Закрыть

Управление клапаном через промежуточное реле и плк: Все продукты | Schneider Electric Россия

Все продукты | Schneider Electric Россия

  • Распределение электроэнергии низкого напряжения

  • Автоматизация и безопасность зданий

  • Распределение электроэнергии среднего напряжения и автоматизация электроснабжения

  • Системы резервного питания и охлаждения

  • Автоматизация и промышленный контроль

  • Солнечная энергетика

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

  • Серии: 65

  • Серии: 25

  • Серии: 22

  • Серии: 25

  • Серии: 11

  • Серии: 46

  • Серии: 26

  • Серии: 1

  • Серии: 35

Все продукты | Schneider Electric Россия

  • Автоматизация и безопасность зданий

  • Распределение электроэнергии среднего напряжения и автоматизация электроснабжения

  • Системы резервного питания и охлаждения

  • Автоматизация и промышленный контроль

  • Солнечная энергетика

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

Самые популярные серии

  • Серии: 65

  • Серии: 25

  • Серии: 22

  • Серии: 25

  • Серии: 11

  • Серии: 46

  • Серии: 26

  • Серии: 1

  • Серии: 35

Что такое промежуточное реле в системе ПЛК?

Промежуточное реле — это вспомогательное реле, которое используется для изоляции двух разных систем/устройств.  Это может быть связано с тем, что они имеют разные эталоны 0 В, разные напряжения, переменный и постоянный ток.

Мы рассматриваем промежуточное реле в двух случаях, как описано ниже:

Случай-I

Предположим, мы хотим управлять контактором через панель ПЛК с напряжением катушки 230 В переменного тока, но выходное напряжение реле ПЛК составляет 24 В постоянного тока. В этом случае нам потребуется промежуточное реле с напряжением катушки 24 В постоянного тока, но его контактное напряжение должно быть 230 В переменного тока.

Таким образом, реле ПЛК сначала будет управлять промежуточным реле, а затем через его вспомогательные контакты. Мы можем легко управлять контактором.

Case-II

Например, предположим, что реле ПЛК может потреблять только 1 А при 110 В переменного тока, а контроллеру, который должен быть подключен к реле, требуется 3 А при 110 В переменного тока.

В этом случае промежуточное реле с контактами, рассчитанными на работу при 5 А (>3 А) при 110 В переменного тока, будет использоваться в качестве промежуточного реле «между» реле ПЛК и контроллером.

Катушка промежуточного реле должна потреблять меньшее напряжение и ток, чем рассчитано управляющее реле, а контакты промежуточного реле должны быть рассчитаны на нагрузку (контроллер).

Пример:

В дополнение к непосредственному выполнению логических функций электромеханические реле также могут использоваться в качестве промежуточных устройств между несогласованными датчиками, контроллерами и/или устройствами управления.

Очень простой пример реле, используемого для вставки между несогласованными устройствами, показан на следующей принципиальной схеме, где тонкий тумблер используется для управления группой мощных огней для внедорожника:

В этой схеме реле не выполняет никакой логической функции. Скорее, он просто «усиливает» сигнал, посылаемый тумблером на приборной панели, чтобы подавать или останавливать подачу питания на блок мощных ламп.

Без реле на приборной панели этого автомобиля пришлось бы устанавливать гораздо более мощный тумблер, чтобы безопасно и надежно замыкать и размыкать цепь освещения.

Также читайте : Неправильные представления о логике ПЛК

Другим примером промежуточного реле, применяемого в автомобильной промышленности, является использование «соленоида» в электрической цепи пускового двигателя двигателя внутреннего сгорания.

Переключатель управления «старт» обычно приводится в действие водителем, поворачивающим ключ, этот переключатель установлен на рулевой колонке или приборной панели автомобиля. Тем временем пусковой двигатель обычно потребляет ток в сотни ампер, поскольку он работает для запуска двигателя.

Выключатель с ключом, способный включать и выключать сотни ампер тока, был бы огромным, и на самом деле его было бы опасно размещать в кабине автомобиля.

«Соленоидное» реле, подключенное между переключателем с ключом и пусковым двигателем, устраняет эту опасность и позволяет относительно деликатному переключателю с ключом безопасно активировать мощный двигатель.

Здесь показан промышленный пример промежуточного реле между несогласованными устройствами, где бесконтактный переключатель на выходе постоянного тока должен активировать входной канал к программируемому логическому контроллеру (ПЛК), рассчитанному на 120 вольт переменного тока:

Опять же, реле в этой системе не выполняет никакой логической функции, а просто позволяет бесконтактному переключателю управлять одним из входных каналов ПЛК.

Непосредственное подключение бесконтактного переключателя к одному из входных каналов ПЛК нецелесообразно, поскольку для активации этого конкретного входа ПЛК требуется 120 вольт переменного тока, а наш бесконтактный переключатель работает от 24 вольт постоянного тока.

Несоответствие между напряжением переключателя и входным напряжением ПЛК требует использования реле для «вставки» между переключателем и ПЛК.

Когда бесконтактный датчик обнаруживает объект поблизости, его выход активируется, что, в свою очередь, активирует катушку реле. Когда контакт реле замыкается с помощью магнита, он замыкает цепь на 120 вольт переменного тока для достижения входного канала 0 на ПЛК, тем самым активируя его.

Важной деталью в этой схеме реле является включение коммутирующего диода параллельно катушке реле, целью которого является рассеивание накопленной энергии катушки при обесточивании, когда бесконтактный переключатель выключается.

Без этого диода «обратное» напряжение катушки (потенциал которого может достигать сотен вольт) разрушит выходной транзистор бесконтактного переключателя.

Обратите внимание, что этот коммутирующий диод кажется подключенным «наоборот» относительно полярности источника питания 24 В постоянного тока: катод к положительному полюсу источника, а анод к отрицательному полюсу источника.

Это сделано намеренно, так как мы не хотим, чтобы диод проводил ток при подаче питания на катушку реле через бесконтактный переключатель (если бы диод был подключен по-другому, он пропускал бы ток при каждом включении бесконтактного переключателя, замыкая через катушку реле и, скорее всего, повредив при этом бесконтактный переключатель!).

Диод включается только при изменении полярности, что происходит, когда бесконтактный переключатель выключается и магнитное поле катушки реле разрушается (теперь действует как источник, а не как нагрузка).

Поскольку катушка реле временно выдает «обратное» напряжение, диод создает для этой катушки непрерывный путь тока при понижении низкого напряжения (около 0,7 В постоянного тока), рассеивая накопленную энергию катушки в виде тепла на диоде .

Читайте также: Масштабирование аналогового входа ПЛК

Промежуточные реле также используются для подключения несовпадающих выходов ПЛК и устройств управления. В этом приложении несоответствие может быть связано с номинальным напряжением и/или номинальным током.

Как и в случае с входной промежуточной схемой, показанной ранее, задача реле в выходной промежуточной цепи состоит в том, чтобы управлять выходным каналом ПЛК и, в свою очередь, направлять питание на полевое устройство, которое само по себе несовместимо с выходом ПЛК.

На следующей схеме показан пример промежуточного реле, подключенного к выходному каналу ПЛК:

В этой схеме транзисторные выходы ПЛК могут работать только с напряжением 24 В постоянного тока и при довольно низком токе. Для работы катушки трехфазного контактора требуется 120 вольт переменного тока при умеренном уровне тока, поэтому реле занимает место между низковольтным и слаботочным выходным каналом ПЛК и относительно высоким напряжением и высоким током, требуемым катушкой контактора.

В очередной раз мы видим использование коммутирующего диода для рассеивания накопленной энергии катушки реле всякий раз, когда ПЛК обесточивает ее, чтобы возникающее в результате «откатное» напряжение не повреждало хрупкую выходную схему транзистора внутри ПЛК.

Авторы: Тони Р. Купхалдт — Лицензия Creative Commons Attribution 4.0

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь на наш канал YouTube для видеоуроков по ПЛК и SCADA.

Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.

Читать далее:

Будьте первым, кто получит эксклюзивный контент прямо на вашу электронную почту.

Обещаем не спамить. Вы можете отписаться в любое время.

Неверный адрес электронной почты

Выбор между реле и ПЛК (или их комбинация)

Главные цели при проектировании систем управления включают производительность, надежность и экономическую эффективность. Во многих новых и модернизированных панелях управления используются такие компоненты, как ПЛК и даже промышленные ПК (IPC) и программируемые контроллеры автоматизации (PAC) для расширенных возможностей подключения и управления. Часто целесообразно использовать эти более сложные (и функциональные) варианты и удалить или отказаться от электромеханических реле в системе. В других случаях машины с простой архитектурой, фиксированными функциями или специальными требованиями могут получить выгоду от подключения и управления, в основном основанного на электромеханических реле и твердотельных реле.

В некоторых других случаях лучше всего подходят гибридные подходы — для объединения различных типов технологий и использования преимуществ современных элементов управления и реле .

Рассмотрим параметры, на которые может повлиять это техническое решение.

Где реле являются подходящим выбором

Реле — это надежная технология, простая и эффективная, а управление на основе реле превосходно удовлетворяет очень специфическим конструктивным требованиям. Часто заводской персонал и конечные пользователи знакомы с их включением или предпочитают их, и большинство промышленных техников могут установить их без проблем. Это отличается от других вариантов управления, которые требуют предварительной настройки и расширенного программирования для правильного ввода в эксплуатацию.

Применения, требующие незначительного устранения неполадок проводной логики, выигрывают от использования традиционных реле как экономичного варианта. Простая диагностика возможна благодаря электромеханическим реле со светодиодными индикаторами (информирующими об электрическом состоянии катушки) и механическими флажками (информирующими о состоянии контактов) для получения однозначной информации об устройстве. Но в других местах усовершенствованные реле включают в себя диагностику, а также связь с питанием микропроцессора и возможность подключения к программному обеспечению через комы. Они особенно полезны в схемах, где реле взаимодействуют с двигателями, нуждающимися в защите от последствий замыканий на землю, перегрузок и других ситуаций, которые могут возникнуть. может повредить обмотки.

Дальнейшее облегчение их применения заключается в возрастающем удобстве все меньших размеров реле как для электромеханических реле, так и для SSR, которые уже обсуждались. Усовершенствования конструкции реле с оптимизированной схемой, эффективностью и радиаторами означают, что сегодняшние реле намного меньше, чем реле предыдущих поколений с тем же номиналом переключения в мА или А. Даже реле, имеющие формат кубика льда, в последние годы получили развитие со встроенной обработкой.

Это защитное реле, которое фактически защищает двигатели и другие нагрузки от пониженного и повышенного напряжения, нарушения порядка чередования фаз и обрыва фазы, представляет собой реле 600VPR-170/29.0-CU от SELEC. Он имеет рабочий диапазон от 170 до 290 В с регулируемой задержкой срабатывания от 0,2 до 10 секунд. Реле защиты по напряжению монтируется на DIN-рейку. Изображение предоставлено Automation24 Inc.

Эти все более компактные форм-факторы интеллектуальных реле дополняют их расширенные функции. Как упоминалось в статье о DIN-рейке, многие такие реле в настоящее время изготавливаются в виде пластин толщиной 6 мм для монтажа на DIN-рейку, что (помимо экономии места) также устраняет необходимость в схемах последовательного подключения. В некоторых случаях силовые мосты (для питания нескольких реле) еще больше упрощают и делают их установку более надежной. Еще одной разработкой для более простых реле являются все более стандартизированные розетки, в которые можно вставлять реле и таймеры с различным количеством полюсов и требованиями к напряжению.

Это некоторые функции, которые могут выполнять реле; настройка уставок осуществляется с помощью поворотных DIP-переключателей на лицевой стороне реле времени. Реле

могут разгрузить ПЛК безопасности задачами аварийной сигнализации и реагирования, что полезно, когда программирование даже скромных изменений конструкции вызывает затруднения. На самом деле интеллектуальные реле могут быть более подходящими, чем некоторые элементы управления, в простых конструкциях, требующих функций безопасности, например, там, где ПЛК безопасности чрезмерно дороги. Экономичность реле (особенно в конструкциях, требующих только нескольких точек безопасности) может позволить реализовать функции безопасности, которые в противном случае могли бы быть опущены. Здесь одноканальные реле и интеллектуальные аварийные сигналы являются лучшим выбором для обеспечения безопасности без чрезмерно сложных реализаций.

Там, где интеллектуальные реле настраиваются и берут на себя функции безопасности (выходя за рамки резервных электрических соединений с возможностями обработки), они стали очень напоминать небольшие ПЛК безопасности. Такие конфигурируемые реле могут иметь немного меньше логики и конфигурируемости, чем ПЛК, но требуют меньше технических знаний и программного обеспечения для программирования.

Это многофункциональное реле времени 600XU-A-1-CU от SELEC способно выполнять 13 различных функций времени в 10 временных диапазонах. Эти временные диапазоны включают от 0,1 до 1 с … от 0,3 до 3 с … от 1 до 10 с … от 3 до 30 с … от 0,1 до 1 мин. … от 0 до 3 мин. … от 1 до 10 мин. … от 3 до 30 мин. … от 0,1 до 1 часа … и от 0,3 до 3 часов. Реле таймера монтируется на DIN-рейку и (с винтовыми клеммами) позволяет техническим специалистам быстро подключить реле к другим устройствам. Циферблаты на лицевой панели таймера позволяют • Интервал задержки включения и циклическое равное выключение первых
• Циклическое равенство на первом и импульсном выходе — фиксированное 500 мс
• Задержка при размыкании и задержка на замыкание или размыкание
• Интервал после прерывания и одиночный импульс
• Повторно срабатывающее однократное и фиксирующее реле
• Реле на разрыв с суммированием
• Интервал с суммированием.

Фактически, несколько реле защиты, представленных сегодня на рынке, включают в себя мощность обработки данных, а также передовые средства связи. Эти и другие интеллектуальные реле могут включать EtherNet/IP, CANopen, PROFIBUS и другие протоколы связи для передачи данных об устройствах, контролируемых реле.

Большая часть этой серии подключений посвящена промышленным переключателям с внешним управлением, известным как реле. Однако показанный здесь компонент представляет собой коммутатор другого типа — сетевой коммутатор. Это ЛОГОТИП Siemens! 8 CSM (сокращение от Compact Switch Module) 12/24 — Промышленный Ethernet-коммутатор 6GK71771MA200AA0 предназначен для использования с LOGO! Логические модули — для расширения Ethernet-интерфейсов системы. Он обеспечивает одновременную связь с органами управления оператора и устройствами программирования, а также с другими контроллерами и даже с офисными сетями. Четыре порта RJ-45 поддерживают внешний доступ. Доступны два варианта продукта; этот работает от 12 и 24 В постоянного тока.

Соединение IO-Link, возможно, получило наибольшее распространение в реле для функций мониторинга… особенно для однофазных и трехфазных источников напряжения. Реле с поддержкой IO-Link обеспечивают непрерывный доступ к переменным, а также к сигналу , масштабирующему — в прошлом это было возможно только с ПЛК и элементами управления более высокого уровня. Короче говоря, масштабирование сигнала обеспечивает входящую и исходящую релейную связь для вывода системных значений и ввода новых уставок. Подробнее о распространении IO-Link читайте здесь и здесь.

Другие настраиваемые реле, принимающие SIM-карты, способны к сотовой связи для поддержки функций M2M в удаленных настройках. Такие интеллектуальные реле могут передавать инструкции и получать оповещения даже без беспроводной сети.

Если ПЛК являются подходящим выбором

Элементы управления, которые принимают форму ПЛК или включают в себя функции ПЛК, продолжают распространяться в операциях, требующих скоординированной системной автоматизации. ПЛК также превосходны там, где логические функции должны соответствовать реконфигурируемому оборудованию — например, для машин, участвующих в производстве партий размером до одной. Такие контроллеры хранят в памяти мгновенно доступные альтернативные процедуры. Показательный пример: каждый год выпускаются новые модели электромобилей, что требует ежегодного переоснащения производственной линии. Релейная логика потребует физического перемонтажа и добавления релейных модулей для внесения таких изменений. Это не проблема, если персонал на месте знаком с конструкцией (и может быть быстрее в некоторых случаях), но без таких технических специалистов ПЛК и средства управления более высокого уровня принимают программные параметрические обновления для быстрого запуска новых процедур автоматизации.

Этот логотип Siemens! 12/24 RCE — логический модуль 6ED1052-1MD08-0BA0 представляет собой микроПЛК. Он имеет информационный дисплей, степень защиты IP20 и возможность обработки 400 функциональных блоков. Он принимает входное напряжение 12/24 В постоянного тока и имеет восемь цифровых входов, четыре из которых также работают в аналоговом режиме при напряжении от 0 до 10 В. Программируемый через интерфейс Ethernet, этот ПЛК также может обмениваться данными с другими модулями LOGO! модулей и устройств SIMATIC S7. Встроенные приложения веб-сервера позволяют использовать определяемые пользователем веб-страницы (для визуализации системы) и подключение IIoT для мониторинга состояния системы на смартфонах и других мобильных устройствах. Этот ПЛК превосходен в дискретном и технологическом управлении функциями промышленного производства, управления зданием, транспортных систем, а также систем насосов и фильтров. Изображение предоставлено Automation24 Inc.

Многие ПЛК также могут обрабатывать массивы узлов ввода-вывода и добавлять цифровые вводы-выводы высокой плотности для минимизации размера стойки управления. ПЛК предоставляют диагностические функции для выявления неисправных точек ввода-вывода, требующих замены, что невозможно с устаревшими реле. Кроме того, дополнительные карты ПЛК могут удовлетворить потребность в дополнении устройствами, превышающими номинальные значения напряжения и тока существующих устройств ввода-вывода… и имеется множество вариантов для решения проблемы реактивности полевых устройств.

Этот ЛОГОТИП! 8 Модуль расширения AM2 от Siemens монтируется на DIN-рейку. Он добавляет дополнительные аналоговые входы к основному ПЛК. Другие модули расширения этой серии добавляют больше точек ввода/вывода и портов Ethernet. Изображение предоставлено Automation24 Inc.

ПЛК также становятся все более экономичными — в некоторых случаях они становятся конкурентоспособными по стоимости с конфигурациями реле-гнезда-соединителя с сопоставимыми возможностями. Во многом это связано со стоимостью установки последнего и усилиями технического специалиста, необходимыми для жесткого подключения релейных систем.

Хотя мы уже говорили о том, что некоторые интеллектуальные реле с особыми возможностями практически неотличимы от простых ПЛК, логика некоторых реле ограничена простым логическим управлением. Таким образом, там, где конструкция выходит за рамки очень специфических задач, традиционные реле, по крайней мере, требуют добавления счетчиков и реле времени и могут не выполнять всю диагностику, необходимую для оптимизации установки. Напротив, даже простые ПЛК способны выполнять подсчет, синхронизацию и диагностику, а также принимать перепрограммирование для меняющихся приложений.

ПЛК также облегчают добавление ЧМИ для удобочитаемой передачи информации о количестве циклов, состоянии системы и неисправностях. Теперь, когда ПЛК обеспечивают техническим специалистам большую доступность (с ноутбуками и смартфонами), их использование стало практичным для большего количества приложений. Фактически, самые передовые на сегодняшний день средства управления могут собирать и анализировать производственные данные (а также данные, получаемые от периферийных устройств со встроенными процессорами) для полного подключения к IIoT.

Этот 7-дюймовый. Цветной ЧМИ Siemens может управляться с помощью клавиатуры или сенсорного дисплея. Связь с контроллером осуществляется через PROFINET.

Где реле дополняют другие элементы управления

Мы рассмотрели ситуации, в которых лучше всего подходят реле, и те, для которых лучше всего подходят ПЛК. Но широкий спектр автоматизированных установок выигрывает от гибридных архитектур управления, которые объединяют комбинацию ПЛК и реле — электромеханических реле и твердотельных реле.

Например, ПЛК используют реле для переключения и управления сильноточными устройствами. В конце концов, ПЛК превосходно управляют небольшими электрическими нагрузками, такими как контакторы, сигнализаторы, индикаторы безопасности и катушки реле малой мощности. Напротив, усовершенствованные реле могут переключать большие нагрузки в несколько ампер и выше, связанные с электродвигателями, клапанами, линейными приводами и другими компонентами. Там, где особенно индуктивное полевое устройство угрожает повредить средства управления выбросами или пусковыми токами (или скачками напряжения), промежуточные реле могут (выступая в качестве расходуемого компонента) дополнять ПЛК. Твердотельные реле, в частности, отлично подходят для изоляции и защиты элементов управления от электромагнитных помех, особенно в конструкциях, которые управляют особенно индуктивными нагрузками… а реле защищают ПЛК от высоковольтных переходных процессов, когда нагрузки отключены. Разумеется, реле и ПЛК, используемые вместе, должны иметь электромагнитную совместимость.

В других конструкциях используются твердотельные реле или цифровой выход ПЛК в точках, требующих высокочастотного переключения, поскольку твердотельные устройства (с их теоретически бесконечным числом циклов) продлевают срок службы машины в таких ситуациях. В частности, SSR незаменимы для управления высокоскоростными компонентами в функциях синхронизации, распознавания и машинного зрения.

Во время модернизации части конструкции могут принимать обновление ПЛК, в то время как остальная часть установки продолжает работать от релейной панели. В конце концов, замена устаревших релейных систем улучшенными моделями может продлить срок службы панели управления. Это может означать замену электромеханических реле на твердотельные реле… потому что благодаря автоматизированной диагностике, доступной, в частности, с помощью современных протоколов на основе Ethernet, твердотельные реле могут обмениваться данными при возникновении сбоев.

В других местах реле дополняют различные комбинации управления и ввода/вывода. Вот почему многие компоненты ввода/вывода высокой плотности используют реле либо для преобразования напряжения, либо для усиления тока до доступных значений. Реле могут дополнять маломощный цифровой ввод-вывод высокой плотности на PAC для некоторых задач, выполняемых на традиционном сильноточном оборудовании. Такие гибридные установки чаще используются при модернизации… но независимо от этапа установки связь и логика PAC часто хорошо работают с релейными системами.

ПЛК также могут выиграть от помощи реле для преобразования различных напряжений полевых устройств для выходных сигналов в один стандарт (например, 24 В постоянного тока), если это все, что принимает ПЛК. Некоторые твердотельные реле могут даже выполнять обработку сигналов на этих входах, если это необходимо.

Другие инженеры соединяют реле и ПЛК, когда требуется адресация выходных сигналов — обычно вокруг системного ПЛК, где компоненты высокой мощности, с которыми ПЛК не может справиться. Некоторые модули ввода-вывода на DIN-рейку также предназначены для интеграции с реле для обеспечения безопасности и реле на ПЛК для распределенного управления полевыми устройствами, обеспечивающими функциональность IIoT.

Конечно, новые конструкции электромеханических реле и твердотельных реле имеют размытые границы между этими подтипами, а также между твердотельными реле и другими элементами управления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *