida útil eléctrica y rara vez se alcanza en los sistemas de conmutación. 

La conmutación de señales eléctricas activas, especialmente señales de alta potencia, provoca arcos a través de los contactos del relé. Este arco produce picaduras en la superficie de contacto y acelera el desgaste de los contactos. La especificación de vida eléctrica es el número de ciclos de conmutación, bajo carga, antes de que la resistencia de contacto se eleve por encima de un cierto valor, o, en el caso de los relés reed, de que los contactos del interruptor reed queden soldados entre sí. Esta especificación de vida útil eléctrica se utiliza a menudo como límite de ciclo para un relé determinado; sin embargo, no se puede utilizar como indicador anticipado de fallo del relé a menos que la carga que se conmuta en su sistema de prueba coincida con la carga que se utilizó para determinar la especificación del relé.

Puede utilizar el seguimiento del recuento de relés para determinar una esperanza de vida más precisa para cada uno de sus relés y sus respectivas cargas. Además, si se supervisa, el seguimiento se puede utilizar para anticipar fallos de relé con el tiempo. Puede leer esta información desde el hardware en cualquier momento utilizando el controlador NI-SWITCH e integrarla en su código de prueba para suministrar advertencias al operador si los relés exceden su esperanza de vida eléctrica.

Con el tiempo, puede notar grandes discrepancias entre los recuentos de relés causadas por un código de conmutación ineficiente. Por ejemplo, si conecta una señal de una columna en la tarjeta de relé 1 a una columna en la tarjeta de relé 2 usando el bus analógico 0, debe cerrar los relés de cada columna a la primera fila de cada tarjeta y luego cerrar los relés del bus analógico de cada tarjeta para conectarse al bus analógico 0 (consulte la ruta roja en la Figura 4). Si luego desea conectarse desde la misma columna en la tarjeta de relé 1 a una columna diferente en la tarjeta de relé 2, la forma más eficiente de realizar la conexión es simplemente cambiar el relé de fila a columna en la tarjeta de relé B y dejar cerrados los tres relés restantes (consulte la ruta verde en la Figura 4). Sin embargo, si su software desconecta los cuatro relés antes de conectar la segunda ruta, entonces tres de los cuatro relés se ciclan innecesariamente.

Figura 7. Tres de los cuatro relés son compartidos tanto para la ruta roja como para la ruta verde. Mantener estos relés cerrados al cambiar de rojo a verde minimiza los ciclos de relé.

Para optimizar su código de conmutación, la NI Switch Executive API incluye el Connect and Disconnect VI, que examina ambas rutas y deja cerrados los relés comunes a ambas rutas para minimizar el accionamiento de los relés. Alternativamente, puede resolver algunos de estos problemas cerrando los relés sobreutilizados durante la prueba utilizando el Multiconnect Mode.

Cuando las señales diferenciales se enrutan a través de matrices de 1 hilo, casi la mitad de los relés se dejan sin usar, como se muestra en la Figura 5. Puede verificar este tipo de utilización de relés a través del seguimiento del recuento de relés y equilibrarlo con cambios en el software y cambios menores en el cableado para la conmutación que utiliza el enrutamiento de señal de fila-columna.

Figura 8. La conmutación de señales diferenciales a menudo resulta en relés no utilizados. Intercambiar el HI y el LO del DMM y hacer algunos pequeños cambios en el software equilibra la utilización de relés.

Figura 9. En los sistemas que utilizan el enrutamiento de señales de columna a columna, puede equilibrar la utilización de relés para señales diferenciales sin cambiar el cableado externo.

Debido a que la temperatura puede afectar los niveles de resistencia y las lecturas de datos, el monitoreo de la temperatura del módulo permite a los usuarios comprender mejor y tener en cuenta sus condiciones de prueba. Algunos módulos de NI PXI-SWITCH tienen sensores de temperatura integrados que informan lecturas de temperatura, que puede ver en el NI-SWITCH Health Center, en el panel frontal de software de NI-SWITCH, o a través del controlador de NI-SWITCH.

Figura 10. El controlador NI-SWITCH proporciona acceso a la temperatura de la placa a través del nodo de propiedad niSwitch

Algunos módulos de conmutación NI PXI incluyen pruebas de relé resistivo integradas, una característica adicional del NI-SWITCH Health Center, que es capaz de verificar cambios en las resistencias de los relés. Grandes cambios en la resistencia de contacto a lo largo del tiempo pueden indicar que un relé se está acercando, o ha llegado, al final de su vida útil. El NI-SWITCH Health Center realiza pruebas para detectar cambios en la resistencia mediante la prueba de resistencia de relé integrada. Cuando realiza una prueba de relé con el NI-SWITCH Health Center, puede ver el cambio de resistencia en relés individuales para determinar si un relé se acerca al final de su vida útil. Para cada relé, se toman e informan múltiples mediciones de resistencia, incluido el cambio de resistencia mínimo, máximo y promedio. La prueba de resistencia de relé integrada informa del cambio en la resistencia en relación con una resistencia de referencia medida en el momento de la fabricación del dispositivo. Un gran cambio en la resistencia con respecto a la línea de base indica que pronto será necesario sustituir el relé. 

Figura 11. El NI-SWITCH Health Center muestra la temperatura de la placa y los cambios en la resistencia del relé.

• Aprenda a conectarse al NI SwitchBlock 
• Configure un NI SwitchBlock para su aplicación
• Más información sobre NI Switch Executive