Rūpnieciskās automatizācijas PLC skapju starpreleju izvēle

Rūpnieciskā automatizācija balstās uz programmējamo loģisko kontrolieri (PLC) kā smadzenēm. PLC nosūta precīzas,{1}}mazenerģijas ciparu komandas, kas kontrolē sarežģītus procesus.

Bet šie rezultāti ir delikāti. Tie nevar tieši darbināt lielas-strāvas motorus, solenoīdus un kontaktorus, kas veic smago celšanu.

Šeit tiek izmantoti starpreleji kā būtiski jūsu vadības sistēmas aizsargi. Tie rada spēcīgu saskarni, kas nodrošina būtisku izolāciju un strāvas pārslēgšanu.

Pareiza starpreleja izvēle ir ne tikai svarīga,{0}}tā ir ļoti svarīga visas automatizācijas sistēmas uzticamībai un kalpošanas laikam. Rūpnieciskās automatizācijas PLC skapju starpreleju izvēle ir atkarīga no četriem galvenajiem faktoriem, kurus mēs izpētīsim:

Spoles spriegums

Kontaktpersonu vērtējums

Formas faktors (vietas ietaupījums)

Iebūvēta{0}}aizsardzība

Kāpēc releji ir nepieciešami

Izpratne par to, ko dara PLC izejas relejs, parāda, kāpēc rūpīgai izvēlei ir nozīme stabilā vadības paneļa dizainā. Šis komponents dara daudz vairāk, nekā ieslēdz un izslēdz slodzes.

Tā ir daudzfunkcionāla{0}}ierīce. Tas aizsargā dārgu aprīkojumu, nodrošina sistēmas elastību un nodrošina, ka viss darbojas nevainojami.

Izolācijas princips

Relejs rada galvanisko izolāciju. Iekšpusē nav tieša elektriskā savienojuma starp vadības ķēdi (spoli) un slodzes ķēdi (kontaktiem).

Iedomājieties to kā paceļamu tiltu. Sensitīvā PLC "pils" ar savu smalko loģiku paliek pilnīgi atsevišķi no motoru un sildītāju lieljaudas-ārējās pasaules.

Kad PLC nosūta nelielu signālu uz releja spoli, tas ir kā paceļamā tilta nolaišana tikai tad, kad tas ir nepieciešams. Šī fiziskā gaisa sprauga neļauj bīstamiem augstsprieguma -smailiem vai elektriskiem bojājumiem slodzes pusē virzīties atpakaļ un iznīcināt PLC jutīgos izvades tranzistorus.

Šī aizsardzība vien padara starpreleju izmantošanas vērtu.

Sprieguma un strāvas palielināšana

Standarta PLC digitālā izeja nodrošina 24 V līdzstrāvas signālu ar ļoti zemu strāvu,{1}}bieži vien tikai dažus miliampērus (mA). Tas aktivizē releja spoli, bet nevar darbināt rūpniecisko slodzi.

Relejs darbojas kā pastiprinātājs. Zemas -jaudas 24 V līdzstrāvas signāls aktivizē spoli, kas aizver kontaktus, kas paredzēti daudz lielākam spriegumam un strāvai.

Tas ļauj nelielam 24 V līdzstrāvas, 15 mA signālam no PLC droši kontrolēt 230 V maiņstrāvas motora kontaktoru, kas velk vairākus ampērus, vai 10 A līdzstrāvas solenoīda vārstu.

Dažādu signālu savienošana

Automatizācijas sistēmas reti izmanto tikai viena veida signālu. Parasti līdzstrāvas -vadības sistēma (piemēram, PLC) kontrolē ar maiņstrāvu{2}} darbināmas ierīces.

Starprelejs viegli novērš šo plaisu.

24 VDC PLC izeja nodrošina releja līdzstrāvas spoli. Releja izolētie kontakti pēc tam var bez problēmām pārslēgt 120 VAC, 230 VAC vai pat 480 VAC ķēdes, ja vien atbilst kontaktu nominālvērtība. Šī elastība ir pielāgojama un mērogojama sistēmas dizaina atslēga.

Modernā releja daļas

Lai izvēlētos pareizo releju, mums ir jāsaprot tā daļas. Mūsdienīgs rūpnieciskais relejs ir vairāk nekā tikai spole un kontakti{1}}tā ir modulāra sistēma, kas izstrādāta efektīvai un vienkāršai apkalpošanai vadības paneļos.

Sadalīsim tipisku 24 VDC releja moduli, lai definētu galvenos terminus.

Spole: "Ievades" puse

Spole ir releja vadības ieeja. Tas ir elektromagnēts, kas rada magnētisko lauku, kad to iedarbina PLC izeja.

Šis magnētiskais lauks fiziski pārvieto iekšējo slēdža mehānismu.

Spole tiek noteikta pēc tās sprieguma. Šai specifikācijai, spoles spriegumam, ir jāatbilst spriegumam no PLC izejas.

Kontakti: "Izvades" puse

Kontakti ir releja slēdža daļa, kas apstrādā slodzes ķēdi. Tie ir elektriski atdalīti no spoles.

Termināli parasti ir apzīmēti kā parasti atvērti (NO), normāli aizvērti (NC) un parasti (C).

Parasti atvērts kontakts ir atvērts, kad spole ir izslēgta, un aizveras, kad spole ir ieslēgta. Parasti aizvērts kontakts darbojas pretējā virzienā. Kopējais terminālis ir kopīgs savienojuma punkts NO un NC kontaktiem.

Stafetes ir aprakstītas pēc stieņa un metiena iestatījumiem. SPDT (Single Pole, Double Throw), ko sauc arī par C formu, nodrošina vienu kopīgu, vienu NO un vienu NC kontaktu. Tas labi darbojas dažādām loģikas lietojumprogrammām.

Pamatne vai ligzda

Lielākā daļa mūsdienu industriālo releju ir "plug{0}}in" tipa. Relejs iesprauž DIN sliedes montējamā pamatnē vai kontaktligzdā.

Šis dizains sniedz lielu labumu rūpnieciskās vadības paneļa vadiem un apkopei. Visi pastāvīgie vadi ir savienoti ar pamatnes skrūvju vai atsperu{1}}skavas spailēm.

Ja relejs neizdodas, tehniķis var vienkārši atvienot veco releju un dažu sekunžu laikā pievienot jaunu. Nav nepieciešami instrumenti, lai atvienotu ķēdi. Tas ievērojami samazina mašīnas dīkstāves laiku.

Iebūvētās{0}}funkcijas

Mūsdienu releju moduļos bieži ir iekļautas noderīgas funkcijas, kas iebūvētas bāzē vai modulī.

Statusa indikatora LED ir labs piemērs. Šis indikators iedegas, kad spolei tiek pieslēgta sprieguma, sniedzot tūlītēju vizuālu atgriezenisko saiti problēmu novēršanai. Tas vienā mirklī parāda, vai PLC liek relejam ieslēgties.

Daudziem moduļiem ir arī iebūvēta{0}}pārsprieguma aizsardzība. Šī kritiskā funkcija, bieži vien brīvgaitas diode vai varistors, ir būtiska PLC aizsardzībai. Mēs drīzumā apskatīsim, kāpēc tas ir svarīgi.

Visbeidzot, moduļa marķējuma zona ļauj skaidri identificēt ķēdi. Tas ir nenovērtējams pārpildītajā vadības panelī.

Galvenie atlases kritēriji

Ar pamatīgu izpratni par releja funkcijām un detaļām mēs tagad varam dziļi ienirt četros būtiskos kritērijos, lai izvēlētos pareizo komponentu jūsu lietojumprogrammai.

Pareiza šo specifikāciju noteikšana ļauj atšķirt uzticamu sistēmu un sistēmu ar pastāvīgām kļūmēm.

1. kritērijs: atbilstības spoles spriegums

Šī ir visvienkāršākā, bet neapšaubāmi vissvarīgākā pārbaude. Releja spoles nominālajam spriegumam jāatbilst PLC izejas spriegumam.

Lielākajā daļā rūpnieciskās automatizācijas lietojumprogrammu standarta vadības spriegums ir 24 VDC. Tātad jūs parasti izvēlaties releju ar 24 V līdzstrāvas spoli.

Neatbilstība rada tūlītējas problēmas. Ja izmantojat 120 V maiņstrāvas spoli ar 24 V līdzstrāvas izeju, spriegums neradīs pietiekami spēcīgu magnētisko lauku, un relejs nedarbosies.

No otras puses, 120 V maiņstrāvas pieslēgšana 24 V līdzstrāvas spolei to uzreiz izdegs, radot atvērtu ķēdi un potenciāli sabojājot barošanas avotu. Vienmēr pārbaudiet PLC izejas specifikāciju un attiecīgi saskaņojiet releja spoli.

2. kritērijs: kontaktpersonu vērtējums

Šis ir vissvarīgākais solis releju izvēlē un izraisa daudzas lauka kļūmes. Releja kontaktiem ir jāapstrādā spriegums, strāva un slodzes veids, ko tie pārslēdz.

Izplatīta kļūda ir tikai slodzes līdzsvara stāvokļa-stāvokļa strāvu ņemšana vērā. Ar to nepietiek.

Mums ir jāpasaka atšķirība starp pretestības un induktīvās slodzes. Pretestības slodzei, tāpat kā sildelementam, ir pastāvīgs strāvas patēriņš. Induktīvā slodze, piemēram, motors, solenoīds vai kontaktora spole, darbojas ļoti atšķirīgi.

Kad induktīvā slodze pirmo reizi ieslēdzas, tai var būt milzīga iedarbināšanas strāva,{0}}vairākas reizes pārsniedzot tās stabilā stāvokļa{1}}novērtējumu. Vēl svarīgāk ir tas, ka, kad tas izslēdzas, tas rada spēcīgu sprieguma smaili.

Šis elektriskais spriegums ir daudz grūtāks releja kontaktiem nekā vienkārša pretestības slodze. Datu lapas to parāda, sniedzot dažādus vērtējumus. Piemēram, releja nominālvērtība var būt "10A @ 250VAC (rezistīva)", bet tikai "5A @ 30VDC (induktīvs)."

Reiz mēs redzējām sistēmu, kurā motora kontaktors izraisīja periodiskas darbības traucējumus. PLC izejas relejs, kas to kontrolē, bija paredzēts 6 A, un kontaktora spoles stabilā stāvokļa strāva bija tikai 0,5 A. Uz papīra tas izskatījās labi. Tomēr releja izmērs nebija piemērots kontaktora spoles ļoti induktīvajam raksturam. Laika gaitā induktīvās slodzes pārslēgšanas radītais loks metināja releja kontaktus. Motors darbojās nepārtraukti, izraisot ievērojamu dīkstāvi un bojātu produkta partiju. Nomainot releju ar releju, kas atbilst induktīvās slodzes vērtībai, problēma neatgriezeniski tika novērsta.

3. kritērijs: aizmugures-EMF draudi

Kad PLC izslēdz releja spoli, tā radītais magnētiskais lauks sabrūk. Šis sabrūkošais lauks rada apgrieztas-polaritātes sprieguma smaili visā spolē, ko sauc par atpakaļ-elektromotīves spēku vai atpakaļ-EMF.

Šis sprieguma pieaugums var būt neticami augsts. Tas bieži vien uz īsu brīdi sasniedz simtiem vai pat tūkstošiem voltu.

Šis atpakaļ{0}}EMF smaile virzās atpakaļ pa vadiem uz PLC izeju. PLC izeja parasti ir tranzistors{2}}jutīga pusvadītāju ierīce. Šis augstais-sprieguma lēciens var viegli pārsniegt tranzistora pārrāvuma spriegumu, to neatgriezeniski iznīcinot. Viens neaizsargāts relejs var nogalināt dārgu PLC izvades karti.

Risinājums ir pārsprieguma aizsardzība. 24 V līdzstrāvas releja modulim tā gandrīz vienmēr ir brīvgaitas diode (saukta arī par lidojuma diode), kas savienota paralēli spolei. Šī diode nodrošina drošu ceļu aizmugures-EMF enerģijai, kas cirkulē un nekaitīgi izkliedējas siltuma veidā releja ķēdē, nekad nesasniedzot PLC.

Maiņstrāvas spolēm vai maiņstrāvas slodzēm varistora vai RC slāpēšanas ķēde nodrošina tādu pašu aizsardzības efektu. Releja moduļa izvēle ar integrētu aizsardzību ir būtiska mūsdienu vadības sistēmu labākā prakse.

4. kritērijs: formas faktors

Releja fiziskais izmērs ir galvenais apsvērums mūsdienu paneļu ēkā. DIN sliedes telpa vadības skapja iekšpusē ir vērtīgs nekustamais īpašums.

Plānais interfeisa relejs ir kļuvis par labāko izvēli daudzām PLC I/O lietojumprogrammām. Šie releji var būt tik šauri kā 6 mm, nodrošinot īpaši augsta-blīvuma I/O vadus. Tas ievērojami ietaupa vietu un var radīt mazākus,{4}}rentablākus korpusus.

Turpretim tradicionālie "ledus kubiņu" vai vispārējas nozīmes{0}}releji ir lielāki. Lai gan tie izmanto vairāk vietas DIN sliedei, tie bieži piedāvā augstāku kontaktstrāvu (10A, 16A vai vairāk) un ir pieejami vairāku polu konfigurācijās, piemēram, DPDT (Double Pole, Double Throw) vai 4PDT. Tie var būt noderīgi sarežģītākai pārslēgšanas loģikai.

Izvēle ir atkarīga no jūsu lietojumprogrammas vajadzībām. Dodiet priekšroku blīvumam un{1}}vietas taupīšanai, izmantojot šauru interfeisa releju, vai piešķiriet prioritāti lielākai strāvas jaudai un vairākiem stabiem, izmantojot vispārējas nozīmes{2}}releju.

5 pakāpju atlaseIetvars

Šo tehnisko zināšanu pārvēršana atkārtojamā procesā novērš minējumus un novērš dārgas kļūdas. Izpildiet šo piecu-pakāpju sistēmu katram norādītajam relejam.

1. darbība: raksturojiet savu slodzi

Pirmkārt, jums pilnībā jāizprot ierīce, kuru vēlaties pārslēgt. Uzdodiet šos jautājumus:

Kas ir ierīce? (piemēram, motora kontaktors, solenoīda vārsts, indikatora lampiņa, sildītājs)

Kāds ir tā darba spriegums? (piem., 230VAC, 120VAC, 24VDC)

Kāda ir tā stabilā stāvokļa-darbības strāva? (piemēram, 0,5 A, 2 A)

Vissvarīgākais ir tas, vai slodze ir pretestīga vai induktīva?

Šī informācija ir visu turpmāko darbību pamatā.

2. darbība: apstipriniet savas PLC specifikācijas

Tālāk apskatiet kontroles avotu. Lai gan gandrīz vienmēr ir 24 V līdzstrāva, tas ir būtisks verifikācijas solis.

Kāds ir PLC noteiktais izejas spriegums? (Apstipriniet, ka tas ir 24 VDC)

Kāda ir PLC izejas maksimālā strāvas avota jauda? (piem., 500mA)

Jums jānodrošina, ka šī izejas strāva var aktivizēt releja spoli. Tipiska 24 V līdzstrāvas releja moduļa plāna releja spole var patērēt 10–20 mA, kas atbilst jebkuras standarta PLC izejas jaudai.

3. darbība. Aprēķiniet kontaktpersonu vērtējumu

Tagad atlasiet atbilstošo kontakta reitingu ar drošības rezervi. Nekad neatlasiet releju ar kontakta reitingu, kas tikai atbilst slodzes stabilā{1}}stāvokļa strāvai.

Sāciet ar slodzes līdzsvara stāvokli-no 1. darbības.

Izmantojiet drošības koeficientu. Pretestības slodzēm izplatīta nozares prakse ir izvēlēties releju, kura kontakta reitings ir vismaz 150% (1,5 x) no līdzsvara stāvokļa slodzes.

Induktīvajām slodzēm drošības koeficientam jābūt daudz lielākam, lai ņemtu vērā ieslēgšanas strāvu un pārslēgšanas lokus. 5x līdz 10x koeficients nav nekas neparasts, īpaši motoriem un solenoīdiem. Vienmēr pārbaudiet releja datu lapā tā īpašo induktīvās slodzes novērtējumu. Ja rodas šaubas, pārsniedziet kontaktpersonas reitingu.

4. darbība. Izvēlieties formas koeficientu

Apsveriet vadības paneļa fiziskos ierobežojumus un prasības.

Ja veidojat paneli ar lielu I/O skaitu un vieta ir ierobežota, noklusējuma izvēle ir plāns interfeisa relejs.

If your load needs very high current (e.g., >10A) vai jums ir nepieciešamas vairākas izolētu kontaktu kopas (DPDT, 4PDT), ko kontrolē viena ieeja, piemērotāks ir lielāks vispārēja-ledus kubiņa relejs uz DIN sliedes ligzdas.

5. darbība: pārbaudiet integrēto aizsardzību

Šī ir pēdējā, kritiskā pārbaude, kas jāveic,-neiet.

Pārskatiet atlasītā 24 VDC releja moduļa datu lapu. Meklējiet skaidru pieminējumu "integrētā brīvgaitas diode", "flyback diode", "apgrieztās polaritātes aizsardzība" vai shēmas shēma, kas parāda diodes simbolu uz spoles spailēm (A1 un A2).

Ja šī funkcija nav skaidri norādīta kā iekļauta, nepērciet releju. PLC izejas sabojāšanas risks ir pārāk liels. Izvēlieties modeli, kurā ir skaidri ietverta šī būtiskā aizsardzības funkcija.

Releju veidiSalīdzinājumā

Termins "starprelejs" aptver vairākas atšķirīgas tehnoloģijas. Izvēle starp tiem ietver lieluma, izmaksu un veiktspējas raksturlielumu apmaiņu.

Īss ievads

Plānas interfeisa releji: mūsdienīgs augsta{0}}blīvuma PLC I/O standarts, kas optimizēts vietas taupīšanai.

"Ice Cube" releji: lielāki, pieslēdzami-vispārēja-nolūka (GP) releji, kas pazīstami ar savu daudzpusību un lielākas jaudas-apstrādes iespējām.

Cietvielu{0}}releji (SSR): pusvadītāju{1}}ierīces bez kustīgām daļām, kas piedāvā unikālas veiktspējas priekšrocības.

Salīdzinošās analīzes tabula

Tālāk esošajā tabulā ir sniegts tiešs salīdzinājums starp galvenajiem veiktspējas rādītājiem.

Šis salīdzinājums parāda, ka nav viena "labākā" releja. Optimālā izvēle ir atkarīga no jūsu pieteikuma. Vispārējai PLC izvades buferizācijai plāns interfeisa relejs piedāvā vislabāko funkciju līdzsvaru. Lielai-jaudas slodzei ledus kubu relejs ir izturīga izvēle. Lietojumprogrammām, kurām nepieciešami miljoniem ciklu vai ļoti ātra pārslēgšanās, piemēram, PWM vadībai, SSR ir labāks, neskatoties uz augstākajām izmaksām un siltuma pārvaldības vajadzībām.

Instalēšanas paraugprakse

Pareiza izvēle ir tikai puse no kaujas. Pareiza uzstādīšana un elektroinstalācija ir būtiska, lai nodrošinātu sistēmas uzticamību un izmantojamību.

Vadu izmēra noteikšana un pārtraukšana

Vienmēr izmantojiet pareizo stieples mērītāju slodzes strāvai, ko pārslēdz kontakti. Nelieli vadi var pārkarst, radot ugunsgrēka risku.

Visiem savienojumiem ar releja pamatnes skrūvju vai atsperu{0}}skavas spailēm izmantojiet vadu uzgaļus. Uzgaļi satur smalkas stieples dzīslas, nodrošinot drošu, gāzes-caurlaidīgu savienojumu, kas laika gaitā neatbrīvosies no vibrācijas.

Elektroinstalācijas nošķiršana

Vadības panelī uzturiet fizisku atdalīšanu starp zemsprieguma -līdzstrāvas vadības vadiem (spoles puse, kas savienota ar PLC) un lielākas-jaudas maiņstrāvas vai līdzstrāvas slodzes vadiem (kontakta puse).

Palaidiet šīs vadu grupas atsevišķos vadu kanālos. Šī prakse samazina risku, ka strāvas vadu radītais elektriskais troksnis ietekmē jutīgo vadības vadu, kas var izraisīt nepareizu sistēmas darbību.

Marķēšanas nozīme

Katrs relejs un ar to saistītie vadi ir skaidri jāmarķē atbilstoši apzīmējumiem elektriskās shēmā.

Šī vienkāršā darbība ir nenovērtējama nodošanas ekspluatācijā un turpmākās problēmu novēršanas laikā. Labi-marķēts panelis ļauj tehniķim ātri noteikt un diagnosticēt bojātu ķēdi, ievērojami samazinot dīkstāves laiku.

Bieži sastopama kļūme, no kuras jāizvairās

Daudzi mūsdienu releju moduļi ar integrētām brīvgaitas diodēm ir jutīgi pret polaritāti. Diode ir pievienota noteiktā virzienā pāri spoles spailēm (A1 un A2).

Ja mainīsiet polaritāti, -pievienojot +24VDC ligzdai, kas paredzēta 0 V, un otrādi-, brīvgaitas diode faktiski kļūs par īssavienojumu jūsu barošanas avotā, tiklīdz ieslēgsies PLC izeja.

Tas parasti atslēgs barošanas avota aizsardzību pret pārslodzi vai izdegs drošinātāju, izslēdzot visu 24 V līdzstrāvas vadības ķēdi. Vienmēr pārbaudiet marķējumus uz releja pamatnes, lai nodrošinātu pareizu spoles savienojumu polaritāti.

Jūsu ieguldījums uzticamībā

Ceļš no releja mērķa izpratnes līdz metodiskai pareizā izvēlei ir jebkura automatizācijas speciālista pamatprasme.

Mēs esam redzējuši, kāpēc releji ir nepieciešami izolācijai un pastiprināšanai. Mēs esam sadalījuši komponentus un izpētījuši kritiskos atlases kritērijus: spoles spriegumu, kontaktu reitingu, aizmugures-EMF aizsardzību un formas faktoru.

Izmantojot 5-pakāpju sistēmu, jūs pārveidojat šīs zināšanas par uzticamu procesu, kas samazina kļūdas-. Rūpīgi izvēlēts starprelejs nav tikai sastāvdaļa-, tas ir stratēģisks ieguldījums visas rūpnieciskās automatizācijas sistēmas ilgtermiņa uzticamībā, drošībā un izmantojamībā.

Releja kontaktu reitinga atlases process apvienojumā ar atbilstošu rūpnieciskās vadības paneļa elektroinstalācijas praksi nodrošina jūsu sistēmas uzticamu darbību turpmākajos gados. 

Kā noteikt 12V releja kvalitāti? Pilnīga testēšanas rokasgrāmata

Ko darīt, ja 12V relejs neieslēdzas, bet spolei ir strāva?

Kāda ir 12V releja funkcija motociklā? Pilnīga rokasgrāmata

12 V releja DIN sliedes uzstādīšana: pilnīga industriālo paneļu rokasgrāmata