Логическое реле. Что есть внутри? Ресурсы, IO, интерфейсы

Федеральный горный и промышленный надзор РФ в постановлении Госгортехнадзора № 47 от 04.06.03 требует при запуске механизмов использовать реле предпусковой сигнализации. Пункт 69 постановления гласит:

«Перед началом работы или движения машины (механизма) машинист обязан убедиться в безопасности членов бригады и находящихся поблизости лиц. Должен быть подан звуковой предупредительный сигнал продолжительностью не менее 10 с. После первого сигнала должна предусматриваться выдержка времени не менее 30 с, после чего должен подаваться второй сигнал продолжительностью 30 с. Запуск механизмов и оборудования должен быть сблокирован с устройством, обеспечивающим вышеуказанную предпусковую сигнализацию.»

Для реализации этого требования, в реле времени РЭВ-201М компании «Новатек-Электро» дополнительно был введен алгоритм №4 «Предпусковая сигнализация»:

Реле контроля напряжения или просто реле напряжения(РН) применяются для отключения электрической сети от приборов при превышении допустимого уровня напряжения. Это как электрический предохранитель, но срабатывает он не при высоком токе(коротком замыкании в сети), а при высоком напряжении.

РН применяются и в быту и на производстве. Скажем, в своих шкафах для АСУ ТП мы всегда ставим РН на трехфазную и на однофазную сеть. При низкой цене эти устройства позволяют защитить контроллеры и модули, которые стоят иногда до 10.000$. Иногда это полезно. Вот на одном предприятии постоянно выключался контроллер. Начали разбираться, оказалось, что из-за неисправности питающая подстанция давала в сеть постройки с АСУ повышенное напряжение и РН исправно разрывал сеть, спасая дорогостоящий ПЛК. Кроме того, что оборудование само по себе стоит денег, выход его из строя по вине скачков напряжения наносит убытки из-за времени простоя, необходимого для приобретения и замены сгоревших приборов.

В быту РН применяются в обычных домах и квартирах на входе электрической сети. Защита домашней электрической сети 220В от повышенного напряжения сейчас очень актуальна. Время от времени то тут, то там в домашних сетях скачет напряжение и выжигает все включенные приборы. Регулярно появляются такие новости:
Жильцы запорожской многоэтажки остались без бытовой техники. Ее «убил» перепад напряжения в сети
В доме под Полтавой в одну минуту сгорели холодильник, телевизор, стиральная машина
Подробности леденят душу:

Недавно смотрели телевизор. Из него как бахнет, аж из розетки дым пошел. Компьютер и электрочайник были включены. Накрылись. Тут сосед Саша выходит, чуть не плачет — в одну минуту сгорели холодильник, телевизор, стиральная машина, еще какие-то приборы. Вот такое горе почти в каждой квартире по дому.

«Горе», конечно громко сказано, но повод для грусти точно есть. Самое печальное, что отсудить возмещение ущерба в таких ситуациях невозможно. Поэтому, когда 3 года назад я делал ремонт и менял проводку, то первым делом поставил реле напряжения.
В общем, реле напряжения нужно обязательно ставить и в квартире и на производстве- это страховка от больших убытков.

Сегодня рассмотрим реле напряжения РН-104 компании «Новатек-электро»:

Недельное реле времени Perry 1IO7081 предназначено для включения/выключения устройств по расписанию. Реле одноканальное, коммутируемая нагрузка до 16 A/250 V AC. Это позволяет в том числе включать/выключать сеть 220 В (как известно, там фаза одна) при достаточно мощной нагрузке. Управлять коммутацией реле можно как в ручном режиме соответствующей кнопкой, так и в автоматическом режиме.

Автоматический режим управления осуществляется по программам(до 20), которые вводятся с помощью кнопок на лицевой панели. В программах может задаваться не только время включения и отключения по расписанию на протяжении суток, но и дня недели.

1IO7081 работает от сети 220 В и для него не нужен отдельный блок питания. Есть энергонезависимые часы реального времени с питанием от мощного аккумулятора, потому при пропадании питания модуля 220 В, время не сбивается. Недельное реле времени Perry 1IO708 производятся в Италии, не смотря на то, что на коробке нарисован кенгуру.

Характеристики

Осенью я рассказывал про задачу для логического реле Zelio, которую я смог решить лишь частично:

Там я писал, что, по моему мнению, решить на Zelio указанную задачу в полном объеме невозможно. Был объявлен конкурс с призовым фондом в бутылку коньяка в награду тому, кто все-таки такую программу сможет сделать.

Что же, конкурс закрыт, его победитель- Алексей из Омска, РФ. Вот программа Алексея:

Блоки «MEM» и «CMP» здесь- макросы.

Алексей написал за 6 часов программу, которую я не смог придумать за неделю и это наводит на такую мысль:

При создании программы на «кубиках» FBD программируемых реле нужно и думать в стиле FBD. Моя ошибка была в том, что я принялся мастерить ячейки памяти на триггерах для реализации загрузки/выгрузки данных в очереди, перегрузил программу и не решил поставленных задач. Подход в стиле высоких языков программирования, для Zelio он оказался ложным. Алексей пошел по принципиально другому пути и сделал программу без единого триггера, на одних логических элементах.

Не то, что бы мысль «если хочешь быть крокодилом, то и думай как крокодил» является откровением, но часто забывается, что одни и те же приемы программирования не всегда одинаково эффективны в разных средах.

Ну а теперь о самом главном, о заслуженной награде.

В связи с распространением на просторах СНГ программируемых реле xLogic/x-Messenger фирмы EasyElectronics, многих интересует вопрос, как самому сделать кабель для их программирования.

Благодаря усилиям коллег, мы можем ответить на этот вопрос.

Сергей Кычкин, основываясь на оригинальной схеме кабеля ELC-USB, создал и проверил его аналог:

Как видно, Сергей использовал китайский USB/TTL преобразователь и самодельную плату для опторазвязки. Китайский преобразователь надо купить (на ебее стоит 2$), а плату сделать самому. Преобразователь USB/TTL подойдет любой, если нет времени ждать такой из Китая и негде купить у себя в городе, можно купить и переделать любой дата-кабель с микросхемой pl-2303 для мобилки. Таких кабелей полно в магазинах для мобилок и на радиорынках. Вот пример переделки дата-кабеля мобилки в USB/TTL преобразователь:

Плата в работе:

Конечно, EasyElectronics продают кабели для своих ПР дешевле конкурентов в 2-3 раза и оригинальный ELC-USB стоит всего 50$. Но зачем платить 50 баксов если можно уложиться в 5?

Логические реле принципиально отличаются от ПЛК только степенью сложности программы. Главное- почувствовать, с какой задачей справится и ЛР, а с какой только ПЛК. Не всегда это выходит.

Вот и я едва не просчитался. Где-то в марте ко мне подошел некий начальник отдела и спросил, какое оборудование нужно для реализации простенькой задачи. Задачу тут же объяснил на пальцах. Не особо вникнув в суть, я ответил, что для такого ерундового дела хватит и ЛР. Сошлись на . С тем мой заказчик и удалился.

Уже летом разговор мне припомнили и дали тех.задание. А оборудование уже купили и смонтировали.

Вот это ТЗ:

На РОФ-1 запроектировали компрессорную (давление воздуха в сети 3атм), сжатый воздух которой используется для выгрузки пыли из бункеров фильтров ГОУ-1…ГОУ-10 (10 шт).
Компрессорная расчитана на расход воздуха для выгрузки пыли из одной ГОУ.
В компрессорной установлен шкаф контроля давления воздуха, а в нем находится
модульное интеллектуальное реле, управляющее процессом выгрузки пыли из бункеров фильтров ГОУ-1…ГОУ-10.
Необходимо запрограммировать реле таким образом, чтобы выгрузка пыли из
бункеров ГОУ-1…ГОУ-10 происходила в порядке поступления сигналов верхнего уровня пыли в бункере фильтра ГОУ-1…ГОУ-10, т.е. соблюдалась очередность
выгрузки.

Недавно ко мне обратились из России с предложением написать программы для проекта, в котором используется продукция Schneider, в том числе логическое реле Zelio SR3 и сенсорная панель Magelis HMI STO 501.

  • Оргвопросы
  • Сенсорная панель HMI STO501
  • Создание программ для подключения сенсорной панели к Zelio через порт программирования
  • Впечатления

За все фото оборудования и платы кабеля спасибо Даниэлю, который предложил мне поучаствовать в этом проекте.

1. Оргвопросы

Прежде всего, если вы имеете дело с продукцией Schneider (Zelio, Twido, Magelis) нужно включить повышенную внимательность. Sсhneider очень любит применять специфические кабели программирования: для Zelio, Twido и Magelis они свои. Эти кабели мало того, что дорогие, но еще и эксклюзивные.

В то же время китайцы, тайванцы и русские(«Овен») снабжают свои контроллеры и сенсорные панели возможностью программироваться через стандартные интерфейсы RS-232/485 и USB, шнуры для которых есть везде и стоят сущие копейки.

Поэтому при заказе продукции Шнайдер нужно предусмотреть покупку шнуров программирования.

Но если вы захотели купить эти шнуры, еще не факт, что вам их продадут. Потому что…

…обычно их нет в наличии и срок поставки- до 7 недель.

Я думал, что такое только на Украине, но в России, оказывается, точно так же. С чем это связано, я не знаю. Наверное, «Шнайдер» так демонстрирует свою элитарность. Типа, если надо- подождешь.

Программное обеспечение для Zelio бесплатное, для панелей Magelis платное.

2. Сенсорная панель HMI STO501

На данный момент к Zelio через порт программирования можно подключить одну-единственную модель сенсорной панели- Magelis HMI STO501:

  • Характеристики
  • Конструкция
  • Документация и ПО
  • Связь со SCADA
  • Работа с ELC-12DC-DA-R-HMI
  • Работа с EXM-8AC-R-HMI
  • Моё мнение о x-Messenger

Характеристики

EXM-8AC-R-HMI ELC-12DC-DA-R-HMI
Назначение Программируемое реле с беспроводным интерфейсом передачи данных GSM/GPRS Программируемое реле с интерфейсом Ethernet
Питание AC 110…240V DC 12…24V
Интерфейсы связи GSM/GPRS, RS232, RS485 Ethernet, RS232, RS485
Входы 6 DI 8 DI (в т.ч. 4 AI/DI)
Выходы 2 DQ (Реле, 10 А) 4 DQ (Реле, 10 А)
Высокоскор. входы +
Высокоскор. выходы
Дисплей 16×4 знаков 16×4 знаков
Возможность расширения + +
RTC + +
Размеры (ШхВхГ) 95х90х68 мм 95х90х68 мм
Среда программирования eSmsConfig eSmsConfig
Цена 3010 грн 1760 грн

Цены указаны по курсу на момент написания статьи: 1$= 8 грн.

Конструкция

Несмотря на разное количество входов/выходов, оба устройства собраны в абсолютно одинаковых корпусах. Не задействованные отверстия просто закрыты заглушками. Класс защиты корпусов- IP20.

Вид сверху:

С помощью логических элементов довольно легко реализуются функции алгебры логики, которая является костяком устройств автоматики и вычислительных машин. Логические элементы могут реализовываться огромным количеством способов в зависимости от надобности и состоять из полупроводниковых, релейных, интегральных, пневматических и других элементов и схем.

Между величинами, входящими и выходящими из логического элемента, существует определенная зависимость, которая называется функциональной и обозначается как y = f(x) для устройств с одной переменной и как y = f(x 1 , x 2) для устройств с двумя переменными величинами. В этой записи Х называют независимую переменную или аргумент, а Y – зависимая переменная, так как ее значение напрямую зависит от значения аргумента Х.

Ниже показана таблица логических элементов и эквивалентных им положений контактов реле:

Функция повторения

Реализуется логическим элементом повторителем (пункт 1 в таблице). Повторитель можно сравнить с нормально открытым контактом реле. При открытом контакте Х=0 и, соответственно Y=0, то есть цепь находится в непроводящем состоянии, а при закрытом наоборот Х=1 и Y=1, то есть цепь находится в проводящем состоянии.

Функция отрицания

Реализует данную функцию логический элемент НЕ или как его часто называют – инвертор (пункт 2 в таблице). Его сравнивают с нормально закрытым контактом реле, когда при отсутствии напряжения на катушке управления (Х=0) его контакт находится в проводящем состоянии (Y=1). При подаче напряжения на катушку (Х=1) контакт размыкается и разрывает цепь (Y=0).

Функция логического сложения

В схемотехнике носит название дизъюнкция или функция ИЛИ (пункт 3 в таблице). Реализуема эта функция логическим элементом дизъюнктором. Суть данной операции заключается в логическом суммировании входных сигналов X для получения результирующего сигнала на выходе Y. Описывается данная зависимость простой формулой X 1 + X 2 = Y. Вот примеры – 0+0=1, 1+0=1,0+1=1,1+1=1. На примере обычного реле – это два параллельно подключенных нормально разомкнутых контакта. Если один контакт разомкнут, то проводимость цепи обеспечит второй, замкнутый контакт. Для того что бы цепь оказалась разорванной, необходимо разомкнуть оба контакта.

Функция логического умножения

В схемотехнике носит название конъюнкция или функция И (пункт 4 в таблице). Реализует ее специальный логический элемент – конъюктор. Данная функция – логическое перемножение сигналов:

Если сравнить с реле – то это два последовательно включенные нормально открытые контакты. А при таком подключении контактов реле проводимость можно получить только в случае, когда оба контакта замкнуты.

Функция равнозначности

Имеет следующий вид — X 1 ≡X 2 = Y или в виде логических символов: 0≡0 =1; 1≡0 = 0; 0≡1 = 0; 1≡1 = 1.

Значения 1 будет только при условии, что X 1 = X 2 . Эквивалентом в релейной схеме будет два последовательно включенных переключающихся контакта (пункт 5 в таблице).

Противоположная функции равнозначности (пункт 6 в таблице) и часто носит название функции сложности по модулю m2.

  • 4. Основные типы вторичных измерительных электромагнитных реле косвенного действия. Логические реле. Реле времени.
  • 2. Реле напряжения.
  • 5. Логические реле. Промежуточные реле. Указательные реле. Герконовые реле.
  • 6. Индукционные реле.
  • 7. Полупроводниковые реле. Логические органы полупроводниковых реле. Полупроводниковые элементы измерительных органов.
  • 8. Преимущества и недостатки полупроводниковых измерительных реле. Полупроводниковые измерительные реле. Реле тока рст-14.
  • 9. Преимущества и недостатки полупроводниковых измерительных реле. Реле направления мощности рм-11.
  • 10. Блоки микропроцессорной релейной защиты (бмрз).
  • 11.Схемы соединения трансформаторов тока и реле.
  • 12. Электротепловые элементы. Плавкие предохранители. Электротепловые реле. Температурные реле.
  • 13. Оперативный ток.
  • 14. Токовая защита линий напряжением выше 1000 в с односторонним питанием. Токовая отсечка без выдержки времени. Токовая отсечка на линиях с двухсторонним питанием.
  • Токовая отсечка без выдержки времени.
  • Лекция № 7
  • 15. Токовая отсечка с выдержкой времени.
  • 16. Максимальная токовая защита.
  • Выбор выдержки времени
  • 17.Схемы токовых защит. Совмещенное исполнение. Разнесенное исполнение. Схема токовой защиты с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе. Принцип действия.
  • 18. Схема токовой защиты с вторичным реле прямого действия. Токовая защита с комбинированной выдержкой времени на переменном оперативном токе.Принцип действия.
  • 19. Схема двухступенчатой токовой защиты с независимой выдержкой времени на переменном оперативном токе. Мтз на выпрямленном оперативном токе. Принцип действия.
  • 20. Токовая защита с комбинированным пуском по напряжению.
  • 21.Токовая защита с выдержкой времени, зависимой от третьей гармонической.
  • 22. Совместное действие токовых защит и устройств автоматики.
  • 23. Токовые защиты нулевой последовательности в сетях с глухозаземленной нейтралью.
  • 24. Защиты от замыкания на землю в сетях с изолированными или заземленными через дугогасящие реакторы нейтралями. Устройство общей неселективной сигнализации от замыкания на землю.
  • 25. Токовая защита нулевой последовательности.
  • 26. Токовые направленные защиты. Выдержка времени и ток срабатывания направленной мтз. Мертвая зона. Схемы включения реле направления мощности.
  • 27. Общая оценка токовых направленных защит. Схема направленной мтз на переменном оперативном токе.
  • 28. Дифференциальные токовые защиты. Продольная дифференциальная защита.
  • 29. Поперечная дифференциальная токовая защита. Ток небаланса.
  • 30. Поперечная дифференциальная токовая направленная защита. Зона каскадного действия. Схема подачи оперативного тока. Расчет тока срабатывания. Комбинированный пуск по напряжению.
  • 31. Устройство авр на линиях с односторонним питанием. Требование к авр. Расчет параметров схемы авр.
  • 32. Схема авр на постоянном оперативном токе. Принцип действия.
  • 33. Схемы апв. Требования апв. Расчет параметров схемы апв. Схема апв на выпрямленном оперативном токе. Принцип действия.
  • 34. Релейная защита трансформаторов. Газовая защита.
  • 35. Токовые защиты трансформаторов. Схема мтз трансформатора.
  • 36. Защита трансформатора от коротких замыканий на землю.
  • 37. Дифференциальные токовые защиты трансформаторов. Ток небаланса. Дифференциальная токовая отсечка.
  • 38. Дифференциальная токовая защита с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока. Принцип действия насыщающегося трансформатора тока. Расчет тока срабатывания. Реле рнт-565. Реле дзт-11.
  • 39. Максимальная токовая защита трансформатора с комбинированным пуском по напряжению. Защита трансформатора от перегрузок.
  • 40. Защита асинхронных электродвигателей напряжением до 1 кВ.
  • 41. Защита асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ.
  • 5. Логические реле. Промежуточные реле. Указательные реле. Герконовые реле.

    Логические реле .

    1. Реле времени. КТ 2. Промежуточные реле КL. 3. Указательные реле КН.

    Промежуточное реле .

    Они имеют электромагнитную систему с поворотным якорем. Их назначение:

    1. Увеличение контактов основного реле.

    2. Увеличение коммутационной способности схемы. Разгрузка контактов основного реле.

    Промежуточные реле выполняются с одной или несколькими обмотками, с включением по напряжению, по току или по току и напряжению.

    Промежуточное реле с обмотками по напряжению включается на полное напряжение источника оперативного тока (обмотки напряжения). С обмотками по току включается последовательно с обмотками других аппаратов (обмотки тока).

    Выпускаются на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110 ,220 В и переменного тока 127, 220, 380 В.

    Промежуточные реле различаются:

    1. По количеству обмоток. 2. По типу обмоток. 3. По числу, состоянию и мощности контактов.

    4. По времени срабатывания и возврата.

    К промежуточным реле предъявляются высокие требования по быстродействию. Время их срабатывания не должно превышать 0,01-0,03 с.

    Напряжение срабатывания Uср=0,7 Uном.

    Реле постоянного тока типа РП-23, Рп-24.

    Время срабатывания <0,06 с.

    Выпускаются на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110 ,220 В

    Устройство реле РП-23. Имеется:

    Электромагнит с обмоткой;

    Якорь, который может менять свое положение;

    Неподвижные и подвижные контакты;

    Возвратная пружина;

    Регулировочные пластины.

    Имеется регулировочное устройство, которое регулирует расстояние зазора между якорем и эл.магнитом.

    Реле постоянного тока типа РП-211, РП-215. Малогабаритные, быстродействующие. Отличаются типом, количеством контактов и обмоток. Время срабатывания 0,02 с. Мощность 5 Вт.

    Аналогичные РП-23 промежуточные реле на переменном оперативном токе имеют магнитопровод из листов электротехнической стали. На полюс электромагнита намотан короткозамкнутый виток, для предотвращения вибрации подвижной системы. Типы реле переменного тока РП-25, РП-26.

    Недостатки:

    1. Возможность отказа при срабатывании из-за снижения напряжения в сети.

    2. Значительная мощность, потребляемая при срабатывании.

    Меньше недостатков имеют реле переменного тока типа РП-321 и РП-341. В их схеме используется промежуточное реле постоянного тока,подключенное к выпрямителю. Это снижает мощность при срабатывании. Реле имеет насыщающийся трансформатор. Он ограничивает ток и напряжение во вторичной цепи, облегчая работу контактов управляющих реле, и потребление мощности реле. Имеются малогабаритные реле типов РМУГ, РЭ, РЭС. Рассчитаны на низкие напряжения и токи.

    Указательные реле.

    Наиболее распространенное реле типа РУ-21.

    Назначение – используется в схемах защиты для указания срабатывания РЗиА. Облегчают задачу анализа действия РЗиА и определения характера повреждения. Обмотки этих реле могут включаться как последовательно в цепь, так и параллельно. Наиболее распространены указательные реле с последовательным включением обмоток.

    Устройство РУ-21.

    1. Электромагнит, состоящий из сердечника.2. Якорь.3. Сигнальный флажок.

    4. Контактная система. 5. Возвратная пружина. 6. Скоба.

    При прохождении тока по обмотке якорь притягивается к сердечнику. При этом сигнальный флажок выходит из зацепления и под собственным весом поворачивается. В результате меняется цвет флажка и замыкается контактная система. После исчезновения КЗ ток по обмотке реле не проходит. Якорь возвращается в первоначальное положение, а флажок остается на месте.

    Герконовые реле

    Недостатки электромеханических реле:

    1. Наличие открытых ненадежных контактов, которые подвергаются воздействию окружающей среды.

    2. Большое время срабатывания из-за значительной массы подвижного якоря.

    Поэтому изобрели герконовые реле. Это электромагнитные реле с герметизированными магнитоуправляемыми контактами.

    1 – Стеклянна колба, заполненная инертными газами.

    2 – Пружинящие пластины, впаянные в стеклянную колбу.

    3- Обмотка.

    В нормальном режиме пластины разомкнуты. Ток в обмотке вызывает магнитный поток Ф, проходящий по пластинам. Пластины являются одновременно магнитопроводом, подвижными частями реле и контактными пружинами. Он создает электромагнитную силу, стремящуюся притянуть пластины к друг другу. Пластины смыкаются и замыкают цепь.

    Достоинство:

    1. Малое время срабатывания (тысячные доли секунды).

    2. Малые габариты.

    3. Высокая надежность. Геркон имеет большое число срабатываний. Порядка 10 12 раз.

    Программируемые интеллектуальные реле являются одной из разновидностей ПЛК (программируемые логические контроллеры). Применение интеллектуальных реле позволяет значительно упростить схемы управления электрооборудованием, повысить их надежность.

    Задание программы для интеллектуальных реле производится при помощи кнопок на лицевой панели и небольшого, как правило, в одну – две строки LCD индикатора. Хотя существуют и более сложные конструкции, и в этих случаях программы приходится писать на персональном компьютере, с использованием специализированных языков программирования релейной логики LD, FBD и некоторых других.

    Для загрузки (прошивки) готовых программ в память микроконтроллера используются интерфейсы типа RS-232, RS-485 или Industrial Ethernet, позволяющие также осуществлять связь с АСУ верхнего уровня. Некоторые модели программируемых интеллектуальных реле позволяют наращивать возможности коммуникации при помощи специальных модулей расширения.


    Отличие интеллектуальных реле от полноценных ПЛК в том, что они обладают малым объемом оперативной и программной памяти , а это приводит к невозможности хоть сколько-нибудь сложных математических вычислений. Кроме того количество каналов ввода – вывода как цифровых, так и аналоговых у интеллектуальных реле также невелико , поэтому область их применения достаточно ограничена. Прежде всего, это автоматизация отдельных агрегатов, управление системами освещения, некоторыми устройствами в системе ЖКХ, локальные контуры различных систем автоматизации, бытовая техника.

    Особенностью таких устройств является их локальное применение для небольших систем, а так же программа для них в основном создается на языке функциональных блоковых диаграмм (FBD) или на языке релейной логики (LD). Эти языки соответствуют международному стандарту МЭК 61131-3. Программное обеспечение таких реле имеет удобный и дружелюбный интерфейс и позволяет разработать программы в короткий срок, проверить синтаксис и верность созданной программы, а так же имеет возможность провести отладку программы в реальном времени, которая ясно дает представление о том, как будет вести себя контроллер в той или иной ситуации.

    Конструкция программируемых интеллектуальных реле чаще всего моноблочная, - в одном небольшом корпусе содержатся все узлы. Это, как правило, блок питания небольшой мощности, микроконтроллер, каналы ввода и вывода информации, клеммы для подключения исполнительных устройств. Корпуса таких устройств невелики и позволяют установку в электрических шкафах на DIN – рейку, что соответствует современным стандартам. Впрочем, блок питания может быть и отдельным устройством.

    Программируемые интеллектуальные реле зарубежного производства

    Программируемые реле сейчас выпускаются многими фирмами, большей частью зарубежными. В качестве примера можно вспомнить фирму Schneider Electric , которая была основана в 1936 году во Франции. Ее штаб-квартира находится в городе Rueil-Malmaison Cedex. Свои изделия фирма выпускает под торговыми марками Telemecanique, Merlin Gerin, Modicon.

    Продукция фирмы Schneider Electric весьма разнообразна: от обычных , до таких сложных устройств как частотные преобразователи, устройства сигнализации и управления, устройства плавного пуска, реле контроля, датчики и программируемые реле и контроллеры. В качестве примера интеллектуального реле рассмотрим программируемые реле Zelio Logic .

    Программируемые реле Zelio Logic фирмы Schneider Electric позволяют реализовать небольшие системы управления, количество вводов/выводов которых находится в пределах 10…40 каналов. В корпусе размерами 124,6*90*59 мм удается разместить до 26 каналов ввода/вывода. При этом напряжение питания устройства находится в очень широких пределах: 24VAC, 100... 240VAC, 12VDC, 24VDC, что позволяет легко встраивать реле в любые конструктивы.

    Например, реле серии SR2B201FU имеет 12 дискретных входов и 8 релейных выходов, рассчитан на напряжение питания переменного тока 100 – 240В и имеет в своём составе часы, дисплей и набор кнопок. Внешний вид интеллектуального реле в моноблочном исполнении показан на рисунке.

    Для программирования реле Zelio Logic возможно применение двух специализированных языков FBD или LADDER. Устройство выпускается как в моноблочном исполнении, так и в модульном. Последний вариант позволяет объединение модулей для расширения системы в целом.

    Область применения реле Zelio Logic достаточно широка и предусматривает управление компрессорами или насосами, подсчет готовых изделий или комплектующих на автоматических линиях, управление эскалаторами, освещением и электронными табло. Возможно применение в системах охраны в качестве устройств контроля доступа.

    Кроме упомянутой Schneider Electric производством программируемых реле занимается еще целый ряд зарубежных фирм: OMRON, Control Techniques, SIEMENS, Mitsubishi Electric, Danfoss, ABB, Moeller, Braun, Allen Bradley, Autonics, Array Electronic, Eaton.

    Самые популярные программируемые интеллектуальные реле: Siemens LOGO!, Omron ZEN, Schneider Electric Zelo Logic, Easy Moeller, Mitsubishi Alpha XL, Delta Electronics DVP-PM, Eaton e asy500, e asy8 00, xLogic ELC, Owen Logo, Oni Logo, PRO-Relay, ОВЕН ПР110, ОВЕН ПР200.

    Программируемые логические контроллеры тайваньской компании Array Electronic серии FAB

    Для промышленного и бытового применения компанией выпускаются интеллектуальные реле второго поколения серии FAB. Эти устройства достаточно просты в эксплуатации и легко поддаются изучению и программированию. Для программирования реле FAB используется язык программирования FDB, предназначенный, в основном, для инженеров, занимающихся автоматизацией. С его помощью можно создать достаточно сложную систему, при этом эффективную и экономичную.

    Язык программирования FDB представляет язык блоков, которые в процессе ввода программы показываются на дисплее. Функциональные блоки просто выстраиваются и объединяются в определенной последовательности, как последовательно, так и параллельно, что позволяет наглядно создавать достаточно сложные алгоритмы. При этом не требуется знания каких-либо языков программирования. Для того, кто когда-то занимался обслуживанием цифровой техники, например, станков с ЧПУ, этот язык не вызовет затруднений.

    Всего в языке имеется 20 блоков, выполняющих различные функции. Прежде всего, это логические операции, внешне напоминающие картинки из справочника по цифровым микросхемам. На рисунке показан фрагмент из двух блоков.

    Кроме логических операций в наборе блоков имеются также счетчики, таймеры, задержки времени, метки времени включения и выключения, и другие.

    Среда программирования поставляется совместно с устройствами, а также доступна для скачивания с сайта производителя. Интеллектуальные реле серии FAB заменяют собой большое количество коммутационных устройств: реле, тахометры, счетчики, таймеры и т.п. при этом по достаточно низкой цене. Одно программируемое интеллектуальное реле позволяет заменить целый шкаф, собранный на обычных . При этом надежность схемы в целом возрастает, количество дискретных элементов уменьшается, снижаются габариты, уменьшается энергопотребление.

    Области применения интеллектуальных реле FAB достаточно широки. Это системы умного дома; автоматическое открывание дверей, шлагбаумов и ворот; как внутренним, так и наружным; управление вентиляцией и регулирование температуры на предприятиях и в жилых помещениях, в оранжереях и теплицах. А также , управление производственными линиями и отдельными станками, применение в системах охранной сигнализации, в аварийных системах оповещения и многое другое.

    Краткие технические характеристики интеллектуальных реле FAB

    Реле оснащено LCD дисплеем имеющем 4 строки по 10 символов, имеется встроенный календарь и часы реального времени. Возможно дистанционное управление по телефонным линиям, и возможность передачи голосовых сообщений. В комплекте поставки идет бесплатная простая программа SCADA позволяющая осуществлять связь с ПК на достаточно большое расстояние, что дает возможность дистанционного мониторинга и настройки. В случае использования интерфейса RS – 485 к одному ПК могут быть подключены 255 реле FAB. Такое подключение позволяет создавать более функциональные системы, чем при использовании одиночных FAB реле.

    Выходы устройства имеют высокую нагрузочную способность: релейные – 10А, транзисторные выходы – 2А.

    Хотя память программы невелика – всего 64К, программа может содержать 127 функциональных блоков, 127 счетчиков, 127 интервалов RTC (реального времени), 127 таймеров, что позволяет создавать достаточно сложные функциональные программы. Ввод программы осуществляется либо с помощью кнопок и LCD–дисплея, либо с использованием ПК. Для защиты программы от несанкционированного доступа возможна защита паролем.

    Отечественные программируемые реле

    В России выпуском программируемых реле занимаются воронежская фирма «Овен» и нижегородская «КонтрАвт». Фирма «Овен» выпускает свои реле под названием Овен ПЛК ***.

    Воронежским ЗАО «Экоресурс» выпускается серия контроллеров «Базис», включающая в себя несколько модификаций прибора. В журналах «Автоматизация в промышленности», «Приборостроение и средства автоматизации» и «Промышленные АСУ и контроллеры» содержится целый цикл статей по применению контроллеров серии «Базис».

    Некоторые фирмы занимаются распространением и продажей в России импортных брендов. Например, фирма Интехникс, торговый партнер английской компании Invertek Drives, занимающейся производством столь популярных в последнее время , поставляет в Россию и программируемые интеллектуальные реле, столь необходимые для создания систем автоматизации.

    Примеры применения реле

    Обеспечение непрерывной работы только в будние дни с 8:00 до 18:00. · С 18:00 до 20:00 включение эскалатора только при появлении человека.

    Включение вентиляции каждые 30 минут на 10 минут. Включение вентиляции на 10 минут при превышении заданного уровня СО2.

    Автоматический ввод резерва при 2-х и более вводах. Секционирование. Включение/отключение потребителей. Включение/отключение ДГУ и других источников.

    Пример разработки программы для реле

    Пусть необходимо разработать программу управления смесителя для программируемого интеллектуального реле ZelioLogic на языке FBD, задача звучит следующим образом.

    В вертикальную емкость высотой 7м подается жидкость №1 до достижения уровня в 2,8м. После чего подача первой жидкости прекращается и подается жидкость №2 до достижения общего уровня в 4,2м. После чего подача второй жидкости прекращается и включается двигатель перемешивающего устройства, который работает в течение 30 минут. По истечению времени двигатель отключается и открывается кран слива суспензии.

    Для решения задачи необходимо в первую очередь преобразовать значения уровня в данные понятные для контроллера, т.е. значению уровня в 2,8 м, исходя из разрядности встроенного АЦП, будет соответствовать значение на входе контроллера равное 102, а уровню в 4,2 м значение 153.

    Так же, исходя из условий задачи, выходы контроллера должны взаимодействовать с тремя запорными клапанами – подача жидкости №1, подача жидкости №2, слив суспензии и с одним двигателем для мешалки. В решении данной задачи целесообразно на вход контроллера подключить кнопку, которая обеспечит запуск всей системы.

    Разработка программы производится с применением компьютера, на котором установлено программное обеспечение ZelioSoft 2.

    Графический язык программирования контроллеров FBD использует различные функциональные блоки. Каждый блок представляет собой часть законченной программы, обеспечивающая конкретную функциональную связь между входными и выходными переменными.

    Соединение блоков приводит к объединению отдельных модулей в единую управляющую программу, которая в соответствии со значениями входных переменных датчиков, подключенных к входам программируемого реле, формирует управляющие сигналы для исполнительных механизмов, подключенных к выходам.

    Таким образом, процесс программирования сводится к выбору различных функциональных блоков, размещению их в окне редактирования и соединению в определенной последовательности, обеспечивающей решение конкретной задачи автоматизированного управления процессом или объектом.

    Для решения поставленной задачи выбраны и соединены необходимые блоки и установлены их параметры, обеспечивающие заданную логику работы.

    Графическое представление программы в среде ZelioSoft2 с помощью FBD, выполняющей решение данной задачи приведено на рисунке.

    Проверка правильности настройки отдельных блоков и их соединений производится в режиме симуляции. Убедившись в правильности работы программы, её переносят с инструментального компьютера в память программируемого реле.

    Вывод

    Интеллектуальны программируемые реле, несмотря на свои недостатки, могут выполнять ряд задач в производственных и непроизводственных сферах, в которых нет необходимости использовать программируемые логические контроллеры (ПЛК).

    Также они значительно дешевле ПЛК, что позволяет сэкономить в процессе модернизации, либо автоматизации ручного или автоматического процесса. Для того чтобы запрограммировать интеллектуальное программируемое реле, пользователю не обязательно обладать навыками программирования, можно использовать набор типовым программ. Интеллектуальные реле просты в программировании.

    Статьи по теме: