YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. проучва защоЕлектромагнитно релеостава често срещан в промишлените системи за управление въпреки нарастването на полупроводниковите и цифровите комутационни технологии.
Индустриалните системи за управление се промениха значително с PLC, сензори, задвижвания с променлива честота, дистанционно наблюдение и мрежови контролери. И все пак много контролни шкафове все още съдържат конвенционални електромеханични релета. Тяхната продължителна употреба не е просто въпрос на по-стар дизайн на оборудването. В много приложения основната релейна структура все още осигурява практична комбинация от електрическа изолация, директно превключване и гъвкаво управление на веригата.
Основната функция на релето не се е променила: сравнително малък контролен сигнал управлява контактите в друга верига. Това разделяне е полезно, когато контролерът и контролираният товар имат различни електрически характеристики.
Например изходът на PLC може да не е предназначен за директно превключване на контактор на мотор, соленоид, алармена верига или друг товар. Реле може да се постави между контролера и товара, осигурявайки допълнителен интерфейс за превключване.
Три характеристики са особено важни:
Тези характеристики правят релетата полезни дори когато околната система за управление е силно автоматизирана.
Съвременното оборудване за автоматизация често съчетава електронни управляващи вериги с ниско напрежение с товари с по-високо напрежение. Тези вериги трябва да си взаимодействат, без непременно да са директно свързани.
Електромагнитното реле използва намотка и контактен механизъм, за да създаде това разделяне. Когато намотката е под напрежение, нейното магнитно поле движи арматура, променяйки състоянието на контактите.
Следователно управляващата верига управлява релето, без директно да пренася тока на натоварване през изхода на контролера.
| Изискване за контрол | Релейна функция |
|---|---|
| Отделни вериги за управление и натоварване | Използва изолация от бобина до контакт |
| Превключете различно ниво на напрежение | Контактите работят независимо от напрежението на бобината |
| Контролирайте множество вериги | Предлагат се различни конфигурации на контакти |
| Осигурете състояние на физическо превключване | Контактите видимо съответстват на електрическо състояние |
Това разположение остава полезно в контролни шкафове, където се комбинират различни нива на напрежение и функции на веригата.
Превключването в твърдо състояние има предимства в приложения, изискващи изключително бърза работа или много висока честота на превключване. Физическите контакти обаче остават полезни за много конвенционални индустриални товари.
Механичният контакт осигурява ясно дефинирано отворено или затворено състояние. Може също да бъде избран според необходимия електрически товар и конфигурация на веригата.
Общите договорености за контакт включват:
Тази гъвкавост позволява на едно реле да изпълнява различни контролни задачи, без да променя основния принцип на работа.
Следователно за дизайнерите на оборудване изборът е по-малко относно това дали механичното или електронното превключване е универсално по-добро и повече относно това коя технология пасва на веригата.
Индустриалните машини рядко изискват само един тип превключващо действие. Може да се наложи контролен сигнал да стартира една верига, докато изключва друга, или да предостави сигнал за състояние към отделен контролен вход.
Реле с превключващи контакти може да извърши този тип превключване чрез едно механично движение.
Например:
| Изискване | Възможна договореност за контакт |
|---|---|
| Включете верига, когато е под напрежение | Нормално отворен |
| Прекъсване на верига при захранване | Нормално затворен |
| Трансфер между две вериги | Превключване |
| Осигурете отделни пътища за управление | Множество комплекти контакти |
Това е една от причините конвенционалните релета да продължават да се появяват в контролните панели на машините и електрическите шкафове.
Едно важно ограничение на механичните релета е, че техните контакти и движещи се части изпитват физическо износване. Всеки цикъл на превключване включва движение на арматурата и контактните повърхности.
За приложения с относително умерена честота на превключване това може да не създаде значително ограничение. За оборудване, което превключва изключително бързо или непрекъснато, дизайнерите могат да обмислят алтернативи в твърдо състояние.
Поради това работният профил има значение.
Реле може да е подходящо, когато системата изисква:
Действителният експлоатационен живот зависи от фактори като тип натоварване, комутационен ток, напрежение, работна честота, контактен материал и условия на околната среда.
Когато контактите се отварят или затварят под товар, електрическите условия на контактната повърхност могат да предизвикат топлина, дъга и пренос на материал. Многократното превключване постепенно засяга контактните повърхности.
Поради тази причина контактният материал е важна част от дизайна на релето.
Базираните на сребро контактни материали обикновено се използват в електрически превключватели поради тяхната електрическа проводимост и пригодност за контактни приложения. Подходящият материал обаче зависи от електрическия товар и работните условия, а не само от името на материала.
Ефективността на контакта се влияе от няколко фактора:
| Фактор | Ефект |
|---|---|
| Текущо ниво | Влияе на контактното нагряване |
| Напрежение | Влияе на образуването на дъга по време на разделяне |
| Тип товар | Индуктивните товари могат да създадат по-голямо напрежение при превключване |
| Честота на превключване | Определя колко често контактите изпитват износване |
| Контактен материал | Влияе върху проводимостта и поведението при износване |
Това е особено важно за индустриално оборудване, което работи многократно за продължителни периоди.
Друга причина за тяхната продължителна употреба е простата интеграция. Индустриалните системи за управление често съдържат установени архитектури на окабеляване, използващи клемни блокове, контактори, прекъсвачи, PLC, таймери и релета.
Реле може да бъде инсталирано като междинен превключващ елемент, без да са необходими големи промени в цялостната концепция за управление.
Това е полезно, когато:
Познатият принцип на работа също прави отстраняването на неизправности относително директно. Техниците могат да инспектират отделно веригата на бобината, състоянието на контакта, окабеляването и свързания товар.
Продължаващото използване на механични релета е особено видимо в оборудване, където простото електрическо превключване е по-важно от изключително високоскоростната работа.
Релетата могат да свързват изходите на контролера с двигатели, клапани, индикатори, аларми и други електрически товари.
Те могат да осигурят междинен етап на превключване между електронни контролери и полеви устройства.
Релетата могат да управляват спомагателни вериги и да осигуряват електрическо разделяне между различните части на системата за управление.
Съществуващите машини могат да използват базирани на реле контролни архитектури, които остават практични за поддръжка, вместо да бъдат напълно преработени.
Нарастващата наличност на полупроводникови релета не елиминира механичните релета. Вместо това двете технологии често се избират според различни оперативни изисквания.
| Разглеждане | Електромагнитно реле | Реле в твърдо състояние |
|---|---|---|
| Превключващ механизъм | Механични контакти | Полупроводникови устройства |
| Износване при физически контакт | да | Без механично контактно износване |
| Електрическа изолация | Предлага се чрез релейна структура | Предлага се чрез дизайн на електронна изолация |
| Скорост на превключване | Като цяло умерено | Като цяло по-бързо |
| Топлинно поведение | Зависи основно от контактите и натоварването | Разсейването на топлината на полупроводниците може да бъде важно |
| Най-добро прилягане | Конвенционално индустриално превключване | Високочестотно или бързо електронно превключване |
Нито един тип не е автоматично подходящ за всяко приложение. Характеристиките на натоварването, честотата на превключване, изискванията за изолация, условията на инсталиране и очаквания експлоатационен живот трябва да се разглеждат заедно.
Индустриалната автоматизация не винаги изисква най-новата комутационна технология. Оборудването често се нуждае от компоненти, които са лесни за интегриране, разбиране, тестване и подмяна.
Електромагнитното реле продължава да отговаря на тези изисквания в много приложения за управление, тъй като принципът му на работа е прост: захранване на намотка, преместване на механична контактна система и промяна на състоянието на веригата.
Тази простота също така прави неговите ограничения по-лесни за идентифициране. Износването на контакта, дъгата, честотата на превключване, мощността на бобината и характеристиките на натоварването могат да бъдат оценени по време на проектирането на веригата.
Тъй като индустриалните системи за управление продължават да включват PLC, цифрова комуникация и електронни контролери, механичните релета остават полезни, когато се изисква физическо контактно превключване и изолация на веригата. YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. произвежда индустриални контролни компоненти, включително релета, AC контактори, превключватели с бутони, сигнални лампи и свързани продукти. Продължаващото присъствие на електромагнитното реле в съвременните контролни шкафове отразява практически инженерен избор: когато приложението изисква изолирано, конфигурируемо механично превключване, конвенционалното реле все още може да изпълни необходимата задача без ненужна сложност.
