A YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. megvizsgálja, miért aElektromágneses relétovábbra is gyakori az ipari vezérlőrendszerekben a szilárdtest- és digitális kapcsolási technológiák fejlődése ellenére.
Az ipari vezérlőrendszerek jelentősen megváltoztak a PLC-kkel, érzékelőkkel, változtatható frekvenciájú meghajtókkal, távfelügyelettel és hálózatba kapcsolt vezérlőkkel. Ennek ellenére sok kapcsolószekrény még mindig hagyományos elektromechanikus reléket tartalmaz. Folyamatos használatuk nem egyszerűen a régebbi berendezéstervezés kérdése. Sok alkalmazásban az alapvető relészerkezet továbbra is az elektromos leválasztás, az egyszerű kapcsolás és a rugalmas áramkör-vezérlés praktikus kombinációját biztosítja.
A relé alapvető funkciója nem változott: viszonylag kis vezérlőjel működteti az érintkezőket egy másik áramkörben. Ez az elválasztás akkor hasznos, ha a vezérlő és a szabályozott terhelés eltérő elektromos jellemzőkkel rendelkezik.
Például előfordulhat, hogy a PLC-kimenet nem közvetlenül kapcsolja a motor mágneskapcsolóját, mágnesszelepét, riasztóáramkörét vagy más terhelést. A vezérlő és a terhelés között egy relé ülhet, amely további kapcsolási interfészt biztosít.
Három jellemző különösen fontos:
Ezek a jellemzők akkor is hasznossá teszik a reléket, ha a környező vezérlőrendszer nagymértékben automatizált.
A modern automatizálási berendezések gyakran kombinálják az alacsony feszültségű elektronikus vezérlőáramköröket nagyobb feszültségű terhelésekkel. Ezeknek az áramköröknek kölcsönhatásba kell lépniük anélkül, hogy szükségszerűen közvetlenül csatlakoztatva lennének.
Az elektromágneses relé tekercset és érintkező mechanizmust használ az elválasztás létrehozásához. Amikor a tekercs feszültség alatt van, mágneses tere megmozgat egy armatúrát, megváltoztatva az érintkezők állapotát.
A vezérlőáramkör ezért úgy működteti a relét, hogy a terhelési áramot közvetlenül nem viszi át a vezérlő kimenetén.
| Ellenőrzési követelmény | Relé funkció |
|---|---|
| Külön vezérlő és terhelési áramkörök | Tekercs-érintkező szigetelést használ |
| Váltson másik feszültségszintet | Az érintkezők a tekercs feszültségétől függetlenül működnek |
| Több áramköri útvonal vezérlése | Különféle érintkező konfigurációk állnak rendelkezésre |
| Adjon meg egy fizikai kapcsolási állapotot | Az érintkezők láthatóan elektromos állapotnak felelnek meg |
Ez az elrendezés hasznos marad azokban a kapcsolószekrényekben, ahol a különböző feszültségszintek és áramköri funkciók kombinálódnak.
A félvezető kapcsolásnak előnyei vannak a rendkívül gyors működést vagy nagyon magas kapcsolási frekvenciát igénylő alkalmazásokban. A fizikai érintkezések azonban továbbra is hasznosak maradnak számos hagyományos ipari terhelésnél.
A mechanikus érintkező egyértelműen meghatározott nyitott vagy zárt állapotot biztosít. A szükséges elektromos terhelés és áramkör-konfiguráció szerint is kiválasztható.
A közös kapcsolattartási megállapodások a következők:
Ez a rugalmasság lehetővé teszi, hogy egy relé különböző vezérlési feladatokat hajtson végre az alapvető működési elv megváltoztatása nélkül.
A berendezéstervezők számára tehát nem az a választás, hogy a mechanikus vagy az elektronikus kapcsolás általánosan jobb-e, hanem inkább az, hogy melyik technológia illik az áramkörhöz.
Az ipari gépek ritkán igényelnek csak egyfajta kapcsolási műveletet. Előfordulhat, hogy egy vezérlőjelnek el kell indítania az egyik áramkört, miközben le kell választania egy másikat, vagy állapotjelet kell küldenie egy külön vezérlő bemenetre.
Egy váltóérintkezős relé egyetlen mechanikus mozdulattal képes végrehajtani az ilyen típusú kapcsolást.
Például:
| Követelmény | Lehetséges kapcsolattartási megállapodás |
|---|---|
| Kapcsolja be az áramkört, ha feszültség alatt van | Normál nyitva |
| Feszültség alatt szakítsa meg az áramkört | Általában zárva |
| Átvitel két áramkör között | Átállás |
| Biztosítson külön vezérlési útvonalakat | Több érintkezőkészlet |
Ez az egyik oka annak, hogy a hagyományos relék továbbra is megjelennek a gépek vezérlőpaneleiben és elektromos szekrényeiben.
A mechanikus relék egyik fontos korlátja, hogy érintkezőik és mozgó részeik fizikai kopást tapasztalnak. Minden kapcsolási ciklus magában foglalja az armatúra és az érintkező felületek mozgását.
A viszonylag mérsékelt kapcsolási frekvenciájú alkalmazásoknál ez nem feltétlenül jelent jelentős korlátozást. A rendkívül gyorsan vagy folyamatosan kapcsolható berendezések esetében a tervezők fontolóra vehetik a szilárdtest-alternatívákat.
A működési profil tehát számít.
A relé akkor lehet megfelelő, ha a rendszer megköveteli:
A tényleges élettartam olyan tényezőktől függ, mint a terhelés típusa, kapcsolási áram, feszültség, működési frekvencia, érintkező anyag és környezeti feltételek.
Amikor az érintkezők terhelés alatt nyílnak vagy záródnak, az érintkezési felület elektromos feltételei hőt, ívet és anyagátvitelt okozhatnak. Az ismételt kapcsolás fokozatosan érinti az érintkezési felületeket.
Emiatt az érintkező anyaga a relé tervezésének fontos része.
Az ezüst alapú érintkezőanyagokat általánosan használják az elektromos kapcsolásban, mivel elektromos vezetőképességük és alkalmasak érintkező alkalmazásokra. A megfelelő anyag azonban az elektromos terheléstől és a működési feltételektől függ, nem pedig az anyag nevétől.
Az érintkezési teljesítményt több tényező befolyásolja:
| Tényező | Hatás |
|---|---|
| Jelenlegi szint | Befolyásolja a kontaktfűtést |
| Feszültség | Befolyásolja az ívet az elválasztás során |
| A terhelés típusa | Az induktív terhelések nagyobb kapcsolási feszültséget okozhatnak |
| Kapcsolási frekvencia | Meghatározza, hogy az érintkezők milyen gyakran kopnak |
| Kapcsolati anyag | Befolyásolja a vezetőképességet és a kopási viselkedést |
Ez különösen fontos az olyan ipari berendezéseknél, amelyek hosszabb ideig ismételten működnek.
Folyamatos használatuk másik oka az egyszerű integráció. Az ipari vezérlőrendszerek gyakran tartalmaznak beépített vezetékezési architektúrákat sorkapcsokkal, mágneskapcsolókkal, megszakítókkal, PLC-kkel, időzítőkkel és relékkel.
A relé köztes kapcsolóelemként beépíthető anélkül, hogy az átfogó vezérlési koncepcióban jelentős változtatásokat kellene végezni.
Ez akkor hasznos, ha:
Az ismert működési elv a hibaelhárítást is viszonylag közvetlensé teszi. A technikusok külön ellenőrizhetik a tekercs áramkörét, az érintkezők állapotát, a vezetékeket és a csatlakoztatott terhelést.
A mechanikus relék folyamatos használata különösen jól látható azoknál a berendezéseknél, ahol az egyszerű elektromos kapcsolás fontosabb, mint a rendkívül nagy sebességű működés.
A relék összekapcsolhatják a vezérlőkimeneteket motorokkal, szelepekkel, jelzőkkel, riasztásokkal és egyéb elektromos terhelésekkel.
Köztes kapcsolási fokozatot biztosíthatnak az elektronikus vezérlők és a terepi eszközök között.
A relék kezelhetik a segédáramköröket, és elektromos szétválasztást biztosíthatnak a vezérlőrendszer különböző részei között.
A meglévő gépek relé alapú vezérlési architektúrákat használhatnak, amelyek karbantartása praktikus marad a teljes újratervezés helyett.
A szilárdtestrelék növekvő elérhetősége nem szüntette meg a mechanikus reléket. Ehelyett a két technológiát gyakran különböző működési követelmények szerint választják ki.
| Megfontolás | Elektromágneses relé | Szilárdtest relé |
|---|---|---|
| Kapcsoló mechanizmus | Mechanikus érintkezők | Félvezető eszközök |
| Fizikai érintkezési kopás | Igen | Nincs mechanikus érintkezési kopás |
| Elektromos szigetelés | Relé szerkezeten keresztül elérhető | Elérhető elektronikus leválasztással |
| Kapcsolási sebesség | Általában mérsékelt | Általában gyorsabban |
| Hőviselkedés | Főleg az érintkezőktől és a terheléstől függ | A félvezető hőleadás fontos lehet |
| Legjobb illeszkedés | Hagyományos ipari kapcsolás | Nagyfrekvenciás vagy gyors elektronikus kapcsolás |
Egyik típus sem alkalmas automatikusan minden alkalmazásra. A terhelési jellemzőket, a kapcsolási gyakoriságot, a leválasztási követelményeket, a telepítési feltételeket és a várható élettartamot együtt kell figyelembe venni.
Az ipari automatizálás nem mindig igényli a legújabb kapcsolási technológiát. A berendezéseknek gyakran olyan alkatrészekre van szükségük, amelyeket könnyű integrálni, megérteni, tesztelni és cserélni.
Az elektromágneses relé számos vezérlési alkalmazásban továbbra is megfelel ezeknek a követelményeknek, mivel működési elve egyszerű: feszültség alá helyezi a tekercset, mozgatja a mechanikus érintkezőrendszert, és megváltoztatja az áramkör állapotát.
Ez az egyszerűség megkönnyíti a korlátok azonosítását is. Az érintkezők kopása, ívelés, kapcsolási frekvencia, tekercs teljesítménye és terhelési jellemzői mind értékelhetők az áramkör tervezése során.
Mivel az ipari vezérlőrendszerek továbbra is tartalmaznak PLC-ket, digitális kommunikációt és elektronikus vezérlőket, a mechanikus relék továbbra is hasznosak maradnak ott, ahol fizikai érintkező kapcsolásra és áramkör-leválasztásra van szükség. A YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. ipari vezérlőelemeket, köztük reléket, váltóáramú mágneskapcsolókat, nyomógombos kapcsolókat, jelzőlámpákat és kapcsolódó termékeket gyárt. Az elektromágneses relé folyamatos jelenléte a modern kapcsolószekrényekben praktikus mérnöki választást tükröz: ha az alkalmazás izolált, konfigurálható mechanikus kapcsolást igényel, a hagyományos relé továbbra is képes elvégezni a szükséges feladatot, szükségtelen bonyolultság nélkül.
