Jak relaje pomagają w ochronie przed przeciążeniami w systemach sterowania przemysłowego
Przekaźniki to elektromagnetyczne przełączniki szeroko stosowane w systemach sterowania przemysłowego do kontrolowania otwierania i zamykania obwodów. W kwestii ochrony przed przeciążeniami, przekaźniki wykrywają zmiany prądu, temperatury lub innych parametrów i szybko odłączają zasilanie lub uruchamiają mechanizmy ochronne, aby zapobiec uszkodzeniu sprzętu przez przeciążenie. Poniżej przedstawione są główne sposoby, w jakie przekaźniki osiągają ochronę przed przeciążeniami w systemach sterowania przemysłowego:
1. Termiczny Przekaźnik
Termiczny przekaźnik jest jednym z najbardziej powszechnych urządzeń do ochrony przed przeciążeniami, szczególnie dla silników elektrycznych. Działa na podstawie ciepła generowanego przez prąd, aby uruchomić mechanizm ochronny.
Zasada działania:
Termiczny przekaźnik zawiera dwumetalową taśmę wykonaną z dwóch metali o różnych współczynnikach rozszerzalności termicznej.
Gdy prąd płynący przez silnik przekracza jego nominalną wartość, prąd przechodzący przez termiczny przekaźnik nagrzewa dwumetalową taśmę, powodując jej deformację i otwarcie kontaktów, co prowadzi do odcięcia zasilania silnika.
Czas reakcji termicznego przekaźnika jest odwrotnie proporcjonalny do nasilenia przeciążenia: im większe przeciążenie, tym szybciej deformuje się dwumetalowa taśma, a tym szybciej otwierają się kontakty.
Właściwości:
Symuluje cechy grzania silnika: Termiczny przekaźnik jest zaprojektowany tak, aby symulować cechy grzania wirow silnika, dokładnie odzwierciedlając rzeczywiste warunki pracy silnika.
Odpowiedni do długoterminowej ochrony przed przeciążeniami: Jest bardzo wrażliwy na długotrwałe, niewielkie przeciążenia, co sprawia, że jest idealny do ochrony silników przed przegrzaniem w wyniku długotrwałych przeciążeń.
Automatyczne resetowanie: Po rozwiązaniu stanu przeciążenia, termiczny przekaźnik stygnie, a kontakty automatycznie zresetowują się, przywracając zasilanie.
Zastosowania:
Szeroko stosowany w procesach startu i pracy silników, szczególnie w zastosowaniach z częstymi startami, stopami lub zmiennymi obciążeniami.
2. Elektroniczny Przekaźnik Ochrony Przed Przeciążeniami
Elektroniczny przekaźnik ochrony przed przeciążeniami to nowoczesne urządzenie stosowane do ochrony przed przeciążeniami w systemach sterowania przemysłowego. Wykorzystuje obwody elektroniczne do monitorowania parametrów takich jak prąd, temperatura i zapewnia ochronę na podstawie ustawionych progów.
Zasada działania:
Elektroniczny przekaźnik ochrony przed przeciążeniami używa transformatora prądowego lub czujnika prądu do ciągłego monitorowania prądu płynącego przez silnik.
Gdy wykryty prąd przekracza ustawiony próg przeciążenia, przekaźnik wysyła sygnał do odcięcia zasilania silnika lub uruchomienia innych środków ochronnych.
Elektroniczne przekaźniki mogą również monitorować dodatkowe parametry, takie jak temperatura silnika, współczynnik mocy, nierównowaga faz i zapewniać kompleksową ochronę.
Właściwości:
Wysoka precyzja i szybka reakcja: Elektroniczne przekaźniki oferują wyższą precyzję i szybsze czasy reakcji, co pozwala im szybko wykrywać przeciążenia i podejmować działania.
Programowalne ustawienia: Użytkownicy mogą dostosować progi ochrony przed przeciążeniami, czasy opóźnienia i metody resetowania zgodnie z konkretnym typem silnika i warunkami obciążenia.
Wiele funkcji ochronnych: Oprócz ochrony przed przeciążeniami, elektroniczne przekaźniki mogą zapewniać ochronę przed utratą fazy, nierównowagą faz i warunkami zablokowanego wirnika.
Interfejsy komunikacyjne: Wiele elektronicznych przekaźników wyposażonych jest w interfejsy komunikacyjne (np. Modbus, Profibus) do integracji z PLC lub innymi systemami sterowania, umożliwiając zdalne monitorowanie i zarządzanie.
Zastosowania:
Odpowiedni dla zastosowań wymagających wysokiego poziomu ochrony, takich jak automatyczne linie produkcyjne, duże urządzenia przemysłowe i systemy pomp.
3. Kombinacja Bezpieczników i Przekaźników do Ochrony Przed Przeciążeniami
Bezpieczniki to proste urządzenia ochrony przed nadmiernym prądem, które szybko topią się, gdy prąd przekracza ich nominalną wartość, odcinając obwód. Chociaż bezpieczniki zapewniają szybką ochronę przed zwarciem, nie potrafią odróżnić normalnych prądów początkowych od prądów przeciążenia, dlatego często są używane w połączeniu z przekaźnikami do kompleksowej ochrony.
Zasada działania:
Bezpieczniki chronią obwód przed zwarciami i chwilowymi dużymi prądami, podczas gdy przekaźniki monitorują długotrwałe przeciążenia.
W przypadku zwarzenia, bezpiecznik natychmiast topi się i odciąga zasilanie; w przypadku przeciążenia, przekaźnik odłącza zasilanie na podstawie ustawionego progu i czasu opóźnienia.
Ta kombinacja zapewnia skuteczną ochronę zarówno przed zwarciami, jak i przeciążeniami.
Właściwości:
Podwójna ochrona: Bezpieczniki zapewniają szybką ochronę przed zwarciami, podczas gdy przekaźniki oferują długotrwałą ochronę przed przeciążeniami, tworząc podwójny mechanizm ochrony.
Kosztowo efektywne: Bezpieczniki są proste i tanie, co sprawia, że są odpowiednie dla małych urządzeń lub aplikacji wrażliwych na koszty.
Zastosowania:
Odpowiednie dla małych i średnich silników, urządzeń domowych, systemów oświetleniowych i innych zastosowań o niskiej mocy.
4. Skoordynowana Ochrona z Kontaktorami i Przekaźnikami
Kontaktor to wysokoprądowy elektromagnetyczny przełącznik używany do sterowania startem i zatrzymaniem silników elektrycznych. Kontaktory są często używane w połączeniu z przekaźnikami, tworząc kompleksowy system ochrony przed przeciążeniami.
Zasada działania:
Kontaktor kontroluje główny obwód silnika, podczas gdy przekaźnik monitoruje warunki przeciążenia.
Gdy przekaźnik wykryje przeciążenie, wysyła sygnał do dezenergetyzowania cewki kontaktora, odłączając zasilanie silnika.
Skoordynowane działanie kontaktorów i przekaźników zapewnia, że zasilanie jest szybko odłączone w przypadku przeciążenia, chroniąc silnik i inne urządzenia.
Właściwości:
Wysoka zdolność do przeprowadzania dużych prądów: Kontaktory mogą obsługiwać duże prądy, co sprawia, że są odpowiednie dla silników o wysokiej mocy.
Sterowanie zdalne: Kontaktory mogą być sterowane zdalnie za pomocą PLC lub innych systemów sterowania, ułatwiając operacje automatyczne.
Bezpieczeństwo i niezawodność: Kombinacja kontaktorów i przekaźników zapewnia niezawodną ochronę przed przeciążeniami, gwarantując bezpieczne działanie sprzętu.
Zastosowania:
Odpowiednie dla dużych urządzeń przemysłowych, automatycznych linii produkcyjnych, systemów windowych i innych zastosowań o wysokiej mocy.
Podsumowanie
Przekaźniki pomagają osiągnąć ochronę przed przeciążeniami w systemach sterowania przemysłowego poprzez różne metody, w tym:
Termiczne przekaźniki: Symulując cechy grzania silnika, zapewniają długotrwałą ochronę przed przeciążeniami, zwłaszcza dla procesów startu i pracy silników.
Elektroniczne przekaźniki ochrony przed przeciążeniami: Korzystając z obwodów elektronicznych do monitorowania prądu, temperatury i innych parametrów, oferują wysokoprecyzyjną, szybko reagującą ochronę przed przeciążeniami z wieloma dodatkowymi funkcjami ochronnymi.
Kombinacja bezpieczników i przekaźników: Bezpieczniki zapewniają szybką ochronę przed zwarciami, podczas gdy przekaźniki oferują długotrwałą ochronę przed przeciążeniami, tworząc podwójny mechanizm ochrony.
Skoordynowane działanie kontaktorów i przekaźników: Kontaktory obsługują duże prądy, podczas gdy przekaźniki monitorują przeciążenia, zapewniając szybkie odłączenie zasilania w przypadku przeciążeń.
