YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. preučuje, zakajElektromagnetni releostaja pogost v industrijskih nadzornih sistemih kljub rasti polprevodniških in digitalnih preklopnih tehnologij.
Industrijski nadzorni sistemi so se bistveno spremenili s PLC-ji, senzorji, pogoni s spremenljivo frekvenco, daljinskim nadzorom in omrežnimi krmilniki. Vendar pa številne nadzorne omare še vedno vsebujejo običajne elektromehanske releje. Njihova nadaljnja uporaba ni le stvar starejše zasnove opreme. V številnih aplikacijah osnovna struktura releja še vedno zagotavlja praktično kombinacijo električne izolacije, enostavnega preklapljanja in prilagodljivega nadzora vezja.
Osnovna funkcija releja se ni spremenila: razmeroma majhen krmilni signal upravlja kontakte v drugem vezju. Ta ločitev je uporabna, kadar imata krmilnik in nadzorovano breme različne električne lastnosti.
Na primer, izhod PLC morda ni namenjen neposrednemu preklopu kontaktorja motorja, solenoida, alarmnega tokokroga ali drugega bremena. Med krmilnikom in obremenitvijo se lahko nahaja rele, ki zagotavlja dodaten preklopni vmesnik.
Posebej pomembne so tri značilnosti:
Zaradi teh značilnosti so releji uporabni, tudi če je okoliški nadzorni sistem visoko avtomatiziran.
Sodobna oprema za avtomatizacijo pogosto združuje nizkonapetostna elektronska krmilna vezja z obremenitvami višje napetosti. Ta vezja morajo medsebojno delovati, ne da bi bila nujno neposredno povezana.
Elektromagnetni rele uporablja tuljavo in kontaktni mehanizem za ustvarjanje te ločitve. Ko je tuljava pod napetostjo, njeno magnetno polje premakne armaturo in spremeni stanje kontaktov.
Krmilno vezje torej upravlja rele brez neposrednega prenašanja bremenskega toka skozi izhod krmilnika.
| Nadzorna zahteva | Funkcija releja |
|---|---|
| Ločena krmilna in obremenitvena vezja | Uporablja izolacijo od tuljave do kontakta |
| Preklopite na drugo raven napetosti | Kontakti delujejo neodvisno od napetosti tuljave |
| Nadzirajte več poti vezja | Na voljo so različne konfiguracije kontaktov |
| Zagotovite fizično preklopno stanje | Kontakti vidno ustrezajo električnemu stanju |
Ta razporeditev ostaja uporabna v krmilnih omaricah, kjer so združeni različni nivoji napetosti in funkcije vezja.
Polprevodniško preklapljanje ima prednosti v aplikacijah, ki zahtevajo izjemno hitro delovanje ali zelo visoko frekvenco preklopa. Vendar pa fizični stiki ostajajo uporabni za številne običajne industrijske obremenitve.
Mehanski kontakt zagotavlja jasno definirano odprto ali zaprto stanje. Izbere se lahko tudi glede na zahtevano električno obremenitev in konfiguracijo tokokroga.
Običajni dogovori za stik vključujejo:
Ta prilagodljivost omogoča, da en rele izvaja različne nadzorne naloge brez spreminjanja osnovnega principa delovanja.
Za načrtovalce opreme je torej izbira manj odvisna od tega, ali je mehansko ali elektronsko preklapljanje vsesplošno boljše, bolj pa od tega, katera tehnologija ustreza vezju.
Industrijski stroji redko zahtevajo samo eno vrsto preklopnega dejanja. Krmilni signal bo morda moral zagnati eno vezje, medtem ko bo odklopil drugo, ali zagotoviti statusni signal ločenemu krmilnemu vhodu.
Rele s preklopnimi kontakti lahko izvede to vrsto preklapljanja z enim mehanskim gibom.
Na primer:
| Zahteva | Možen kontaktni dogovor |
|---|---|
| Vklopite tokokrog, ko je pod napetostjo | Normalno odprto |
| Prekinite tokokrog, ko je pod napetostjo | Normalno zaprto |
| Prenos med dvema vezjema | Menjava |
| Zagotovite ločene nadzorne poti | Več sklopov stikov |
To je eden od razlogov, da se običajni releji še naprej pojavljajo v nadzornih ploščah strojev in električnih omaricah.
Ena od pomembnih omejitev mehanskih relejev je, da se njihovi kontakti in gibljivi deli fizično obrabijo. Vsak preklopni cikel vključuje gibanje armature in kontaktnih površin.
Za aplikacije z razmeroma zmerno frekvenco preklapljanja to morda ne bo predstavljalo bistvene omejitve. Za opremo, ki preklaplja izjemno hitro ali neprekinjeno, lahko načrtovalci razmislijo o polprevodniških alternativah.
Profil delovanja je torej pomemben.
Rele je lahko primeren, kadar sistem zahteva:
Dejanska življenjska doba je odvisna od dejavnikov, kot so vrsta obremenitve, preklopni tok, napetost, delovna frekvenca, kontaktni material in okoljski pogoji.
Ko se kontakti odprejo ali zaprejo pod obremenitvijo, lahko električni pogoji na kontaktni površini povzročijo toploto, iskrenje in prenos materiala. Ponavljajoče se preklapljanje postopoma vpliva na kontaktne površine.
Zaradi tega je kontaktni material pomemben del zasnove releja.
Kontaktni materiali na osnovi srebra se običajno uporabljajo v električnih stikalih zaradi svoje električne prevodnosti in primernosti za kontaktne aplikacije. Ustrezen material pa je odvisen od električne obremenitve in delovnih pogojev in ne samo od imena materiala.
Na uspešnost stika vpliva več dejavnikov:
| Faktor | Učinek |
|---|---|
| Trenutna raven | Vpliva na kontaktno segrevanje |
| Napetost | Vpliva na iskrenje med ločevanjem |
| Vrsta obremenitve | Induktivne obremenitve lahko povzročijo večjo preklopno obremenitev |
| Preklopna frekvenca | Določa, kako pogosto se stiki obrabijo |
| Kontaktni material | Vpliva na prevodnost in obrabo |
To je še posebej pomembno pri industrijski opremi, ki deluje večkrat v daljših obdobjih.
Drugi razlog za njihovo nadaljnjo uporabo je enostavna integracija. Industrijski nadzorni sistemi pogosto vsebujejo uveljavljene arhitekture ožičenja z uporabo priključnih blokov, kontaktorjev, odklopnikov, PLC-jev, časovnikov in relejev.
Rele je mogoče namestiti kot vmesni preklopni element, ne da bi bile potrebne večje spremembe celotnega krmilnega koncepta.
To je uporabno, ko:
Zaradi poznanega principa delovanja je tudi odpravljanje težav relativno neposredno. Tehniki lahko ločeno pregledajo vezje tuljave, stanje kontakta, ožičenje in priključeno obremenitev.
Nadaljnja uporaba mehanskih relejev je še posebej vidna pri opremi, kjer je preprosto električno preklapljanje pomembnejše od izjemno hitrega delovanja.
Releji lahko povezujejo izhode krmilnika z motorji, ventili, indikatorji, alarmi in drugimi električnimi obremenitvami.
Lahko zagotovijo vmesno preklopno stopnjo med elektronskimi krmilniki in terenskimi napravami.
Releji lahko upravljajo pomožna vezja in zagotavljajo električno ločitev med različnimi deli krmilnega sistema.
Obstoječi stroji lahko uporabljajo krmilne arhitekture na osnovi relejev, ki ostanejo praktične za vzdrževanje, namesto da bi jih popolnoma preoblikovali.
Vse večja razpoložljivost polprevodniških relejev ni odpravila mehanskih relejev. Namesto tega sta obe tehnologiji pogosto izbrani glede na različne operativne zahteve.
| Upoštevanje | Elektromagnetni rele | Polprevodniški rele |
|---|---|---|
| Preklopni mehanizem | Mehanski kontakti | Polprevodniške naprave |
| Obraba zaradi fizičnega stika | ja | Brez mehanske kontaktne obrabe |
| Električna izolacija | Na voljo prek strukture releja | Na voljo z elektronsko izolacijo |
| Hitrost preklopa | Na splošno zmerno | Na splošno hitreje |
| Toplotno obnašanje | Odvisno predvsem od kontaktov in obremenitve | Odvajanje toplote polprevodnikov je lahko pomembno |
| Najboljše prileganje | Konvencionalno industrijsko preklapljanje | Visokofrekvenčno ali hitro elektronsko preklapljanje |
Nobena vrsta ni samodejno primerna za vsako aplikacijo. Značilnosti obremenitve, preklopna frekvenca, zahteve za izolacijo, pogoji namestitve in pričakovana življenjska doba je treba upoštevati skupaj.
Industrijska avtomatizacija ne zahteva vedno najnovejše preklopne tehnologije. Oprema pogosto potrebuje komponente, ki jih je enostavno integrirati, razumeti, preizkusiti in zamenjati.
Elektromagnetni rele še naprej izpolnjuje te zahteve v številnih nadzornih aplikacijah, ker je njegovo načelo delovanja preprosto: napajajte tuljavo, premaknite mehanski kontaktni sistem in spremenite stanje vezja.
Ta preprostost tudi olajša prepoznavanje njegovih omejitev. Obraba kontaktov, oblok, preklopna frekvenca, moč tuljave in karakteristike obremenitve se lahko ocenijo med načrtovanjem vezja.
Ker industrijski nadzorni sistemi še naprej vključujejo PLC-je, digitalno komunikacijo in elektronske krmilnike, mehanski releji ostajajo uporabni, kjer je potrebno fizično preklapljanje kontaktov in izolacija tokokroga. YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. proizvaja industrijske krmilne komponente, vključno z releji, kontaktorji za izmenični tok, stikali z gumbi, signalnimi svetilkami in sorodnimi izdelki. Nadaljnja prisotnost elektromagnetnega releja v sodobnih nadzornih omaricah odraža praktično inženirsko izbiro: ko aplikacija zahteva izolirano, nastavljivo mehansko preklapljanje, lahko običajni rele še vedno opravi zahtevano nalogo brez nepotrebne zapletenosti.
-
