راهنمای کاربرد فنی و انتخاب رله‌های زمانی
I. مروری بر راه‌حل
این راه‌حل به منظور بیان سیستماتیک نقش کلیدی، اصول فنی، انتخاب کاربرد و توسعه آینده رله‌های زمان در سیستم‌های کنترل خودکار صنعتی مدرن طراحی شده است. به عنوان یک جزء اصلی که با استفاده از مدارهای الکترونیکی کنترل تأخیر دقیق را امکان‌پذیر می‌سازد، عملکرد رله‌های زمان مستقیماً بر دقت منطق زمانی و قابلیت اطمینان عملیاتی کل سیستم کنترل تأثیر می‌گذارد. این سند تجزیه و تحلیل عمیقی از ویژگی‌های اصلی آنها، دو رویکرد فنی پیاده‌سازی نمونه و به طور خاص پیشنهادات طراحی سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) برای محیط‌های صنعتی پیچیده ارائه می‌دهد. این مجموعه به عنوان یک راهنمای جامع برای مشتریان برای انتخاب و استفاده از محصولات رله زمان مناسب عمل می‌کند.
II. وظایف اصلی و مزایای رله‌های زمان
با توجه به اطلاعات پایه‌ای ارائه شده، رله‌های زمان الکترونیکی مدرن عملکردی بسیار بهتر از نوع مکانیکی سنتی دارند:
- وظایف تأخیر گسترده: حمایت از حالت‌های مختلف مانند تأخیر روشن، تأخیر خاموش، تنظیم زمانی فاصله‌ای و تأخیر شروع ستاره-دلتا، برای برآوردن نیازهای منطق زمانی پیچیده از کنترل موتور تا عملیات شروع-توقف فرآیند.
- تنظیم و نمایش انعطاف‌پذیر: ارائه روش‌های تنظیم متعدد، از جمله تنظیم آنالوگ با پتانسیومتر، تنظیم دیجیتال با دیپ اسمیت و برنامه‌نویسی با کلید، همراه با نمایشگرهای LED یا لوله دیجیتال برای راحتی تنظیم پارامترها و نظارت بر وضعیت. دقت بالا و عملکرد شهودی.
- انتخاب گسترده پایه زمانی: محدوده پایه زمانی شامل ۰.۰۱ ثانیه تا ۱ ساعت یا حتی گسترده‌تر. تأخیرهای مختلف با استفاده از تکنولوژی تقسیم فرکانسی به دست می‌آیند که اجازه می‌دهد یک محصول برای انواع سناریوهای زمانی با کاربرد گسترده مناسب باشد.
III. توضیح دقیق راه‌حل‌های فنی نمونه و مرجع انتخاب
محصولات اصلی موجود در بازار عمدتاً بر اساس دو راه‌حل فنی زیر بنا شده‌اند، و ویژگی‌های آنها در زیر مقایسه شده است:
|
نوع راه‌حل |
اصل کار اصلی |
مزایا |
معایب |
سناریوهای قابل اجرا |
|
راه‌حل IC تقسیم فرکانس CMOS (مانند CD4060) |
استفاده از مولفه‌های RC خارجی (مقاومت Rt، خازن Cr) برای تشکیل یک اسیلاتور که فرکانس مرجع را تولید می‌کند، که توسط یک تقسیم‌کننده فرکانس داخلی ۱۴ مرحله‌ای تقسیم می‌شود تا تأخیر مورد نظر به دست آید. |
ساختار مدار ساده، هزینه کم و تنظیم زمانی پیوسته (با پتانسیومتر). |
دقت و پایداری به طور قابل توجهی تحت تأثیر پخش حرارتی و قدیمی شدن مولفه‌های RC قرار می‌گیرد؛ قابلیت مقاومت در برابر تداخل نسبتاً ضعیف؛ قابلیت‌های محدود. |
کاربردهای حساس به هزینه با نیازهای متوسط به دقت زمانی، مانند تأخیر روشنایی ساده یا کنترل تهویه. |
|
راه‌حل چیپ زمان اختصاصی (مانند B9707EP) |
استفاده از اسیلاتور کریستال با دقت بالا خارجی (مانند ۳۲۷۶۸Hz) برای تولید پالس‌های مرجع، که توسط مدارهای داخلی تقسیم فرکانسی و زمانی دیجیتال پردازش می‌شوند، با تنظیمات از طریق دیپ اسمیت. |
دقت و پایداری بالا (با تضمین اسیلاتور کریستال)، قابلیت مقاومت در برابر تداخل قوی، حمایت از قابلیت‌های پیچیده مانند زمان‌بندی تجمعی و فاصله‌ای، و تنظیم دیجیتال بدون خطای. |
هزینه بالاتر و مدار پیچیده‌تر. |
محیط‌های صنعتی با نیازهای دقیق به دقت زمانی، قابلیت اطمینان و قابلیت‌ها، مانند کنترل فرآیند، خطوط تولید خودکار و میزهای تست. |
پیشنهادات انتخاب:
- برای کاربردهای معمولی که اهمیت ارزش خرید دارد، رله‌های زمانی اسیلاتور RC (تنظیم شده با پتانسیومتر) را انتخاب کنید.
- برای سناریوهای صنعتی که نیاز به دقت بالا، قابلیت اطمینان بالا، چندکاربردی و عملکرد در محیط‌های پیچیده دارند، محصولات بر اساس چیپ‌های اختصاصی (تنظیم شده با دیجیتال) ضروری هستند.
IV. در نظر گرفتن مسئله کلیدی: راه‌حل‌های سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)
در محیط‌های صنعتی با تجهیزات الکتریکی زیاد و محیط‌های الکترومغناطیسی سخت، تداخل الکترومغناطیسی عامل اصلی خرابی یا نقص عملکرد رله‌های زمان است. برای اطمینان از قابلیت اطمینان سیستم، اقدامات EMC زیر باید انجام شود:
- طراحی محصول داخلی: ترجیح به راه‌حل‌های مدار مجتمع اختصاصی با عملکرد EMC عالی. محصول باید شامل مدارهای فیلترینگ توان داخلی، تکنولوژی جداکننده سیگنال و مولفه‌های سرکوب ترانزیانت (مانند دیود TVS) برای سرکوب تداخل منتقل شده از خطوط توان و سیگنال باشد.
- نصب و کابل‌کشی سیستم:
- سپر و زمین: کابین‌های کنترل باید به درستی زمین شوند. خطوط سیگنال ورودی/خروجی رله‌های زمان، به ویژه خطوط انتقال دور، باید با استفاده از کابل‌های توپی مخفی با لایه محافظ واحد انتهایی زمین شوند.
- کابل‌کشی جداگانه: خطوط توان (AC ۳۸۰V) را از خطوط کنترل (DC ۲۴V) و خطوط سیگنال جدا کنید و فاصله‌ای را حفظ کنید تا تداخل ناشی از جفت شدن القایی الکترومغناطیسی کاهش یابد.
- حفاظت جذب: مدارهای جذب (مانند مدارهای جذب RC یا دیود‌های freewheeling) را موازی با سیم‌پیچ‌های رله و بارهای القایی (مانند تماس‌گیرها، مغناطیس‌های الکتریکی) وصل کنید تا تأثیرات الکتروموتور معکوس را سرکوب کنید.
V. رهنمودهای انتخاب و استفاده
- حالت عملیاتی: تعیین کنید که نیاز به تأخیر روشن، تأخیر خاموش یا حالت‌های پیچیده دیگر است.
- محدوده تأخیر و دقت: بر اساس نیازهای فرآیند، مدت زمان تأخیر مورد نیاز و خطای مجاز را تعیین کرده و محصولی با پایه زمانی و روش تنظیم مناسب را انتخاب کنید.
- ولتاژ تغذیه: سطح ولتاژ مدار کنترل (AC/DC، ۲۴V/۱۱۰V/۲۲۰V) را تأیید کنید.
- ظرفیت تماس خروجی: ظرفیت ولتاژ و جریان تماس‌های خروجی رله (مانند ۵A/۲۵۰VAC) را بررسی کنید تا اطمینان حاصل کنید که قادر به محرک تماس‌گیرهای بعدی یا بارها هستند.
- عوامل محیطی: دما، رطوبت، ارتعاش و سطح تداخل الکترومغناطیسی محل را در نظر بگیرید و محصولات با درجه‌های حفاظتی و عملکرد EMC متناسب را انتخاب کنید.
