YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. uurib, miksElektromagnetiline releeon endiselt levinud tööstuslikes juhtimissüsteemides, hoolimata pooljuht- ja digitaalsete kommutatsioonitehnoloogiate kasvust.
Tööstuslikud juhtimissüsteemid on PLC-de, andurite, muutuva sagedusega ajamite, kaugseire ja võrku ühendatud kontrolleritega oluliselt muutunud. Kuid paljud juhtkapid sisaldavad endiselt tavapäraseid elektromehaanilisi releesid. Nende jätkuv kasutamine ei ole lihtsalt vanemate seadmete konstruktsiooni küsimus. Paljudes rakendustes pakub relee põhistruktuur endiselt praktilist kombinatsiooni elektrilisest isolatsioonist, lihtsast ümberlülitusest ja paindlikust vooluahela juhtimisest.
Relee põhifunktsioon ei ole muutunud: suhteliselt väike juhtsignaal käivitab kontaktid teises ahelas. See eraldamine on kasulik, kui kontrolleril ja juhitaval koormusel on erinevad elektrilised omadused.
Näiteks ei pruugi PLC väljund olla mõeldud otse mootori kontaktori, solenoidi, häireahela või muu koormuse vahetamiseks. Relee võib asuda kontrolleri ja koormuse vahel, pakkudes täiendavat lülitusliidest.
Kolm omadust on eriti olulised:
Need omadused muudavad releed kasulikuks isegi siis, kui ümbritsev juhtimissüsteem on kõrgelt automatiseeritud.
Kaasaegsed automaatikaseadmed ühendavad sageli madalpinge elektroonilisi juhtimisahelaid kõrgema pingega koormustega. Need ahelad peavad suhtlema ilma, et need oleksid tingimata otseselt ühendatud.
Elektromagnetrelee kasutab selle eraldamise loomiseks mähist ja kontaktmehhanismi. Kui mähis on pingestatud, liigutab selle magnetväli armatuuri, muutes kontaktide olekut.
Seetõttu juhib juhtimisahel releed, ilma et see kannaks koormusvoolu otse kontrolleri väljundi kaudu.
| Kontrolli nõue | Relee funktsioon |
|---|---|
| Eraldi juhtimis- ja koormusahelad | Kasutab pooli-kontakti isolatsiooni |
| Lülitage teine pingetase | Kontaktid töötavad pooli pingest sõltumatult |
| Juhtige mitut vooluahela rada | Saadaval on erinevad kontaktide konfiguratsioonid |
| Andke füüsiline lülitusolek | Kontaktid vastavad nähtavalt elektrilisele olekule |
See paigutus jääb kasulikuks juhtkappides, kus on kombineeritud erinevad pingetasemed ja vooluahela funktsioonid.
Tahkislülitusel on eelised rakendustes, mis nõuavad ülikiiret tööd või väga kõrget lülitussagedust. Füüsilised kontaktid jäävad siiski kasulikuks paljude tavapäraste tööstuslike koormuste puhul.
Mehaaniline kontakt annab selgelt määratletud avatud või suletud oleku. Seda saab valida ka vastavalt nõutavale elektrikoormusele ja vooluahela konfiguratsioonile.
Ühised kontaktkorraldused hõlmavad järgmist:
See paindlikkus võimaldab ühel releel täita erinevaid juhtimisülesandeid ilma põhilist tööpõhimõtet muutmata.
Seadmete projekteerijate jaoks on seega valik vähem selles, kas mehaaniline või elektrooniline lülitus on üldiselt parem, ja rohkem selles, milline tehnoloogia vooluringi sobib.
Tööstuslikud masinad nõuavad harva ainult ühte tüüpi lülitustoimingut. Juhtsignaal võib vajada ühe vooluahela käivitamist, samal ajal teise lahtiühendamist, või anda olekusignaal eraldi juhtsisendile.
Ümberlülituskontaktidega relee suudab seda tüüpi lülitusi teostada ühe mehaanilise liigutusega.
Näiteks:
| Nõue | Võimalik kontaktikokkulepe |
|---|---|
| Lülitage vooluahel sisse, kui see on pinge all | Tavaliselt avatud |
| Katkestage vooluring, kui see on pinge all | Tavaliselt suletud |
| Ülekanne kahe vooluringi vahel | Üleminek |
| Pakkuge eraldi juhtimisteed | Mitu kontaktikomplekti |
See on üks põhjus, miks tavapärased releed ilmuvad jätkuvalt masinate juhtpaneelides ja elektrikilpides.
Mehaaniliste releede üks oluline piirang on nende kontaktide ja liikuvate osade füüsiline kulumine. Iga lülitustsükkel hõlmab armatuuri ja kontaktpindade liikumist.
Suhteliselt mõõduka lülitussagedusega rakenduste puhul ei pruugi see olulisi piiranguid tekitada. Äärmiselt kiiresti või pidevalt lülituvate seadmete puhul võivad disainerid kaaluda tahkis-alternatiive.
Seetõttu on tööprofiil oluline.
Relee võib olla asjakohane, kui süsteem nõuab:
Tegelik kasutusiga sõltub sellistest teguritest nagu koormuse tüüp, lülitusvool, pinge, töösagedus, kontaktmaterjal ja keskkonnatingimused.
Kui kontaktid koormuse all avanevad või sulguvad, võivad kontaktpinna elektrilised tingimused tekitada soojust, kaare tekkimist ja materjali ülekannet. Korduv lülitamine mõjutab järk-järgult kontaktpindu.
Sel põhjusel on kontaktmaterjal relee konstruktsiooni oluline osa.
Hõbedapõhiseid kontaktmaterjale kasutatakse tavaliselt elektrilülitustes nende elektrijuhtivuse ja kontaktirakenduste sobivuse tõttu. Sobiv materjal sõltub aga pigem elektrikoormusest ja töötingimustest, mitte ainult materjali nimest.
Kontakti toimivust mõjutavad mitmed tegurid:
| tegur | Mõju |
|---|---|
| Praegune tase | Mõjutab kontakti kuumutamist |
| Pinge | Mõjutab kaare tekkimist eraldamise ajal |
| Koormuse tüüp | Induktiivsed koormused võivad tekitada suuremat lülituspinget |
| Lülitussagedus | Määrab, kui sageli kontaktid kuluvad |
| Kontaktmaterjal | Mõjutab juhtivust ja kulumiskäitumist |
See on eriti oluline tööstusseadmete puhul, mis töötavad korduvalt pikema aja jooksul.
Teine põhjus nende jätkuvaks kasutamiseks on lihtne integreerimine. Tööstuslikud juhtimissüsteemid sisaldavad sageli väljakujunenud juhtmestiku arhitektuure, kasutades klemmiplokke, kontaktoreid, kaitselüliteid, PLC-sid, taimereid ja releesid.
Relee saab paigaldada vahepealse lülituselemendina, ilma et oleks vaja üldises juhtimiskontseptsioonis suuri muudatusi teha.
See on kasulik, kui:
Tuttav tööpõhimõte muudab ka tõrkeotsingu suhteliselt otseseks. Tehnikud saavad eraldi kontrollida mähise vooluringi, kontakti olekut, juhtmeid ja ühendatud koormust.
Mehaaniliste releede jätkuv kasutamine on eriti nähtav seadmetes, kus lihtne elektriline lülitamine on olulisem kui ülikiire töö.
Releed võivad liidestada kontrolleri väljundeid mootorite, ventiilide, indikaatorite, häirete ja muude elektriliste koormustega.
Need võivad pakkuda vahepealset lülitusfaasi elektrooniliste kontrollerite ja väliseadmete vahel.
Releed võivad juhtida abiahelaid ja pakkuda elektrilist eraldamist juhtimissüsteemi erinevate osade vahel.
Olemasolevad masinad võivad kasutada releepõhiseid juhtimisarhitektuure, mida on praktiline hooldada, mitte täielikult ümber kujundada.
Tahkisreleede kasvav kättesaadavus ei ole mehaanilisi releed kõrvaldanud. Selle asemel valitakse need kaks tehnoloogiat sageli vastavalt erinevatele töönõuetele.
| Kaalutlus | Elektromagnetiline relee | Tahkisrelee |
|---|---|---|
| Lülitusmehhanism | Mehaanilised kontaktid | Pooljuhtseadmed |
| Füüsilise kontakti kulumine | Jah | Puudub mehaanilise kontakti kulumine |
| Elektriisolatsioon | Saadaval relee struktuuri kaudu | Saadaval elektroonilise isolatsiooni disaini kaudu |
| Lülituskiirus | Üldiselt mõõdukas | Üldiselt kiiremini |
| Kuumuse käitumine | Oleneb peamiselt kontaktidest ja koormusest | Pooljuhtide soojuse hajutamine võib olla oluline |
| Parim sobivus | Tavapärane tööstuslik ümberlülitus | Kõrgsageduslik või kiire elektrooniline ümberlülitus |
Kumbki tüüp ei sobi automaatselt iga rakenduse jaoks. Koormusomadusi, lülitussagedust, isolatsiooninõudeid, paigaldustingimusi ja eeldatavat kasutusiga tuleks käsitleda koos.
Tööstusautomaatika ei vaja alati uusimat lülitustehnoloogiat. Seadmed vajavad sageli komponente, mida on lihtne integreerida, mõista, testida ja asendada.
Elektromagnetrelee vastab paljudes juhtimisrakendustes jätkuvalt nendele nõuetele, kuna selle tööpõhimõte on lihtne: lülitage sisse mähis, liigutage mehaanilist kontaktsüsteemi ja muutke vooluahela olekut.
See lihtsus muudab ka selle piirangute tuvastamise lihtsamaks. Kontaktide kulumist, kaare tekkimist, lülitussagedust, pooli võimsust ja koormuse omadusi saab hinnata vooluahela projekteerimise käigus.
Kuna tööstuslikud juhtimissüsteemid sisaldavad jätkuvalt PLC-sid, digitaalset sidet ja elektroonilisi kontrollereid, on mehaanilised releed endiselt kasulikud, kui on vaja füüsilist kontakti lülitamist ja vooluahela isoleerimist. YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. toodab tööstuslikke juhtimiskomponente, sealhulgas releesid, vahelduvvoolu kontaktoreid, nupplüliteid, signaallampe ja nendega seotud tooteid. Elektromagnetrelee jätkuv olemasolu tänapäevastes juhtkilpides peegeldab praktilist insenerivalikut: kui rakendus nõuab isoleeritud, konfigureeritavat mehaanilist ümberlülitamist, suudab tavaline relee siiski täita vajalikku ülesannet ilma tarbetu keerukuseta.
