Pramoninės automatikos PLC spintų tarpinių relių parinkimas

Pramonės automatizavimas remiasi programuojamu loginiu valdikliu (PLC) kaip savo smegenimis. PLC siunčia tikslias, mažai energijos sunaudojančias{1}}skaitmenines komandas, kurios valdo sudėtingus procesus.

Tačiau šie išėjimai yra subtilūs. Jie negali tiesiogiai maitinti didelės-srovės variklių, solenoidų ir kontaktorių, kurie atlieka sunkų kėlimą.

Čia įsijungia tarpinės relės kaip pagrindinės jūsų valdymo sistemos apsaugos. Jie sukuria stiprią sąsają, užtikrinančią gyvybiškai svarbią izoliaciją ir maitinimo perjungimą.

Tinkamos tarpinės relės pasirinkimas yra ne tik svarbus,{0}}tai labai svarbu visos automatizavimo sistemos patikimumui ir eksploatavimo trukmei. Pramoninės automatikos PLC spintelių tarpinių relių pasirinkimas priklauso nuo keturių pagrindinių veiksnių, kuriuos išnagrinėsime:

Ritės įtampa

Kontaktų įvertinimas

Formos koeficientas (sutaupęs vietos)

Integruota{0}}apsauga

Kodėl relės yra būtinos

Supratimas, ką veikia PLC išvesties relė, parodo, kodėl tvirto valdymo skydelio konstrukcijoje svarbu atidžiai pasirinkti. Šis komponentas daro daug daugiau nei įjungia ir išjungia apkrovas.

Tai universalus{0}}prietaisas. Tai apsaugo brangią įrangą, suteikia sistemos lankstumo ir užtikrina, kad viskas veiktų sklandžiai.

Izoliacijos principas

Relė sukuria galvaninę izoliaciją. Viduje nėra tiesioginio elektros jungties tarp valdymo grandinės (ritės) ir apkrovos grandinės (kontaktų).

Įsivaizduokite jį kaip pakeliamą tiltą. Jautri PLC „pilis“ su savo subtilia logika lieka visiškai atskirta nuo didelės-galios variklių ir šildytuvų „išorinio pasaulio“.

Kai PLC siunčia nedidelį signalą į relės ritę, tai tarsi pakeliamasis tiltas nuleidžiamas tik tada, kai reikia. Šis fizinis oro tarpas neleidžia pavojingiems aukštos-įtampos šuoliams ar elektros gedimams apkrovos pusėje judėti atgal ir sunaikinti jautrius PLC išvesties tranzistorius.

Vien dėl šios apsaugos verta naudoti tarpines reles.

Įtampos ir srovės padidinimas

Standartinė PLC skaitmeninė išvestis suteikia 24 V nuolatinės srovės signalą esant labai mažai srovei,{1}}dažnai vos keli miliamperai (mA). Tai įjungia relės ritę, bet negali maitinti pramoninės apkrovos.

Relė veikia kaip stiprintuvas. Mažos-galios 24 VDC signalas įjungia ritę, kuri uždaro kontaktus, kurių vardinė įtampa ir srovė yra daug didesnė.

Tai leidžia mažu 24 VDC, 15 mA signalu iš PLC saugiai valdyti 230 V AC variklio kontaktorių, kuris naudoja kelis amperus, arba 10 A DC solenoidinį vožtuvą.

Skirtingų signalų prijungimas

Automatikos sistemos retai naudoja tik vieno tipo signalą. Įprasta, kad DC{1}}pagrįsta valdymo sistema (pvz., PLC) valdo kintamosios srovės{2}}maitinamus įrenginius.

Tarpinė relė lengvai užpildo šį tarpą.

24 VDC PLC išėjimas įjungia relės nuolatinės srovės ritę. Tada relės izoliuoti kontaktai gali be problemų perjungti 120 VAC, 230 VAC ar net 480 VAC grandines, jei tik tinka kontaktų nominalioji vertė. Šis lankstumas yra pritaikomo ir keičiamo dydžio sistemos dizaino pagrindas.

Šiuolaikinės relės dalys

Norėdami pasirinkti tinkamą relę, turime suprasti jos dalis. Šiuolaikinė pramoninė relė yra daugiau nei tik ritė ir kontaktai{1}}tai modulinė sistema, sukurta efektyviam ir paprastam aptarnavimui valdymo skyduose.

Išskaidykime tipinį 24 VDC relės modulį, kad apibrėžtume pagrindinius terminus.

Ritė: „Įvesties“ pusė

Ritė yra relės valdymo įvestis. Tai elektromagnetas, kuris sukuria magnetinį lauką, kai jį maitina PLC išvestis.

Šis magnetinis laukas fiziškai judina vidinį jungiklio mechanizmą.

Ritė apibrėžiama pagal jos nominalią įtampą. Ši specifikacija, ritės įtampa, turi atitikti įtampą iš PLC išvesties.

Kontaktai: „Išvesties“ pusė

Kontaktai yra relės jungiklio dalis, valdanti apkrovos grandinę. Jie yra elektra atskirti nuo ritės.

Terminalai paprastai žymimi kaip įprastai atidaryti (NO), normaliai uždaryti (NC) ir įprasti (C).

Paprastai atviras kontaktas yra atidarytas, kai ritė išjungta, ir užsidaro, kai ritė įjungta. Paprastai uždarytas kontaktas veikia atvirkščiai. Bendrasis terminalas yra bendras NO ir NC kontaktų jungties taškas.

Estafetės apibūdinamos pagal jų polių ir metimo sąranką. SPDT (Single Pole, Double Throw), dar vadinama C forma, suteikia vieną bendrą, vieną NO ir vieną NC kontaktą. Tai gerai veikia įvairiose logikos programose.

Bazė arba lizdas

Dauguma šiuolaikinių pramoninių relių yra „prijunkite“{0}} tipo. Relė jungiama prie DIN bėgio montuojamo pagrindo arba lizdo.

Šis dizainas labai naudingas pramoninio valdymo pulto laidams ir priežiūrai. Visi nuolatiniai laidai jungiami prie pagrindo varžtų arba spyruoklių{1}}gnybtų.

Jei relė sugenda, technikas gali tiesiog atjungti seną relę ir per kelias sekundes prijungti naują. Nereikia jokių įrankių grandinei atjungti. Tai žymiai sumažina mašinos prastovos laiką.

Integruotos{0}}funkcijos

Šiandienos relių moduliai dažnai turi naudingų funkcijų, įmontuotų į bazę arba modulį.

Būsenos indikatoriaus šviesos diodas yra geras pavyzdys. Ši lemputė užsidega, kai ritė yra įjungta, todėl nedelsiant pateikiama vizuali informacija, skirta trikčių šalinimui. Tai iš pirmo žvilgsnio parodo, ar PLC liepia relei įsijungti.

Daugelis modulių taip pat turi{0}}apsaugą nuo viršįtampių. Ši svarbi savybė, dažnai laisvos eigos diodas arba varistorius, yra būtina norint apsaugoti PLC. Netrukus paaiškinsime, kodėl tai svarbu.

Galiausiai, speciali ženklinimo sritis modulyje leidžia aiškiai identifikuoti grandinę. Tai neįkainojama perpildytame valdymo skydelyje.

Pagrindiniai atrankos kriterijai

Puikiai išmanydami relės funkciją ir dalis, dabar galime pasinerti į keturis esminius kriterijus, pagal kuriuos pasirenkate tinkamą komponentą jūsų programai.

Tinkamai įvertinus šias specifikacijas, patikima sistema skiriasi nuo nuolatinių gedimų.

1 kriterijus: Ritės įtampos atitikimas

Tai pats paprasčiausias, bet, be abejo, pats svarbiausias patikrinimas. Relės ritės nominali įtampa turi atitikti PLC išėjimo įtampą.

Daugumoje pramoninės automatikos programų standartinė valdymo įtampa yra 24 VDC. Taigi dažniausiai pasirenkate relę su 24 VDC ritė.

Neatitikimai sukelia tiesioginių problemų. Jei naudojate 120 VAC ritę su 24 VDC išėjimu, įtampa nesukurs pakankamai stipraus magnetinio lauko, o relė neveiks.

Kita vertus, įjungus 120 VAC į 24 VDC ritę, ji akimirksniu sudegs, atsiras atvira grandinė ir gali būti pažeistas maitinimo šaltinis. Visada patikrinkite PLC išvesties specifikacijas ir atitinkamai suderinkite relės ritę.

2 kriterijus: Kontaktų įvertinimas

Tai yra pats svarbiausias veiksmas renkantis relę ir sukelia daugybę lauko gedimų. Relės kontaktai turi valdyti įtampą, srovę ir apkrovos tipą, kurią jie perjungia.

Dažna klaida yra atsižvelgimas tik į apkrovos pastovią{0}}srovę. To neužtenka.

Turime pasakyti skirtumą tarp varžinių ir indukcinių apkrovų. Varžinė apkrova, kaip ir šildymo elementas, turi pastovų srovės suvartojimą. Indukcinė apkrova, tokia kaip variklis, solenoidas ar kontaktoriaus ritė, elgiasi labai skirtingai.

Pirmą kartą įjungus indukcinę apkrovą, jos įsiveržimo srovė gali būti{0}}daug kartų didesnė už pastovios būsenos{1}}įvertį. Dar svarbiau, kad kai jis išsijungia, sukuria galingą įtampos šuolį.

Šis elektrinis įtempis yra daug sunkesnis relės kontaktams nei paprasta varžinė apkrova. Duomenų lapai tai rodo pateikdami skirtingus įvertinimus. Pavyzdžiui, relė gali būti įvertinta kaip „10A @ 250 VAC (varžinė)“, bet tik „5A @ 30 VDC (indukcinė).“

Kartą matėme sistemą, kai variklio kontaktorius sukeldavo periodinius gedimus. Jį valdanti PLC išėjimo relė buvo skirta 6 A, o kontaktoriaus ritės pastovioji srovė buvo tik 0,5 A. Ant popieriaus atrodė gerai. Tačiau relė nebuvo tinkamo dydžio dėl labai indukcinio kontaktoriaus ritės pobūdžio. Laikui bėgant, dėl indukcinės apkrovos perjungimo atsiradęs lankas suvirino relės kontaktus. Variklis veikė nuolat, todėl buvo daug prastovų ir sugadinta produkto partija. Pakeitus relę į relę, tinkamai įvertintą indukcinei apkrovai, problema visam laikui išspręsta.

3 kriterijus: nugaros-EMF grėsmė

Kai PLC išjungia relės ritę, jo sukurtas magnetinis laukas žlunga. Šis griūvantis laukas sukuria atvirkštinio-poliškumo įtampos šuolį visoje ritėje, vadinamą atgaline-elektrovaros jėga arba atgaline-EMF.

Šis įtampos šuolis gali būti neįtikėtinai didelis. Jis dažnai trumpam pasiekia šimtus ar net tūkstančius voltų.

Šis atgalinis{0}}EMF smaigalys nukeliauja atgal laidais į PLC išvestį. PLC išvestis paprastai yra tranzistorius{2}}jautri puslaidininkinis įrenginys. Šis aukštos-įtampos šuolis gali lengvai viršyti tranzistoriaus gedimo įtampą ir jį visam laikui sugadinti. Viena neapsaugota relė gali nužudyti brangią PLC išvesties plokštę.

Sprendimas yra apsauga nuo viršįtampių. 24 VDC relės moduliui tai beveik visada yra laisvosios eigos diodas (taip pat vadinamas „flyback“ diodu), prijungtas lygiagrečiai su rite. Šis diodas užtikrina saugų kelią atgal-EMF energijai cirkuliuoti ir nekenksmingai išsisklaidyti kaip šiluma relės grandinėje, nepasiekdama PLC.

Kintamosios srovės ritėms arba kintamosios srovės apkrovoms varistorius arba RC slopinimo grandinė pasiekia tą patį apsauginį efektą. Relės modulio su integruota apsauga pasirinkimas yra esminė geriausia šiuolaikinių valdymo sistemų praktika.

4 kriterijus: formos veiksnys

Relės fizinis dydis yra pagrindinis šiuolaikinių skydinių pastatų aspektas. DIN bėgių erdvė valdymo spintoje yra vertingas nekilnojamasis turtas.

Plona sąsajos relė tapo geriausiu daugelio PLC I/O programų pasirinkimu. Šios relės gali būti iki 6 mm siauros, todėl galima prijungti itin didelio-tankio įvesties/išvesties laidus. Taip sutaupoma daug vietos, o korpusai gali būti mažesni ir ekonomiškesni{4}}.

Priešingai, tradicinės „ledo kubelio“ arba bendrosios paskirties{0}}relės yra didesnės. Nors jie naudoja daugiau vietos DIN bėgiams, jie dažnai siūlo aukštesnę kontaktinę srovę (10A, 16A ar daugiau) ir yra kelių polių konfigūracijų, pvz., DPDT (dvigubo poliaus, dvigubo išmetimo) arba 4PDT. Tai gali būti naudinga sudėtingesnei perjungimo logikai.

Pasirinkimas priklauso nuo jūsų programos poreikių. Pirmenybę teikite tankiui ir{1}}taupyti vietai naudodami ploną sąsajos relę arba teikite pirmenybę didesnei srovės talpai ir keliems poliams naudodami bendrosios paskirties -relę.

5 žingsnių pasirinkimasKarkasas

Šias technines žinias pavertus pakartojamu procesu, išvengiama spėlionių ir išvengiama brangių klaidų. Vykdykite šią penkių{1}}veiksmų sistemą kiekvienai nurodytai relei.

1 veiksmas: apibūdinkite savo apkrovą

Pirmiausia turite visiškai suprasti įrenginį, kurį norite perjungti. Užduokite šiuos klausimus:

Kas yra prietaisas? (pvz., variklio kontaktorius, solenoidinis vožtuvas, indikatoriaus lemputė, šildytuvas)

Kokia jo darbinė įtampa? (pvz., 230 VAC, 120 VAC, 24 VDC)

Kokia yra jo pastovi{0}}darbinė srovė? (pvz., 0,5 A, 2 A)

Svarbiausia, ar apkrova varžinė ar indukcinė?

Ši informacija yra visų tolesnių veiksmų pagrindas.

2 veiksmas: patvirtinkite savo PLC specifikacijas

Tada pažiūrėkite į valdymo šaltinį. Nors beveik visada 24 VDC, tai yra esminis patikrinimo žingsnis.

Kokia yra PLC nurodyta išėjimo įtampa? (Patvirtinkite, kad tai 24 VDC)

Kokia yra didžiausia PLC išvesties srovės šaltinio galimybė? (pvz., 500 mA)

Turite užtikrinti, kad ši išėjimo srovė galėtų įjungti relės ritę. Įprasta 24 VDC relės modulio plona relės ritė gali sunaudoti 10–20 mA, o tai gerai atitinka bet kurio standartinio PLC išvesties pajėgumą.

3 veiksmas: apskaičiuokite kontaktų įvertinimą

Dabar pasirinkite atitinkamą kontaktų įvertinimą su saugos riba. Niekada nesirinkite relės, kurios kontakto įvertinimas tik atitinka apkrovos pastovios būsenos srovę.

Nuo 1 veiksmo pradėkite nuo pastovios apkrovos būsenos srovės-.

Taikykite saugos koeficientą. Varžinėms apkrovoms įprasta pramonės praktika pasirenka relę, kurios kontaktinis įvertinimas yra bent 150 % (1,5 karto) pastovios būsenos apkrovos.

Indukcinėms apkrovoms saugos koeficientas turi būti daug didesnis, kad būtų atsižvelgta į įsijungimo srovę ir perjungimo lankus. 5–10 kartų koeficientas nėra neįprasta, ypač varikliams ir solenoidams. Visada patikrinkite relės duomenų lapą, kad pamatytumėte konkrečią indukcinę apkrovą. Jei kyla abejonių, padidinkite kontaktinį įvertinimą.

4 veiksmas: pasirinkite formos koeficientą

Apsvarstykite savo valdymo pulto fizinius apribojimus ir reikalavimus.

Jei kuriate skydelį su dideliu įvesties ir išvesties skaičiumi, o vietos yra nedaug, numatytasis pasirinkimas yra plona sąsajos relė.

If your load needs very high current (e.g., >10A) arba jums reikia kelių izoliuotų kontaktų rinkinių (DPDT, 4PDT), valdomų vienu įėjimu, didesnė bendrosios paskirties „ledo kubo“ relė ant DIN bėgio lizdo yra tinkamesnė.

5 veiksmas: patikrinkite integruotą apsaugą

Tai paskutinis, kritinis patikrinimas/ne{0}}eiti.

Peržiūrėkite pasirinkto 24 VDC relės modulio duomenų lapą. Ieškokite aiškaus paminėjimo apie „integruotą laisvos eigos diodą“, „atskriejantį diodą“, „apsaugą nuo atvirkštinio poliškumo“ arba grandinės schemą, rodančią diodo simbolį ant ritės gnybtų (A1 ir A2).

Jei ši funkcija nėra aiškiai nurodyta kaip įtraukta, nepirkite relės. PLC išvesties sugadinimo rizika yra per didelė. Pasirinkite modelį, kuriame yra ši esminė apsauginė funkcija.

Relių tipaiPalyginti

Sąvoka „tarpinė relė“ apima keletą skirtingų technologijų. Pasirinkus vieną iš jų, reikia pakeisti dydį, kainą ir veikimo charakteristikas.

Greitas įvadas

Plonos sąsajos relės: modernus didelio{0}}tankio PLC I/O standartas, optimizuotas vietos taupymui.

„Ledo kubo“ relės: didesnės, kištukinės-bendrosios paskirties-(GP) relės, žinomos dėl savo universalumo ir didesnės galios{4}}apdorojimo.

Kietosios-būsenos relės (SSR): puslaidininkiniai{1}}įrenginiai be judančių dalių, pasižymintys unikaliais našumo pranašumais.

Lyginamosios analizės lentelė

Toliau pateiktoje lentelėje pateikiamas tiesioginis pagrindinių našumo rodiklių palyginimas.

Šis palyginimas rodo, kad nėra vienos „geriausios“ relės. Optimalus pasirinkimas priklauso nuo jūsų taikymo. Bendram PLC išvesties buferiniam naudojimui plona sąsajos relė siūlo geriausią funkcijų balansą. Esant didelei-galios apkrovai, ledo kubo relė yra tvirtas pasirinkimas. Programoms, kurioms reikia milijonų ciklų arba labai greito perjungimo, pavyzdžiui, PWM valdymui, SSR yra pranašesnis, nepaisant didesnių sąnaudų ir šilumos valdymo poreikių.

Geriausia diegimo praktika

Tinkamas pasirinkimas yra tik pusė darbo. Tinkamas montavimas ir laidų sujungimas yra būtini norint užtikrinti sistemos patikimumą ir tinkamumą eksploatuoti.

Laido dydžio nustatymas ir nutraukimas

Visada naudokite tinkamą laidų matuoklį apkrovos srovei, kurią perjungia kontaktai. Per mažo dydžio laidai gali perkaisti ir sukelti gaisro pavojų.

Visoms jungtims prie relės pagrindo varžtų arba{0}}spyruoklinių gnybtų naudokite vielos antgalius. Antgaliuose yra smulkios vielos gijos, užtikrinančios saugią, sandarią{2}}dujų jungtį, kuri laikui bėgant neatsipalaiduos dėl vibracijos.

Laidų atskyrimas

Valdymo skydelyje fiziškai atskirkite žemos -įtampos nuolatinės srovės valdymo laidus (ritės pusė, prijungta prie PLC) ir didesnės-galios kintamosios srovės arba nuolatinės srovės apkrovos laidų (kontaktinė pusė).

Paleiskite šias laidų grupes atskiruose laidų kanaluose. Ši praktika sumažina elektros laidų keliamo elektros triukšmo, kuris paveiks jautrius valdymo laidus, riziką, o tai gali sukelti netinkamą sistemos veikimą.

Ženklinimo svarba

Kiekviena relė ir su ja susiję laidai turi būti aiškiai paženklinti, atitinkantys elektros schemoje nurodytus pavadinimus.

Šis paprastas veiksmas yra neįkainojamas pradedant eksploatuoti ir ateityje šalinant triktis. Gerai-pažymėtas skydelis leidžia technikai greitai nustatyti ir diagnozuoti sugedusią grandinę, o tai žymiai sumažina prastovos laiką.

Dažnas spąstas, kurio reikia vengti

Daugelis šiuolaikinių relių modulių su integruotais laisvosios eigos diodais yra jautrūs poliškumui. Diodas yra prijungtas tam tikra kryptimi per ritės gnybtus (A1 ir A2).

Jei pakeisite poliškumą, -jungdami +24VDC prie 0 V gnybto ir atvirkščiai-, laisvosios eigos diodas efektyviai taps trumpuoju jungimu jūsų maitinimo šaltinyje, kai tik įsijungs PLC išėjimas.

Paprastai tai išjungs maitinimo šaltinio apsaugą nuo viršsrovių arba perdegs saugiklį ir išjungs visą 24 VDC valdymo grandinę. Visada patikrinkite žymes ant relės pagrindo, kad įsitikintumėte, jog ritės jungčių poliškumas yra teisingas.

Jūsų investicija į patikimumą

Kelionė nuo relės tikslo supratimo iki metodiško tinkamo pasirinkimo yra pagrindinis kiekvieno automatikos profesionalo įgūdis.

Mes matėme, kodėl relės yra būtinos izoliacijai ir stiprinimui. Suskirstėme komponentus ir išnagrinėjome svarbiausius ritės įtampos, kontaktų įvertinimo, nugaros-EMF apsaugos ir formos faktoriaus pasirinkimo kriterijus.

Taikydami 5-žingsnių sistemą, šias žinias paverčiate patikimu, klaidų-mažinančiu procesu. Kruopščiai parinkta tarpinė relė nėra tik komponentas-, tai strateginė investicija į ilgalaikį visos pramoninės automatikos sistemos patikimumą, saugą ir tinkamumą eksploatuoti.

Relės kontaktų įvertinimo parinkimo procesas kartu su tinkama pramoninio valdymo skydelio laidų praktika užtikrina, kad jūsų sistema veiks patikimai daugelį metų. 

Kaip nustatyti 12V relės kokybę? Išsamus testavimo vadovas

Ką daryti, jei 12 V relė neįsijungia, bet ritė yra maitinama?

Kokią funkciją atlieka 12V relė motocikle? Pilnas vadovas

12 V relės DIN bėgio montavimas: Visas vadovas pramoninėms plokštėms