چگونه رله ها در سیستم های کنترل صنعتی به محافظت علیه بار مازاد کمک می کنند
رلهها که میتوانند سوئیچهای الکترومغناطیسی در نظر گرفته شوند، به طور گسترده در سیستمهای کنترل صنعتی برای کنترل باز و بسته شدن مدار استفاده میشوند. از نظر حفاظت از بار زیاد، رلهها تغییرات جریان، دما یا پارامترهای دیگر را تشخیص میدهند و به سرعت تأمین برق را قطع میکنند یا مکانیزمهای محافظ را فعال میکنند تا از خسارت به تجهیزات به دلیل بار زیاد جلوگیری شود. زیرا روشهای اصلی که رلهها از آنها برای حفاظت از بار زیاد در سیستمهای کنترل صنعتی استفاده میکنند عبارتند از:
1. رله حرارتی
رله حرارتی یکی از رایجترین دستگاهها برای حفاظت از بار زیاد، به ویژه برای موتورهای الکتریکی است. این رله بر اساس گرمای تولید شده توسط جریان عمل میکند تا مکانیزم محافظ فعال شود.
اصول کار:
رله حرارتی شامل یک لایه دو فلزی از دو فلز با ضرایب گسترش حرارتی متفاوت است.
وقتی جریان موتور از مقدار اسمی آن فراتر رود، جریان عبوری از رله حرارتی لایه دو فلزی را گرم میکند و باعث تغییر شکل آن میشود و در نتیجه تماسها باز میشوند و برق موتور قطع میشود.
زمان پاسخ رله حرارتی به طور معکوس با شدت بار زیاد متناسب است: هرچه بار زیاد شدیدتر باشد، لایه دو فلزی سریعتر تغییر شکل میدهد و تماسها سریعتر باز میشوند.
ویژگیها:
شبیهسازی مشخصات گرمایی موتور: رله حرارتی طراحی شده است تا مشخصات گرمایی پیچکهای موتور را شبیهسازی کند و وضعیت عملیاتی واقعی موتور را دقیق نشان دهد.
مناسب برای حفاظت از بار زیاد بلندمدت: این رله به بار زیاد طولانی و کم شدت حساس است و برای محافظت از موتور از گرم شدن ناشی از بار زیاد بلندمدت مناسب است.
بازنشانی خودکار: پس از حل شرایط بار زیاد، رله حرارتی خنک میشود و تماسها به صورت خودکار بازنشانی میشوند و برق بازگردانده میشود.
کاربردها:
به طور گسترده در فرآیندهای شروع و اجرای موتورها، به ویژه در کاربردهایی با شروع و توقف مکرر یا بار متغیر استفاده میشود.
2. رله بار زیاد الکترونیکی
رله بار زیاد الکترونیکی یک دستگاه مدرن برای حفاظت از بار زیاد در سیستمهای کنترل صنعتی است. این رله از مدارهای الکترونیکی برای نظارت بر پارامترهایی مانند جریان، دما و ارائه حفاظت بر اساس آستانههای تنظیم شده استفاده میکند.
اصول کار:
رله بار زیاد الکترونیکی از یک ترانسفورماتور جریان یا سنسور جریان برای نظارت مداوم بر جریان موتور استفاده میکند.
وقتی جریان تشخیص داده شده از آستانه بار زیاد تنظیم شده فراتر رود، رله سیگنالی برای قطع برق موتور یا فعال کردن مکانیزمهای محافظ دیگر ارسال میکند.
رلههای الکترونیکی میتوانند پارامترهای اضافی مانند دمای موتور، عامل توان، عدم تعادل فاز و غیره را نیز نظارت کرده و حفاظت جامع ارائه دهند.
ویژگیها:
دقیقی و پاسخ سریع: رلههای الکترونیکی دقت بالاتر و زمان پاسخ سریعتری دارند که به آنها اجازه میدهد بار زیاد را تشخیص داده و سریعاً عمل کنند.
تنظیمات برنامهپذیر: کاربران میتوانند آستانههای حفاظت از بار زیاد، زمانهای تأخیر و روشهای بازنشانی را بر اساس نوع موتور و شرایط بار خاص تنظیم کنند.
عملکردهای حفاظتی چندگانه: علاوه بر حفاظت از بار زیاد، رلههای الکترونیکی میتوانند حفاظت از فقدان فاز، عدم تعادل فاز و شرایط قفل شدن روتر ارائه دهند.
رابطهای ارتباطی: بسیاری از رلههای الکترونیکی با رابطهای ارتباطی (مانند Modbus، Profibus) برای یکپارچهسازی با PLCها یا سیستمهای کنترل دیگر تجهیز شدهاند که امکان نظارت و مدیریت دوردست را فراهم میکنند.
کاربردها:
مناسب برای کاربردهایی که نیاز به سطح بالایی از حفاظت دارند، مانند خطوط تولید خودکار، تجهیزات صنعتی بزرگ و سیستمهای پمپ.
3. ترکیب فیوزها و رلهها برای حفاظت از بار زیاد
فیوزها دستگاههای حفاظتی ساده از جریان زیاد هستند که وقتی جریان از مقدار اسمی خود فراتر رود، سریعاً ذوب میشوند و مدار را قطع میکنند. در حالی که فیوزها حفاظت سریع از کوتاهمداری را ارائه میدهند، اما قادر به تشخیص بین جریانهای نفوذی عادی و جریانهای بار زیاد نیستند، بنابراین معمولاً با رلهها ترکیب میشوند تا حفاظت جامع ارائه شود.
اصول کار:
فیوزها مدار را از کوتاهمداری و جریانهای بلندمدت بالا محافظت میکنند، در حالی که رلهها بار زیاد بلندمدت را نظارت میکنند.
در صورت کوتاهمداری، فیوز سریعاً ذوب میشود و برق را قطع میکند؛ در صورت بار زیاد، رله بر اساس آستانه و زمان تأخیر تنظیم شده برق را قطع میکند.
این ترکیب اطمینان حفاظت مؤثر از هر دو کوتاهمداری و بار زیاد را میدهد.
ویژگیها:
حفاظت دوگانه: فیوزها حفاظت سریع از کوتاهمداری را ارائه میدهند، در حالی که رلهها حفاظت بلندمدت از بار زیاد را ارائه میدهند و یک مکانیزم حفاظتی دوگانه را تشکیل میدهند.
اقتصادی: فیوزها ساده و ارزان قیمت هستند و برای دستگاههای کوچک یا کاربردهای حساس به هزینه مناسب هستند.
کاربردها:
مناسب برای موتورهای کوچک تا متوسط، وسایل خانگی، سیستمهای روشنایی و کاربردهای توان پایین.
4. حفاظت هماهنگ با کنتاکتورها و رلهها
کنتاکتور یک سوئیچ الکترومغناطیسی با توان بالا است که برای کنترل شروع و توقف موتورهای الکتریکی استفاده میشود. کنتاکتورها معمولاً با رلهها ترکیب میشوند تا یک سیستم حفاظت از بار زیاد کامل تشکیل دهند.
اصول کار:
کنتاکتور مدار اصلی موتور را کنترل میکند، در حالی که رله شرایط بار زیاد را نظارت میکند.
وقتی رله بار زیاد را تشخیص میدهد، سیگنالی برای بیانرژی کردن سیم پیچ کنتاکتور ارسال میکند و برق موتور را قطع میکند.
عملکرد هماهنگ کنتاکتورها و رلهها اطمینان میدهد که در صورت بار زیاد، تأمین برق سریعاً قطع شود و موتور و تجهیزات دیگر محافظت شوند.
ویژگیها:
توان تحمل جریان بالا: کنتاکتورها میتوانند جریانهای بالا را تحمل کنند و برای موتورهای با توان بالا مناسب هستند.
کنترل دوردست: کنتاکتورها میتوانند از طریق PLCها یا سیستمهای کنترل دیگر به صورت دوردست کنترل شوند و عملیات خودکار را تسهیل کنند.
امن و قابل اعتماد: ترکیب کنتاکتورها و رلهها حفاظت قابل اعتماد از بار زیاد را ارائه میدهد و امنیت عملیات تجهیزات را تضمین میکند.
کاربردها:
مناسب برای تجهیزات صنعتی بزرگ، خطوط تولید خودکار، سیستمهای آسانسور و کاربردهای توان بالا.
خلاصه
رلهها از طریق روشهای مختلف به دستیابی به حفاظت از بار زیاد در سیستمهای کنترل صنعتی کمک میکنند، از جمله:
رلههای حرارتی: با شبیهسازی مشخصات گرمایی موتور، آنها حفاظت بلندمدت از بار زیاد را ارائه میدهند، به ویژه برای فرآیندهای شروع و اجرای موتور.
رلههای بار زیاد الکترونیکی: با استفاده از مدارهای الکترونیکی برای نظارت بر جریان، دما و پارامترهای دیگر، آنها حفاظت از بار زیاد با دقت بالا و پاسخ سریع با عملکردهای حفاظتی اضافی چندگانه را ارائه میدهند.
ترکیب فیوزها و رلهها: فیوزها حفاظت سریع از کوتاهمداری را ارائه میدهند، در حالی که رلهها حفاظت بلندمدت از بار زیاد را ارائه میدهند و یک مکانیزم حفاظتی دوگانه را تشکیل میدهند.
عملکرد هماهنگ کنتاکتورها و رلهها: کنتاکتورها جریانهای بالا را تحمل میکنند، در حالی که رلهها شرایط بار زیاد را نظارت میکنند و اطمینان میدهند که در صورت بار زیاد، تأمین برق سریعاً قطع شود.
