Programovatelná inteligentní relé

Programovatelná inteligentní relé jsou typem PLC (programovatelné logické automaty). Použití inteligentních relé umožňuje výrazně zjednodušit schémata ovládání elektrických zařízení a zvýšit jejich spolehlivost.

Programování pro inteligentní relé se provádí pomocí tlačítek na předním panelu a malého, obvykle jedno nebo dvouřádkového LCD indikátoru. I když existují složitější konstrukce a v těchto případech musí být programy napsány na osobním počítači pomocí specializovaných programovacích jazyků pro žebříkovou logiku LD, FBD a některé další.

Pro nahrání (flash) připravených programů do paměti mikrokontroléru se používají rozhraní jako RS-232, RS-485 nebo Industrial Ethernet, které umožňují i ​​komunikaci s ACS vyšší úrovně. Některé modely programovatelných inteligentních relé umožňují budovat komunikační schopnosti pomocí speciálních rozšiřujících modulů.

Princip činnosti PLC

Rozdíl mezi chytrými relé a plnohodnotnými PLC je v tom, že mají malé množství RAM a programové paměti a to vede k nemožnosti alespoň některých složitých matematických výpočtů. Kromě toho je počet vstupně-výstupních kanálů, jak digitálních, tak analogových, v inteligentních relé také malý, takže rozsah jejich použití je značně omezený. Především se jedná o automatizaci jednotlivých jednotek, řízení osvětlovacích systémů, některá zařízení v systému pro bydlení a komunální služby, místní smyčky různých automatizačních systémů, domácí spotřebiče.

Charakteristickým znakem takových zařízení je jejich lokální použití pro malé systémy a program pro ně je vytvořen převážně v jazyce funkčních blokových diagramů (FBD) nebo v jazyce reléové logiky (LD). Tyto jazyky splňují mezinárodní normu IEC 61131-3. Software takových relé má pohodlné a přátelské rozhraní a umožňuje vám vyvíjet programy v krátkém čase, kontrolovat syntaxi a správnost vytvořeného programu a také má schopnost ladit program v reálném čase, což jasně dává představu o tom, jak se bude správce chovat v této nebo jiné situaci.

Návrh programovatelných inteligentních relé nejčastěji monoblokových, — jedna malá skříň obsahuje všechny uzly. Zpravidla se jedná o nízkoenergetický zdroj, mikrokontrolér, vstupní a výstupní informační kanály, svorky pro připojení výkonných zařízení. Kryty takových zařízení jsou malé a umožňují instalaci do elektrických skříní na sběrnici DIN, která odpovídá moderním standardům. Napájecí zdroj však může být i samostatným zařízením.

Zámořská programovatelná inteligentní relé

Programovatelná relé dnes vyrábí mnoho firem, většinou zahraničních. Jako příklad můžeme připomenout společnost Schneider Electric, která byla založena v roce 1936 ve Francii. Její sídlo se nachází v Rueil-Malmaison Cedex. Společnost vyrábí své produkty pod značkami Telemecanique, Merlin Gerin, Modicon.

Produkty Schneider Electric jsou velmi rozmanité: od konvenčních jističena komplexní zařízení, jako jsou frekvenční měniče, signalizační a řídicí zařízení, softstartéry, řídicí relé, snímače a programovatelná relé a regulátory. Jako příklad inteligentního relé zvažte programovatelná relé Zelio Logic.

Programovatelná relé Schneider Electric Zelio Logic umožňují implementaci malých řídicích systémů, počet vstupů / výstupů je v rozmezí 10 ... 40 kanálů. V případě rozměrů 124,6 * 90 * 59 mm je možné umístit až 26 vstupních / výstupních kanálů. Napájecí napětí zařízení je přitom ve velmi širokém rozsahu: 24VAC, 100 … 240VAC, 12VDC, 24VDC, což usnadňuje integraci relé do libovolných konstrukcí.

Například relé řady SR2B201FU má 12 diskrétních vstupů a 8 reléových výstupů, je určeno pro střídavé napětí 100-240V, obsahuje hodiny, displej a sadu tlačítek.Je zobrazen vnější pohled na inteligentní relé v provedení monoblok na obrázku.

K programování relé Zelio Logic lze použít dva specializované jazyky FBD nebo LADDER. Zařízení je dostupné v monoblokovém i modulárním provedení. Poslední možnost umožňuje kombinovat moduly pro rozšíření systému jako celku.

Záběr relé Zelio Logic je dostatečně široký a poskytuje ovládání kompresorů nebo čerpadel, počítání hotových výrobků nebo komponent automatických linek, ovládání eskalátorů, osvětlení a elektronických displejů. Může být použit v bezpečnostních systémech jako zařízení pro kontrolu přístupu.

Kromě zmíněné Schneider Electric se výrobou programovatelných relé zabývá řada zahraničních firem: OMRON, Control Techniques, SIEMENS, Mitsubishi Electric, Danfoss, ABB, Moeller, Braun, Allen Bradley, Autonics, Array Electronic, Eaton.

Nejoblíbenější programovatelná chytrá relé: Siemens LOGO!, Omron ZEN, Schneider Electric Zelo Logic, Easy Moeller, Mitsubishi Alpha XL, Delta Electronics DVP-PM, Eton dasy500, dungeon800, xLogic ELC, Owen Logo, Oni Logo, PRO-relé , ARIES PR110, ARIES PR200.

Elektronické programovatelné logické automaty řady FAB z Tchaj-wanu

Pro průmyslové a domácí použití firma vyrábí inteligentní relé druhé generace řady FAB. Tato zařízení se poměrně snadno obsluhují a snadno se učí a programují. Relé FAB se programují pomocí programovacího jazyka FDB, který je primárně určen pro automatizační inženýry. S jeho pomocí je možné vytvořit poměrně složitý systém, zároveň efektivní a ekonomický.

Programovací jazyk FDB je jazyk bloků, které se zobrazují na displeji při zadávání programu. Funkční bloky jsou jednoduše uspořádány a kombinovány v určité sekvenci, sekvenčně i paralelně, což umožňuje vizuálně vytvářet poměrně složité algoritmy.Nevyžaduje znalost programovacích jazyků. Pro někoho, kdo se někdy zabýval údržbou digitálních technologií, například CNC strojů, nebude tento jazyk činit potíže.

Celkem má jazyk 20 bloků, které plní různé funkce. Především se jedná o logické operace, které navenek vypadají jako obrázky z referenční knihy digitálních mikroobvodů. Obrázek ukazuje fragment dvou bloků.

Kromě logických operací obsahuje sada bloků také čítače, časovače, časové prodlevy, časové značky zapnutí a vypnutí a další.

Programovací prostředí je dodáváno se zařízeními a je také k dispozici ke stažení z webu výrobce. Inteligentní relé řady FAB nahrazují velké množství spínacích zařízení: relé, otáčkoměry, počítadla, časovače atd. přitom za poměrně nízkou cenu. Programovatelné inteligentní relé může nahradit celou sestavenou skříň za konvenční elektromechanická relé… Současně se zvyšuje spolehlivost obvodu jako celku, snižuje se počet diskrétních prvků, zmenšují se rozměry a snižuje se spotřeba energie.

Oblasti použití inteligentních relé FAB jsou poměrně široké. Jedná se o systémy chytré domácnosti; automatické otevírání dveří, závor a bran; ovládání osvětlení vnitřní i vnější; regulace ventilace a regulace teploty v podnicích a v obytných prostorách, ve sklenících a sklenících. A řízení vodovodního systému, řízení výrobních linek a jednotlivých strojů, aplikace v poplašných systémech, v nouzových výstražných systémech a mnoho dalších.

Stručná technická charakteristika inteligentních relé FAB

Relé je vybaveno LCD displejem se 4 řádky po 10 znacích, má vestavěný kalendář a hodiny reálného času. Je možné dálkové ovládání po telefonních linkách a možnost přenosu hlasových zpráv. Součástí dodávky je bezplatný jednoduchý SCADA program, který umožňuje komunikaci s počítačem na dostatečně velkou vzdálenost, což umožňuje vzdálené sledování a konfiguraci. V případě použití rozhraní RS — 485 lze k jednomu počítači připojit 255 relé FAB. Toto spojení umožňuje vytvořit funkčnější systémy než použití jednotlivých relé FAB.

Výstupy zařízení mají vysokou zatížitelnost: reléové výstupy — 10A, tranzistorové výstupy — 2A.

Přestože je programová paměť malá — pouze 64 kB, program může obsahovat 127 funkčních bloků, 127 čítačů, 127 RTC (real time) intervalů, 127 časovačů, což umožňuje vytvářet poměrně složité funkční programy. Zadávání programu se provádí buď pomocí tlačítek a LCD displeje, nebo pomocí počítače. Pro ochranu programu před neoprávněným přístupem je možná ochrana heslem.

Interní programovatelná relé

V Rusku se výrobce programovatelných relé zabývá voroněžskou společností «Oven» a Nižním Novgorodem «KontraAvt». Společnost «Aries» uvádí na trh svá relé pod názvem Aries PLC ***.

Voronezh CJSC "Ekoresurs" vyrábí řadu ovladačů "Basic", která zahrnuje několik modifikací zařízení. Časopisy „Industrial Automation“, „Instrumental Engineering and Automation Tools“ a „Industrial Automation Systems and Controllers“ obsahují celou řadu článků o použití regulátorů řady Bazis.

Některé společnosti se zabývají distribucí a prodejem dovážených značek v Rusku. Například Intechnics, obchodní partner anglické společnosti Invertek Drives, která vyrábí tak populární pohony s proměnnou frekvencí, dodává do Ruska a programovatelná inteligentní relé, která jsou tak nezbytná pro tvorbu automatizačních systémů.

Příklady aplikací relé

Ovládání eskalátoru. Zajištění nepřetržitého provozu pouze ve všední dny od 8:00 do 18:00. · Od 18:00 do 20:00 se eskalátor aktivuje pouze tehdy, když se objeví osoba.

Ovládání ventilace. Zapněte ventilaci každých 30 minut na 10 minut. Při překročení nastavené úrovně CO2 zapněte na 10 minut ventilaci.

Správa automatického převodu rezervy. Automatický rezervní vstup se 2 nebo více vstupy. Oddělení. Zapnutí / vypnutí uživatelů. Zapnout/vypnout DGS a další zdroje.

Příklad vývoje reléového programu

Předpokládejme, že je nutné vyvinout řídicí program směšovače pro programovatelné inteligentní relé ZelioLogic v jazyce FBD, úkol je následující.

Kapalina č. 1 je přiváděna do vertikální nádoby vysoké 7 m, dokud není dosažena hladina 2,8 m. Poté se zastaví přívod první kapaliny a přivádí se kapalina č. 2, dokud není dosažena celková hladina 4,2 m. přívod druhé kapaliny se zastaví a zapne se motor míchadla, které běží 30 minut. Po uplynutí času se motor vypne a otevře se vypouštěcí ventil kejdy.

Pro vyřešení problému je nutné především převést hodnoty hladiny na data srozumitelná pro regulátor, tzn.hodnota na úrovni 2,8 m na základě kapacity palubního ADC bude odpovídat hodnotě vstupu regulátoru rovné 102 a na úrovni 4,2 m hodnotě 153.

Na základě problémových podmínek musí výstupy regulátoru spolupracovat se třemi uzavíracími ventily – přívodem kapaliny č. 1, přívodem kapaliny č. 2, odtokem suspenze a jedním motorem směšovače. Při řešení tohoto problému je doporučeno připojit na vstup ovladače tlačítko, které zajistí start celého systému.

Vývoj programu se provádí pomocí počítače, na kterém je nainstalován software ZelioSoft 2.

Grafický programovací jazyk pro regulátory FBD používá různé funkční bloky. Každý blok je součástí kompletního programu, který poskytuje specifický funkční vztah mezi vstupními a výstupními proměnnými.

Propojením bloků dochází ke sjednocení jednotlivých modulů do jednoho řídicího programu, který v souladu s hodnotami vstupních proměnných snímačů připojených na vstupy programovatelného relé generuje řídicí signály pro připojené aktory. k výstupům.

Proces programování se tak redukuje na výběr různých funkčních bloků, jejich umístění do editačního okna a jejich propojení v určité sekvenci, což poskytuje řešení konkrétního problému s automatizovaným řízením procesu nebo objektu.

Pro vyřešení problému byly vybrány a zapojeny potřebné bloky a nastaveny jejich parametry, které zajišťují danou logiku provozu.

Grafické znázornění programu v prostředí ZelioSoft2 pomocí FBD, které implementuje řešení tohoto problému, je na obrázku.

Opraven problém s jazykem FBD

Kontrola správnosti konfigurace jednotlivých bloků a jejich propojení probíhá v simulačním režimu. Po ujištění, že program funguje správně, je přenesen z počítače přístroje do paměti programovatelného relé.

Výstup

Inteligentní programovatelná relé mohou i přes své nedostatky plnit řadu úkolů v průmyslových i neprůmyslových oblastech, kde není potřeba používat programovatelné logické automaty (PLC).

Jsou také výrazně levnější než PLC, což umožňuje úspory v procesu upgradu nebo automatizace ručního nebo automatického procesu. K naprogramování inteligentního programovatelného relé uživatel nemusí mít programátorské dovednosti, lze použít sadu typických programů. Inteligentní relé se snadno programují.