YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. بررسی می کند که چرارله الکترومغناطیسیعلیرغم رشد فناوری های سوئیچینگ دیجیتال و حالت جامد، در سیستم های کنترل صنعتی رایج است.
سیستمهای کنترل صنعتی با PLCها، حسگرها، درایوهای فرکانس متغیر، نظارت از راه دور و کنترلکنندههای شبکه بهطور قابل توجهی تغییر کردهاند. با این حال، بسیاری از کابینتهای کنترل هنوز حاوی رلههای الکترومکانیکی معمولی هستند. استفاده مداوم از آنها صرفاً مربوط به طراحی تجهیزات قدیمی نیست. در بسیاری از کاربردها، ساختار رله پایه هنوز هم ترکیبی عملی از جداسازی الکتریکی، سوئیچینگ مستقیم و کنترل مدار انعطاف پذیر را فراهم می کند.
عملکرد اصلی یک رله تغییر نکرده است: یک سیگنال کنترل نسبتا کوچک، کنتاکت ها را در مدار دیگری به کار می گیرد. این جداسازی زمانی مفید است که کنترلر و بار کنترل شده دارای مشخصات الکتریکی متفاوتی باشند.
به عنوان مثال، یک خروجی PLC ممکن است برای تغییر مستقیم کنتاکتور موتور، شیر برقی، مدار هشدار یا بار دیگر در نظر گرفته نشود. یک رله می تواند بین کنترل کننده و بار قرار گیرد و یک رابط سوئیچینگ اضافی را فراهم کند.
سه ویژگی به ویژه مرتبط است:
این ویژگی ها رله ها را حتی زمانی که سیستم کنترل اطراف بسیار خودکار است مفید می کند.
تجهیزات اتوماسیون مدرن اغلب مدارهای کنترل الکترونیکی ولتاژ پایین را با بارهای ولتاژ بالاتر ترکیب می کنند. این مدارها نیاز به تعامل دارند بدون اینکه لزوماً مستقیماً متصل شوند.
یک رله الکترومغناطیسی از یک سیم پیچ و مکانیسم تماس برای ایجاد این جداسازی استفاده می کند. هنگامی که سیم پیچ برق می گیرد، میدان مغناطیسی آن یک آرمیچر را حرکت می دهد و وضعیت کنتاکت ها را تغییر می دهد.
بنابراین مدار کنترل رله را بدون حمل مستقیم جریان بار از طریق خروجی کنترلر کار می کند.
| کنترل مورد نیاز | عملکرد رله |
|---|---|
| مدارهای کنترل و بار را جدا کنید | از جداسازی سیم پیچ به تماس استفاده می کند |
| سطح ولتاژ متفاوتی را سوئیچ کنید | کنتاکت ها مستقل از ولتاژ سیم پیچ کار می کنند |
| چندین مسیر مدار را کنترل کنید | تنظیمات تماس مختلف در دسترس هستند |
| یک حالت سوئیچینگ فیزیکی ارائه کنید | کنتاکت ها به وضوح با یک حالت الکتریکی مطابقت دارند |
این چیدمان در کابینت های کنترلی که سطوح مختلف ولتاژ و عملکردهای مدار ترکیب می شوند مفید باقی می ماند.
سوئیچینگ حالت جامد در کاربردهایی که نیاز به عملکرد بسیار سریع یا فرکانس سوئیچینگ بسیار بالا دارند، دارای مزایایی است. با این حال، تماس های فیزیکی برای بسیاری از بارهای صنعتی معمولی مفید باقی می مانند.
یک کنتاکت مکانیکی یک حالت باز یا بسته به وضوح تعریف شده را فراهم می کند. همچنین می توان آن را با توجه به بار الکتریکی مورد نیاز و پیکربندی مدار انتخاب کرد.
ترتیبات تماس مشترک عبارتند از:
این انعطافپذیری به یک رله اجازه میدهد تا وظایف کنترلی مختلف را بدون تغییر اصل عملیاتی انجام دهد.
بنابراین، برای طراحان تجهیزات، انتخاب کمتر در مورد این است که آیا سوئیچینگ مکانیکی یا الکترونیکی به طور کلی بهتر است و بیشتر در مورد اینکه کدام فناوری با مدار مطابقت دارد.
ماشین های صنعتی به ندرت فقط به یک نوع عمل سوئیچینگ نیاز دارند. یک سیگنال کنترل ممکن است نیاز به راه اندازی یک مدار در حین قطع اتصال دیگر داشته باشد یا سیگنال وضعیت را به ورودی کنترل جداگانه ارائه دهد.
یک رله با کنتاکت های تعویض می تواند این نوع سوئیچینگ را از طریق یک حرکت مکانیکی انجام دهد.
به عنوان مثال:
| مورد نیاز | هماهنگی تماس احتمالی |
|---|---|
| یک مدار را هنگام روشن شدن روشن کنید | به طور معمول باز است |
| یک مدار را با برق قطع کنید | به طور معمول بسته است |
| انتقال بین دو مدار | تغییر |
| مسیرهای کنترل جداگانه را ارائه دهید | مجموعه تماس های متعدد |
این یکی از دلایلی است که رله های معمولی همچنان در تابلوهای کنترل ماشین و کابینت های برق ظاهر می شوند.
یکی از محدودیت های مهم رله های مکانیکی این است که تماس ها و قطعات متحرک آنها سایش فیزیکی را تجربه می کنند. هر چرخه سوئیچینگ شامل حرکت آرمیچر و سطوح تماس است.
برای برنامه هایی با فرکانس سوئیچینگ نسبتاً متوسط، این ممکن است محدودیت قابل توجهی ایجاد نکند. برای تجهیزاتی که به سرعت یا به طور مداوم سوئیچ می شوند، طراحان ممکن است جایگزین های حالت جامد را در نظر بگیرند.
بنابراین مشخصات عملیاتی مهم است.
رله ممکن است زمانی مناسب باشد که یک سیستم به موارد زیر نیاز داشته باشد:
طول عمر واقعی به عواملی مانند نوع بار، جریان سوئیچینگ، ولتاژ، فرکانس کاری، مواد تماس و شرایط محیطی بستگی دارد.
هنگامی که کنتاکت ها تحت بار باز یا بسته می شوند، شرایط الکتریکی در سطح تماس می تواند گرما، قوس الکتریکی و انتقال مواد ایجاد کند. تعویض مکرر به تدریج سطوح تماس را تحت تأثیر قرار می دهد.
به همین دلیل، مواد تماس بخش مهمی از طراحی رله است.
مواد تماسی مبتنی بر نقره به دلیل رسانایی الکتریکی و مناسب بودن برای کاربردهای تماسی معمولاً در سوئیچینگ الکتریکی استفاده می شوند. با این حال، ماده مناسب به بار الکتریکی و شرایط عملیاتی بستگی دارد تا به نام ماده به تنهایی.
عملکرد تماس تحت تأثیر چندین عامل است:
| عامل | اثر |
|---|---|
| سطح فعلی | گرمایش تماسی را تحت تأثیر قرار می دهد |
| ولتاژ | بر روی قوس در حین جداسازی تاثیر می گذارد |
| نوع بار | بارهای القایی می توانند استرس سوئیچینگ بیشتری ایجاد کنند |
| فرکانس سوئیچینگ | تعیین می کند که مخاطبین چند وقت یکبار سایش را تجربه می کنند |
| مواد تماس | بر هدایت و رفتار سایش تأثیر می گذارد |
این امر به ویژه در تجهیزات صنعتی که به طور مکرر در مدت زمان طولانی کار می کنند مرتبط است.
یکی دیگر از دلایل استفاده مداوم آنها یکپارچه سازی مستقیم است. سیستمهای کنترل صنعتی اغلب شامل معماریهای سیمکشی با استفاده از بلوکهای ترمینال، کنتاکتورها، قطع کنندههای مدار، PLC، تایمرها و رلهها هستند.
یک رله می تواند به عنوان یک عنصر کلیدزنی میانی بدون نیاز به تغییرات عمده در مفهوم کنترل کلی نصب شود.
این زمانی مفید است که:
اصل کار آشنا نیز عیب یابی را نسبتاً مستقیم می کند. تکنسین ها می توانند مدار سیم پیچ، وضعیت تماس، سیم کشی و بار متصل را به طور جداگانه بررسی کنند.
استفاده مداوم از رلههای مکانیکی بهویژه در تجهیزاتی قابل مشاهده است که کلیدزنی ساده الکتریکی مهمتر از عملکرد بسیار سریع است.
رله ها می توانند خروجی های کنترلر را با موتورها، شیرها، نشانگرها، آلارم ها و سایر بارهای الکتریکی ارتباط دهند.
آنها می توانند یک مرحله سوئیچینگ میانی بین کنترل کننده های الکترونیکی و دستگاه های میدانی فراهم کنند.
رله ها می توانند مدارهای کمکی را مدیریت کرده و جداسازی الکتریکی بین قسمت های مختلف یک سیستم کنترل را فراهم کنند.
ماشینهای موجود ممکن است از معماریهای کنترلی مبتنی بر رله استفاده کنند که به جای طراحی مجدد کامل، برای نگهداری عملی باقی میمانند.
افزایش در دسترس بودن رله های حالت جامد، رله های مکانیکی را حذف نکرده است. در عوض، این دو فناوری اغلب با توجه به نیازهای عملیاتی مختلف انتخاب می شوند.
| در نظر گرفتن | رله الکترومغناطیسی | رله حالت جامد |
|---|---|---|
| مکانیزم سوئیچینگ | تماس های مکانیکی | دستگاه های نیمه هادی |
| پوشیدن تماس فیزیکی | بله | بدون سایش تماس مکانیکی |
| عایق برق | از طریق ساختار رله در دسترس است | از طریق طراحی عایق الکترونیکی موجود است |
| سرعت سوئیچینگ | به طور کلی متوسط | به طور کلی سریع تر |
| رفتار گرمایی | عمدتاً به مخاطبین و بار بستگی دارد | اتلاف گرمای نیمه هادی می تواند مهم باشد |
| بهترین تناسب | سوئیچینگ صنعتی معمولی | سوئیچینگ الکترونیکی با فرکانس بالا یا سریع |
هیچ کدام از این دو نوع به طور خودکار برای هر برنامه ای مناسب نیستند. مشخصات بار، فرکانس سوئیچینگ، الزامات جداسازی، شرایط نصب و عمر مورد انتظار باید با هم در نظر گرفته شوند.
اتوماسیون صنعتی همیشه به جدیدترین فناوری سوئیچینگ نیاز ندارد. تجهیزات اغلب به اجزایی نیاز دارند که به راحتی قابل ادغام، درک، آزمایش و جایگزینی باشند.
رله الکترومغناطیسی همچنان این الزامات را در بسیاری از کاربردهای کنترلی برآورده میکند، زیرا اصل کارکرد آن ساده است: انرژی دادن به یک سیم پیچ، حرکت یک سیستم تماس مکانیکی و تغییر وضعیت مدار.
همین سادگی، شناسایی محدودیتهای آن را آسانتر میکند. سایش تماس، قوس، فرکانس سوئیچینگ، قدرت سیم پیچ و ویژگی های بار را می توان در طول طراحی مدار ارزیابی کرد.
از آنجایی که سیستمهای کنترل صنعتی به ترکیب PLCها، ارتباطات دیجیتال و کنترلکنندههای الکترونیکی ادامه میدهند، رلههای مکانیکی در مواردی که سوئیچینگ تماس فیزیکی و جداسازی مدار مورد نیاز است، مفید باقی میمانند. YIJIA Industrial Electrical Co., Ltd. قطعات کنترل صنعتی از جمله رله ها، کنتاکتورهای AC، کلیدهای دکمه فشاری، لامپ های سیگنال و محصولات مرتبط را تولید می کند. حضور مستمر رله الکترومغناطیسی در کابینتهای کنترل مدرن نشاندهنده یک انتخاب مهندسی عملی است: زمانی که برنامه نیاز به سوئیچینگ مکانیکی ایزوله و قابل تنظیم دارد، یک رله معمولی همچنان میتواند کار مورد نیاز را بدون پیچیدگی غیر ضروری انجام دهد.
