Интерфейсное реле что это
СОДЕРЖАНИЕ
Классификация
Любое электромагнитное реле имеет определенный уровень изоляции между входными и выходными цепями. Однако в обычных реле эта функция не является преобладающей и, следовательно, не рассматривается в существующей системе классификации реле. Однако в интерфейсных реле свойство гальванической развязки (развязки) между входными и выходными цепями значительно усиливается, и параметры гальванической развязки имеют первостепенное значение с точки зрения функций, выполняемых этим реле. С другой стороны, параметры, связанные с коммутационной способностью, являются вторичными и могут значительно различаться в интерфейсных реле с одинаковым уровнем гальванической развязки.
В этом отношении разделение интерфейсных реле на существующие классы обычных реле является спорным. Скорее, более целесообразно отнести их к отдельному классу электрических реле и классифицировать по характеристикам блока гальванической развязки.
по уровню напряжения изоляции:
по конструкции модуля гальванической развязки:
по скорости работы (исполнения):
Хотя такая классификация может показаться произвольной, она полностью отражает наиболее важные свойства интерфейсных реле, которые критически влияют на выполняемые ими функции.
Оптоэлектронные интерфейсные реле
Интерфейсные реле высокого напряжения на основе герконового переключателя
Эти преимущества обусловливают широкое использование геркотронов в коммерческих и военных целях в бортовом, мобильном и стационарном мощном радиоэлектронном оборудовании, в системах релейной защиты и автоматизации электрических сетей, в электрофизических установках, в технологии преобразователей энергии и т. Д.
Втычные интерфейсные реле серии CR-P
Интерфейсные реле являются неотъемлемой частью практически любого промышленного оборудования. Небольшие устройства выполняют роль интерфейса между программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), персональными компьютерами, системами полевых шин, датчиками, или выключателями.
Втычные интерфейсные реле серии CR-P от компании ABB используются для гальванической развязки, увеличения коммутационной способности, а также усиления сигналов управления, поступающих от ПЛК. Реле серии CR-P способны коммутировать наибольшие токи в корпусе со степенью защиты IP67. Реле выпускаются с различными значениями напряжений обмотки, позволяющие применять данные реле в самых разнообразных областях промышленного оборудования и автоматики.
Интерфейсные реле отличаются бесшумным переключением из одного режима в другой, и обеспечивают длительный срок бесперебойной эксплуатации оборудования даже в условиях частых скачков напряжения.
К преимуществам интерфейсных реле CR-P можно отнести коммутацию сильноточных цепей при малых габаритных размерах, возможность установки подключаемых функциональных модулей, таких как ограничителя напряжения или варисторы, а также способность сохранять работоспособность в тяжелых условиях окружающей среды.
Реле серии CR-P могут устанавливаться как непосредственно на плату, так и на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм с помощью специального цоколя.
Релейная и коммутационная техника
Промышленной автоматике требуются реле, то есть дистанционные переключатели с гальванической развязкой входа и выхода. Реле должны коммутировать разнообразные нагрузки, начиная от аналоговых цепей и заканчивая киловаттами в системах управления промышленными процессами. У инженеров есть выбор между электромагнитным и твердотельным реле, а предпочтение отдается на основании опыта при наличии модных тенденций.
Исторически электромагнитные реле появились первыми и эволюционировали более 40 лет до открытия полупроводников. В середине 60-х полупроводниковые (они же твердотельные, Solid-State Relays, SSR) реле стали конкурировать с традиционными, но эволюция электромагнитных реле не остановилась. К началу XXI века выбор в пользу полупроводниковых реле почти гарантирован, когда речь идет о коммутации слабых сигналов в телефонии, но для управления «типично промышленными» нагрузками достоинства полупроводников уже не столь очевидны.
Целью статьи является сравнение нескольких важных показателей качества для электромагнитных и твердотельных реле. Для промышленной автоматики важны качественные показатели, габариты и цена, поэтому при разработке дискретных интерфейсов обязательно надо правильно подобрать подходящий ключ, то есть реле. Будем помнить, что «…поступающего правильно ожидает награда только в конце его пути» (Махабхарата).
В промышленной автоматике реле можно найти на каждом шагу, несмотря на то, что типовым узлом автоматики стали программируемые контроллеры, а потому эпоха релейной автоматики подошла к концу. Но реле незаменимы для управления нагрузками, поэтому в интерфейсных платах контроллеров в качестве мощных дискретных ключей применяют и электромагнитные, и полупроводниковые реле. От интерфейсных реле требуется способность коммутации нагрузок на переменном и постоянном токе напряжением от 12 до 220 VAC/DC при силе тока от единиц миллиампер до 10-15 А. Конструктивно реле должны впаиваться в печатную плату и занимать на ней как можно меньше места. В одном интерфейсном модуле иногда ставят 16-32 реле, набирая их группами по 8 штук, согласно байтовой структуре бинарной логики. Вот, собственно, и вся постановка задачи, для решения которой надо ответственно подойти к выбору реле.
Для сравнения столь разных по принципу действия устройств, как электромеханическое и твердотельное реле, необходимо задаться универсальными и удобными для инженеров характеристиками реле. Посмотрим на следующие четыре параметра, перечисленных в порядке их важности для разработчика интерфейсов промышленной автоматики.
Эти параметры достоверно отражают качество мощного реле и не зависят от его принципа работы. Заранее полагаем, что читатель уже встречался как с хорошими, так и с ненадежными компонентами, поэтому проблемы сравнительной надежности мы здесь обсуждать не будем.
Перед написанием статьи для проведения испытаний были подобраны несколько типов электромагнитных и полупроводниковых реле. Критерием отбора служили высокое качество, низкая цена и доступность для российских разработчиков (хорошие, но недоступные реле неинтересны для инженера и его снабженца, да и кто выдержит срок поставки в 15 недель?). Всем поставленным требованиям отвечают электромагнитные реле фирмы RELPOL и твердотельные реле уверенно присутствующей на российском рынке фирмы SHARP (симисторные реле). Эти реле допускают пайку в печатную плату и отвечают всем требованиям промышленных стандартов. Конечно, интересно было бы протестировать более широкий набор реле, но предлагаемый метод анализа прост и инженер сам может подвергнуть анализу все интересующие его реле. Посмотрим в таблицы. Все каталожные параметры уже внесены и нужные данные рассчитаны, так что анализ будет прост, как никогда.
Чем интерфейсное реле отличается от обычного?
Организация производственных процессов требует использования особого электротехнического оборудования, в том числе и интерфейсного реле. Это миниатюрные устройства, выполняющие функцию связующего звена между персональными компьютерами, программируемыми логическими контроллерами, системами полевых шин и выключателей. С их помощью происходит коммутация нагрузок в аналоговых и силовых сетях. В этом смысле обычное и интерфейсное реле имеют много общего, но у них есть масса отличий. Например, интерфейсное реле отличается бесшумной работой, они способны продлевать срок безаварийной эксплуатации промышленного оборудования, в том числе и в условиях резких перепадов напряжения.
Отличается оборудование способностью коммутации сильноточных цепей, использованием подключаемых модулей (ограничителя напряжения и варисторов). В интерфейсных реле отсутствуют дополнительные элементы внутренней защиты (в конструкции имеются встроенные конденсаторы, которые сглаживают перепады напряжения).
Как работают интерфейсные реле?
Конструктивно такие устройства состоят из катушки с немагнитным основанием, на котором намотан изолированный медный проводник, в центре катушки находится гальванический сердечник. В состав устройства входят и другие элементы: пружины, якорь. Благодаря такому устройству при подаче сигнала от программируемого логического контроллера устройство замыкает или размыкает цепь. Размыкание цепи происходит при поступлении сигнала на обмотку катушки (возникает магнитное поле, благодаря которому сердечник притягивает соединенный с контактом якорь).
Интерфейсное реле возвращается в первоначальное положение, когда напряжение падает до определенного уровня, в результате чего якорь возвращается в прежнее положение под воздействием пружины. По такому принципу работают интерфейсные реле разных производителей, в том числе и реле Finder, которые благодаря своей надежности пользуются у потенциальных заказчиков особенно высоким спросом.
Кому требуются интерфейсные реле?
В таких устройствах нуждаются предприятия, использующие интерфейсные реле в электронных схемах, обеспечивающих работу программируемых логических контроллеров. Чтобы выбрать подходящее реле, нужно учитывать не только производителя, но и характеристики электротехнического оборудования. Разбираться в технических тонкостях не придется, если обратиться в компанию «СКМ-Электро». Наши специалисты подберут оптимальную модель и помогут купить ее на самых выгодных условиях. Чтобы получить подробную консультацию и оформить заявку на покупку, свяжитесь с нами по телефону.
Почему в интерфейсном модуле на 230В стоит реле на 60В
«В каталоге 230 В, в счете 230 В и в прайсе 230 В, а на реле написано 60 В! Что не так с этими реле? Это брак или кто-то что-то перепутал?» Примерно с такими вопросами к нам обращаются клиенты. Давайте разберёмся и заодно посмотрим, что внутри у этих реле.
Чтобы не запутаться в терминах, определимся в них заранее:
Интерфейсный модуль – модульное интерфейсное реле в собранном виде с колодкой и самим реле.
Колодка – она же розетка, она же постелька, это переходной клеммный блок для упрощения монтажа реле, который может содержать электронные компоненты.
Реле – сменное реле, состоящее из катушки и контактов в одном корпусе.
В ЧЕМ ПРОБЛЕМА?
У очень многих интерфейсных модулей (например 391182300060, производства Finder), согласно каталогу рассчитанных на напряжение 230 В AC, стоит реле с катушкой 60 В DC. Это кажется странным, ведь если на реле с катушкой 60 В подать 230 В, то катушка реле сгорит. В каталоге производителя объяснения «почему так» тоже нет. Может быть дело в колодке? Чтобы понять «как это работает» давайте вскроем колодки двух аналогичных интерфейсным модулей разных производителей — Finder и Phoenix Contact.
Реле с колодкой на 230В, с катушкой 60В производства Finder
Диодный мост выпрямляет переменное напряжение в постоянное. Питание катушки реле постоянным током позволяет снизить энергопотребление, повысить её чувствительность, уменьшить габариты и снизить тепловыделение. Кроме прочего, использование диодного моста позволяет использовать стабилитрон, который защищает реле повышенного напряжения и расширяет диапазон питания релейного модуля.
Фильтрующий конденсатор стабилизирует напряжение на катушке, накапливая заряд и сглаживая пульсации выпрямленного напряжения.
Светодиод, подключенный последовательно с катушкой, позволяет диагностировать целостность цепи управления от источника до катушки. Если при подаче напряжении на модуль реле светодиод не загорится, то это будет означать неисправность колодки или катушки реле.
В колодке интерфейсного модуля Phenix Contact также установлено реле на 60 В. Схема делителя напряжения другая, она реализована на токоограничивающем резисторе без конденсатора. В отличие от схемы с конденсатором такая схема работает как от переменного, так и от постоянного напряжения, но выделяет больше тепла. В остальном схемы идентичны.
Реле с колодкой на 230В, с катушкой 60В производства Phoenix Contact
Мы выяснили, что внутри колодок на 230 В есть электроника, а раз так, то и внутри колодок на 24 В она то же должна быть и наверняка уже другая.
Внутри колодок 6-24 В как у Finder, так и у Phenix Contact схема выглядит проще. Здесь нет делителя напряжения т.к. задача другая: не нужно снижать уровень напряжения, наоборот, его нужно удерживать на достаточно высоком уровне как можно ближе к 24 В. Питание возможно переменным и постоянным током. Светодиод подключен уже не последовательно, а параллельно катушке, это позволяет избежать дополнительного падения напряжения в цепи перед катушкой.
Реле с колодкой 6…24В, с релейным модулем 24В
ЗАЧЕМ ТАКИЕ СЛОЖНОСТИ
Интерфейсные модули с шириной 6,2 мм, в отличие от стандартных универсальных реле шириной 27 миллиметров, значительно экономят место в электрошкафу. Светодиоды, варисторы, RC цепочки, иногда даже предохранители заранее встроены в колодку. Система перемычек позволяет снизить количество проводов подключения и ускорить монтаж. В модельном ряде Phoenix Contact есть адаптеры позволяющие подключить группу реле к контроллеру готовым шлейфом, это еще больше ускоряет монтаж, минимизирует ошибки подключения.
Если реле стоит на выходном порту, то реле защищает этот порт от перегрузки и токов короткого замыкания. Ток короткого замыкания примет на себя контакт интерфейсного реле вместо контакта контроллера. Реле заменить проще и быстрее, чем контроллер.