Контрольное реле: гарантия безопасности и надежности оборудования

25 ноября 2013

Phoenix ContactстатьяПромавтоматика

логотип

Функциональные процессы в электрических приборах и оборудовании постоянно усложняются. Независимо от области применения оборудования — в автоматических системах или промышленности, в машиностроении, химической или энергетической отрасли — требования к безопасности и надежности также постоянно возрастают. Поэтому для решения самых разнообразных задач в этой сфере компания Phoenix Contact [1] представляет семейство контрольных реле EMD. Все приборы до 400 В имеют узкий стандартный корпус толщиной 22,5 мм. Благодаря повышенной диэлектрической прочности, габаритная ширина контрольного реле для напряжений свыше 400 В составляет 45 мм (рисунок 1).

Семейство контрольных реле Phoenix для оптимального решения задач по контролю оборудования

 

Рис. 1. Семейство контрольных реле Phoenix для оптимального решения задач по контролю оборудования

Простая настройка и визуализация

Характерной особенностью всех контрольных реле является простая эксплуатация. Настройки выполняются с помощью отвертки, так как поворотный выключатель и потенциометр расположены на передней панели прибора. Не требуется программирование и настройка конфигурации с помощью ПК. Несмотря на простую настройку реле, существует большое количество комбинаций вариантов и функций (рисунок 2).

Простая настройка с помощью отвертки на примере реле активной мощности

 

Рис. 2. Простая настройка с помощью отвертки на примере реле активной мощности

 

Индикация рабочих состояний выполняется с помощью светодиодов различных цветов. Реле включаются при отклонении от установленного предельного значения (рисунок 3). При этом гальванически развязанные контакты могут активировать визуальные и звуковые сигналы, передавать сообщение об ошибке в систему управления или автономно останавливать оборудование или его часть. Если необходимо установить допустимое кратковременное отклонение от контрольных значений, например, при посадке напряжения из-за подключения большого числа потребителей, можно задать интервал запаздывания до 10 с. Чтобы реле можно было использовать во всех странах мира, серия EMD адаптирована для различных источников питающего напряжения. Поэтому устройства со штырьковыми вводами применяются вместе с различными блоками питания 24…500 В. Реле со встроенными сетевыми адаптерами с широкой поддержкой входных параметров позволяют подключаться к напряжению 24…240 В.

Светодиодная сигнализация уровня питающего напряжения, статуса реле и отклонения от предельных значений

 

Рис. 3. Светодиодная сигнализация уровня питающего напряжения, статуса реле и отклонения от предельных значений

Настройка функций

Ассортимент продукции подразделяется на стандартную (SL) и функциональную (FL) серии. Если приборы стандартной серии поддерживают только одну функцию, то в серии FL можно выбирать различные функции с помощью поворотного выключателя.

Например, для контроля тока пользователь может выбирать такие функции как низкий ток, ток перегрузки, функция Window. Для контроля напряжения доступен выбор низкого, высокого напряжения и функции Window (рисунок 4). Реле контроля фаз служит для мониторинга последовательности, обрыва и асимметрии фаз линейного напряжения. Спектр оборудования включает также дистанционное реле для контроля температуры обмотки двигателя с помощью положительного ТКС, а также для контроля нагрузки и активной мощности.

Варианты настройки и выбор функции реле

 

Рис. 4. Варианты настройки и выбор функции реле

Контроль тока и напряжения

В данной линейке представлены контрольные реле серии EMD для однофазного постоянного и переменного тока до 10 А. Вариативный диапазон входов 100 мА, 1 А и 10 А позволяет точно определить предельные значения отключения. Избыточный ток контролируется во избежание перегрузки и блокировки, например, двигателей, лебедок, грузоподъемных и транспортировочных устройств, шнековых конвейеров. Контроль низкого тока необходим для мониторинга таких электропотребителей, как электродвигатели для вентиляторов и систем отопления в помещениях аккумуляторных. Таким образом, данная функция может указывать на наличие износа оборудования, что позволяет планировать предупредительные ремонтные работы.

С помощью реле напряжения можно контролировать сетевое или аккумуляторное напряжение. Несмотря на то, что 85% всех сбоев в сети связаны с низким напряжением, оно не рассматривается как критичное. Однако реле, контакторы и асинхронные двигатели при низком напряжении подвержены повышенной тепловой нагрузке. Поэтому при поступлении сигнала реле о низком напряжении оборудование и системы управления всегда переводятся на пониженную нагрузку без вреда для устройств.

Контроль высокого напряжения служит для защиты оборудования и приборов от повреждений, так как перегрузки зачастую приводят к опасному перегреву. Выпускаются реле напряжения серии EMD для однофазного постоянного и переменного напряжения до 300 В, а также для трехфазного напряжения 230…690 В.

Контроль фаз и температуры

Реле контроля фаз служит для мониторинга последовательности, обрыва и асимметрии фаз. Ошибочная перестановка второго внешнего провода меняет последовательность фаз, и это приводит к изменению направления вращения двигателей. Может произойти, например, изменение направления подачи конвейера или выход из строя спирального компрессора холодильной установки. Контроль последовательности фаз особенно актуален для переносных электроприборов. Если в трехфазной сети отсутствует внешний провод, это может привести к неопределенным состояниям оборудования. Небезопасный запуск двигателя, неравномерные нагрузки приведут к сбою и поломке. При обрыве фазы в ней может оставаться напряжение, возникшее в результате динамической обратной связи, такое напряжение определяется реле в результате контроля асимметрии фаз. Асимметрия фаз возникает также в результате неравномерного распределения нагрузки в трехфазной системе.

При асимметрии электропитания коэффициент полезной мощности двигателя снижается, и часть энергии преобразуется в реактивную мощность, при этом двигатель подвержен повышенной тепловой нагрузке.

Зачастую производители электродвигателей устанавливают на обмотку мотора терморезисторы (или РТС-позисторы) в соответствии со стандартом DIN 44081 [2]. Клеммы уже выведены на клеммную колодку. При увеличении нагрузки температура обмотки повышается, а с ней — и коэффициент сопротивления РТС-резистора. Этот коэффициент контролируется температурным реле. К такому реле можно подключить максимум шесть РТС-резисторов. Реле срабатывает, если суммарное сопротивление превышает 3,6 кОм. В систему управления предается сообщение об ошибке или производится останов двигателя для защиты от тепловой нагрузки. Сообщение об ошибке можно сбросить, когда суммарное сопротивление достигнет значения 1,8 кОм.

Контроль нагрузки и активной мощности

Контроль мощности двигателя, основанный на коэффициенте cosj, с возможностью простой модернизации, не требует дополнительных датчиков повышенной и пониженной нагрузки. Анализ производится на основании угла смещения фаз j между током и напряжением, который колеблется в зависимости от отдаваемой мощности. Так как коэффициент cosj существенно изменяется в диапазоне ниже номинальной нагрузки, данный метод наиболее подходит для контроля пониженной нагрузки. В качестве возможного применения может быть определение износа инструмента, контроль клиновидных ремней на соскальзывание и разрыв, проверка нагрузки и холостого хода насосов. Кроме того, контроль нагрузки может применяться для проверки объема воздуха в оборудовании кондиционирования и вентиляции, а также пропускной способности и усилия привода подъемно-транспортных средств.

С помощью реле активной мощности можно контролировать потребляемую активную мощность на станках и оборудовании в одно- и трехфазных цепях синусоидального напряжения до 480 В. Ток накапливается только в одном внешнем проводе, потому что прибор предназначен для контроля симметричных нагрузок в диапазоне 37,5 Вт…7,2 кВт. Токи до 12 А измеряются непосредственным образом, для измерения более высоких токов необходим преобразователь тока. Так как параметры тока, напряжения и cosj участвуют в анализе активной мощности оборудования, реле можно настроить в нижнем и верхнем диапазонах нагрузки.

Заключение

Реле EMD компании Phoenix Contact контролируют такие параметры, как ток, напряжение, последовательность, обрыв и асимметрия фаз, температура обмотки, а также мощность. Наряду с изящным дизайном, прибор подкупает своей надежностью, простотой эксплуатации, а также возможностью индивидуального подбора функций. Контрольные модули широко используются благодаря адаптивности к различным сетевым напряжениям, широким диапазонам настройки и соответствующиим допускам.

Литература

1. Phoenix Contact GmbH, г. Бломберг: http://www.phoenixcontact.de/

2. DIN 44081:1980-06 Терморезисторы; резисторы с положительным ТКС, термопредохранители, климатический класс исполнения HFF, г. Берлин, издательство Beuth.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: automation.vesti@compel.ru

 

 

Фотореле Finder 10 и 11 серий: «не думай о ресурсах свысока…»

 

 

Грамотно построенная политика экономии, особенно в применении к большим масштабам, способна высвободить значительные средства. К примеру — использование фотореле для включения уличного освещения позволяет гибко учитывать различные внешние факторы (время года, погодные условия) и дает определенную выгоду по сравнению с обычными таймерами-автоматами.

Фотореле от различных производителей давно и повсеместно вошли в нашу жизнь в различных применениях в быту и промышленном производстве. Казалось бы, что все потенциальные возможности продукции подобного рода давно исчерпаны. Тем не менее специалистам Finder удалось «выжать» дополнительные преимущества из приборов этого класса благодаря примененной технологии «нулевого гистерезиса» в новых фотореле Finder 10 и 11 серии.

В алгоритм работы любого обычного фотореле обязательно заложена некоторая задержка на включение — выключение для предотвращения вхождения реле в режим автогенератора при пограничных уровнях освещенности. В условиях медленно меняющегося внешнего естественного освещения такая задержка должна быть не менее нескольких минут, причем два раза в сутки — утром и вечером. Нетрудно подсчитать, что коммутация даже сравнительно небольшой нагрузки (например 100 кВт — освещение улицы средней протяженности) — с «лишней» задержкой 15 минут в сутки приведет к годовому перерасходу в 9125 квт. ч, что при усредненном тарифе 2,50 руб. за киловатт выльется в сумму 22812 руб.

Запатентованная компанией Finder технология «нулевого гистерезиса» предоставляет возможность производить переключения точно по заданному уровню освещенности, что существенно снижает ресурсные потери свойственные традиционной схеме. Особо можно отметить наличие в серии силового модуля 19.91, призванного расширить диапазон мощности коммутируемой нагрузки.

•••

Наши информационные каналы

О компании Phoenix Contact

Компания Phoenix Contact основана в 1923 году, имеет штаб-квартиру в Восточной Вестфалии-Липпе, Германия. Объединяет четыре производственных комплекса в Германии и пять производственных предприятий за рубежом. Предприятие Phoenix Contact представлено более чем в 60 странах мира и предлагает широкий ассортимент изделий для промышленной электротехники, который включает в себя шесть направлений продукции - от датчиков до систем управления, от классических клемм и брызгозащищенных разъемов до бес ...читать далее