YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. досліджує, чомуЕлектромагнітне релезалишається поширеним у промислових системах управління, незважаючи на зростання твердотільних і цифрових комутаційних технологій.
Промислові системи управління значно змінилися завдяки ПЛК, датчикам, частотно-регульованим приводам, дистанційному моніторингу та мережевим контролерам. Проте багато шаф управління все ще містять звичайні електромеханічні реле. Їх подальше використання не є просто питанням старої конструкції обладнання. У багатьох додатках базова структура реле все ще забезпечує практичну комбінацію електричної ізоляції, прямого перемикання та гнучкого керування схемою.
Основна функція реле не змінилася: відносно невеликий керуючий сигнал керує контактами в іншому ланцюзі. Це розділення корисно, коли контролер і контрольоване навантаження мають різні електричні характеристики.
Наприклад, вихід ПЛК не може бути призначений для безпосереднього перемикання контактора двигуна, соленоїда, ланцюга сигналізації або іншого навантаження. Реле може знаходитися між контролером і навантаженням, забезпечуючи додатковий комутаційний інтерфейс.
Особливо важливі три характеристики:
Ці характеристики роблять реле корисними навіть тоді, коли навколишня система керування високоавтоматизована.
Сучасне обладнання автоматизації часто поєднує електронні схеми керування низькою напругою з навантаженнями більшої напруги. Ці схеми повинні взаємодіяти, не обов’язково з’єднуючись безпосередньо.
Електромагнітне реле використовує котушку та контактний механізм для створення цього розділення. Коли котушка знаходиться під напругою, її магнітне поле переміщує якір, змінюючи стан контактів.
Таким чином, схема керування керує реле без безпосереднього проходження струму навантаження через вихід контролера.
| Контрольні вимоги | Функція реле |
|---|---|
| Окремі контури керування та навантаження | Використовує ізоляцію від котушки до контакту |
| Перемкніть інший рівень напруги | Контакти працюють незалежно від напруги котушки |
| Керуйте кількома контурами | Доступні різні конфігурації контактів |
| Забезпечте фізичний стан перемикання | Контакти видимо відповідають електричному стану |
Таке розташування залишається корисним у шафах керування, де поєднуються різні рівні напруги та функції схеми.
Твердотільний комутатор має переваги в програмах, які вимагають надзвичайно швидкої роботи або дуже високої частоти комутації. Однак фізичні контакти залишаються корисними для багатьох звичайних промислових навантажень.
Механічний контакт забезпечує чітко визначений відкритий або закритий стан. Його також можна вибрати відповідно до необхідного електричного навантаження та конфігурації схеми.
Загальні контакти включають:
Ця гнучкість дозволяє одному реле виконувати різні завдання керування без зміни основного принципу роботи.
Тому для розробників обладнання вибір залежить не лише від того, чи є кращим механічне чи електронне перемикання, а більше від того, яка технологія підходить для схеми.
Промислові машини рідко потребують лише одного типу перемикання. Сигналу керування може знадобитися запустити одну схему, одночасно від’єднуючи іншу, або надати сигнал стану на окремий вхід керування.
Реле з перемикаючими контактами може виконувати цей тип перемикання одним механічним рухом.
Наприклад:
| Вимога | Можлива домовленість про контакт |
|---|---|
| Увімкніть ланцюг під напругою | Нормально відкритий |
| Розірвати ланцюг під напругою | Нормально закритий |
| Передача між двома контурами | Зміна |
| Надайте окремі шляхи керування | Кілька наборів контактів |
Це одна з причин, чому звичайні реле продовжують з’являтися на панелях керування машинами та електричних шафах.
Одним з важливих обмежень механічних реле є фізичний знос їхніх контактів і рухомих частин. Кожен цикл перемикання включає рух арматури та контактних поверхонь.
Для додатків із відносно помірною частотою перемикання це може не створювати істотних обмежень. Для обладнання, яке перемикається надзвичайно швидко або постійно, розробники можуть розглянути твердотільні альтернативи.
Тому робочий профіль має значення.
Реле може бути доречним, коли система потребує:
Фактичний термін служби залежить від таких факторів, як тип навантаження, струм комутації, напруга, робоча частота, матеріал контакту та умови навколишнього середовища.
Коли контакти розмикаються або замикаються під навантаженням, електричні умови на поверхні контакту можуть спричинити нагрівання, дугу та передачу матеріалу. Повторне перемикання поступово впливає на контактні поверхні.
З цієї причини контактний матеріал є важливою частиною конструкції реле.
Контактні матеріали на основі срібла зазвичай використовуються в електричній комутації через їх електропровідність і придатність для контактних застосувань. Однак відповідний матеріал залежить від електричного навантаження та умов експлуатації, а не лише від назви матеріалу.
На продуктивність контакту впливає кілька факторів:
| Фактор | Ефект |
|---|---|
| Поточний рівень | Впливає на контактний нагрів |
| Напруга | Впливає на утворення дуги під час відриву |
| Тип навантаження | Індуктивні навантаження можуть створити більшу напругу перемикання |
| Частота перемикання | Визначає, як часто зношуються контакти |
| Контактний матеріал | Впливає на провідність і зношування |
Це особливо важливо для промислового обладнання, яке працює неодноразово протягом тривалого часу.
Іншою причиною їх подальшого використання є проста інтеграція. Промислові системи управління часто містять усталену архітектуру проводки з використанням клемних блоків, контакторів, автоматичних вимикачів, ПЛК, таймерів і реле.
Реле можна встановити як проміжний комутаційний елемент, не вимагаючи серйозних змін у загальній концепції керування.
Це корисно, коли:
Знайомий принцип роботи також робить пошук несправностей відносно простим. Техніки можуть окремо перевірити ланцюг котушки, стан контактів, проводку та підключене навантаження.
Постійне використання механічних реле особливо помітно в обладнанні, де просте електричне перемикання важливіше, ніж надзвичайно висока швидкість роботи.
Реле можуть сполучати виходи контролера з двигунами, клапанами, індикаторами, сигналами тривоги та іншими електричними навантаженнями.
Вони можуть забезпечувати проміжний етап комутації між електронними контролерами та польовими пристроями.
Реле можуть керувати допоміжними ланцюгами та забезпечувати електричне розділення між різними частинами системи керування.
Існуючі машини можуть використовувати архітектури керування на основі реле, які залишаються практичними в обслуговуванні, а не повністю перепроектовані.
Зростаюча доступність твердотільних реле не позбулася механічних реле. Натомість дві технології часто вибираються відповідно до різних робочих вимог.
| Розгляд | Електромагнітне реле | Твердотільні реле |
|---|---|---|
| Механізм перемикання | Механічні контакти | Напівпровідникові прилади |
| Фізичний контактний знос | так | Відсутність механічного контактного зносу |
| Електрична ізоляція | Доступний через структуру реле | Доступний через дизайн електронної ізоляції |
| Швидкість перемикання | Загалом помірний | Загалом швидше |
| Теплова поведінка | В основному залежить від контактів і навантаження | Розсіювання тепла напівпровідників може бути важливим |
| Найкраще підходить | Звичайна промислова комутація | Високочастотна або швидка електронна комутація |
Жоден тип автоматично не підходить для кожного застосування. Характеристики навантаження, частота комутації, вимоги до ізоляції, умови встановлення та очікуваний термін служби слід розглядати разом.
Для промислової автоматизації не завжди потрібні новітні комутаційні технології. Обладнанню часто потрібні компоненти, які легко інтегрувати, зрозуміти, протестувати та замінити.
Електромагнітне реле продовжує відповідати цим вимогам у багатьох додатках керування, оскільки його принцип дії простий: подайте напругу на котушку, перемістіть механічну контактну систему та змініть стан ланцюга.
Ця простота також полегшує визначення його обмежень. Знос контактів, дуга, частота комутації, потужність котушки та характеристики навантаження можуть бути оцінені під час проектування схеми.
Оскільки промислові системи керування продовжують включати ПЛК, цифровий зв’язок та електронні контролери, механічні реле залишаються корисними там, де потрібні фізичне перемикання контактів та ізоляція ланцюга. YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. виробляє промислові компоненти керування, включаючи реле, контактори змінного струму, кнопкові перемикачі, сигнальні лампи та супутні товари. Постійна присутність електромагнітного реле в сучасних шафах управління відображає практичний інженерний вибір: коли застосування потребує ізольованого, настроюваного механічного перемикання, звичайне реле може виконувати потрібне завдання без зайвої складності.
