RELÉ A OPTOČLENY. Přehled způsobů použití

RELÉ A OPTOČLENY Přehled způsobů použití

TYPY PŘIPOJOVACÍ TECHNIKY

Tuto připojovací techniku najdete v následujících řadách:

Řada 788

Řada 857

Řada 858

Tuto připojovací techniku najdete v následujících řadách:

Řada 859

Řada 789

–2–

Řada 288

OBSAH

VLASTNOSTI A VÝHODY

4–5

Relé/optočleny KRITÉRIA PŘI VÝBĚRU RELÉ

6–7

Detaily, které rozhodují DLOUHÉ KABELY A DVOUVODIČOVÉ SENZORY

8–9

Spolehlivé spínání navzdory napěťovému šumu MODERNÍ SVÍTIDLA S ELEKTRONICKÝMI PŘEDŘADNÍKY

10 – 11

Krátké proudové špičky – fatální následky FUNKČNÍ BEZPEČNOST

12 – 13

Detekce chyb v bezpečnostních proudových okruzích MATERIÁL KONTAKTŮ ROZHODUJE

14 – 17

Malé spínané zatížení / náročné prostředí RELÉ S MANUÁLNÍ OBSLUHOU

18 – 19

Ruční a elektrické spínání RELÉ S ŠIROKOROZSAHOVÝM VSTUPEM

20 – 21

Rozmanité možnosti použití SPECIÁLNÍ POŽADAVKY NA DRÁŽNÍ TECHNIKU

22 – 25

Jak si poradit s kolísáním napětí Okolní teplota a mechanické vlivy SPÍNÁNÍ STEJNOSMĚRNÝCH ZÁTĚŽÍ

26 – 27

Vylepšení křivky mezního zatížení prostřednictvím kontaktů zapojených do řady OPTOČLENY A POLOVODIČOVÁ RELÉ

28 – 31

Dlouhá životnost, nulové opotřebení GLOSÁŘ

32 – 34

–3–

VLASTNOSTI A VÝHODY Relé/optočleny

Relé, nebo optočlen? Relé

Optočleny / polovodičová relé

• Galvanické oddělení mezi vstupním a výstupním okruhem • Přizpůsobení různých úrovní signálu • Zesílení a/nebo znásobení signálu

Odolnost proti rušivým elektromagnetickým polím a přechodovým jevům

Dlouhá životnost, neboť nedochází k mechanickému opotřebení kontaktů

Možnost vysokého krátkodobého přetížení na straně vstupu a výstupu beze ztráty funkce

Vysoká frekvence spínání díky krátké době zapnutí a vypnutí

Nízké ztráty při spínání / vysoký spínací výkon

Odolnost proti rázům a vibracím

Jediný modul ke spínání stejnosměrného nebo střídavého proudu (univerzálně použitelný)

Nedochází k odskoku kontaktů

Díky vzduchové mezeře nevzniká ztrátový proud

„Tiché“ spínání

Možnost vícenásobných kontaktů (jeden řídicí signál spíná několik obvodů zátěže)

Nutný jen nízký budicí výkon

Stav sepnutí je v některých případech vidět pouhým okem

Krátká reakční doba

Bezpečné oddělení cívky a sady kontaktů

Nevznikají elektromagnetické emise v důsledku jiskření při spínání nebo od cívek; díky tomu nedochází v okamžiku sepnutí k rušení sousedních konstrukčních skupin nebo elektronických součástek

Téma „Relé“ začíná na straně 6

Téma „Optočleny a polovodičová relé“ začíná na straně 28

–4–

Rozdíly mezi optočleny a polovodičovými relé Optočleny

Polovodičová relé

Napevno namontované, resp. připájené k desce plošných spojů Možnost nasazení na patici – nevyměnitelné – lze vyměnit v případě opravy Flexibilní přizpůsobení aplikaci díky rozmanité paletě variant

Snadný přechod mezi elektromechanickým a elektronickým spínacím prvkem

–5–

KRITÉRIA PŘI VÝBĚRU RELÉ Detaily, které rozhodují

Relé představují v průmyslových aplikacích osvědčená rozhraní, která plní řadu úloh. Při výběru reléových modulů je však nezbytné dbát několika parametrů, které zajistí jejich odborné používání. Mezi tyto parametry patří mimo jiné jmenovité napětí cívky a počet rozpínacích, spínacích a přepínacích kontaktů. Pro životnost jsou důležité kontakty samotné. Materiál kontaktů se volí podle toho, zda relé bude spínat indukční, kapacitní nebo ohmické zátěže. V tomto přehledu způsobů použití najdete důležité pokyny pro optimální volbu relé.

2) Kontakty Uspořádání kontaktů; zatížení kontaktů; materiál kontaktů; životnost; odpor kontaktů; požadavky na izolaci; mezní trvalý proud

1) Cívka Napětí cívky; maximální trvalé napětí; přídržné napětí a proud; rozepínací napětí a proud

–6–

3) Doba sepnutí Reakční doba; doba rozepnutí; frekvence spínání; doba odskoku 4) Mechanické vlastnosti Odolnost proti vibracím; odolnost proti rázům; velikost, resp. prostorové podmínky

5) Další kritéria Okolní teplota; elektrická pevnost; montážní podmínky; stupeň krytí IP; atesty

–7–

DLOUHÉ KABELY A DVOUVODIČOVÉ Spolehlivé spínání navzdory napěťovému šumu

Spolehlivý nepřetržitý provoz: Patice s miniaturním relé a integrovaným zátěžovým modulem WAGO ve vašich aplikacích spolehlivě zamezují dosažení odpadového napětí.

Reléové moduly potřebují k zapnutí jmenovité napětí U . K provozu naopak stačí přídržné napětí o hodnotě pouhých 15 % jmenovitého napětí. Ve standardních spínacích obvodech spolehlivě fungují všechny reléové moduly. Ve spínacích obvodech s dlouhými, paralelně uloženými vedeními, v obvodech s aktivními dvouvodičovými senzory nebo s binárními řídicími výstupy (AC) má však nízké přídržné napětí často za následek chybné fungování: Moduly se nevypínají. Tento efekt často nastává při obnově zařízení nebo při přechodu ze starých „proudově náročných“ na dnešní „proudově úsporné“ reléové moduly.

ON

ON

Příklad použití: Triakové výstupy řídicích systémů

Co je příčinou? A jak ji řešit? Dlouhá, paralelně uložená vedení jsou navzájem kapacitně provázána. V důsledku toho dochází k přenosu energie do sousedního vodiče. Aktivní dvouvodičové senzory, jako jsou například přibližovací spínače nebo hladinová čidla, vyžadují zpravidla minimální trvalý proud, který může zapříčinit, že napětí na řídicích vedeních relé neklesne pod hodnotu přídržného napětí. V důsledku tohoto chování nedokáže relé řádně spínat. Pro tyto aplikace společnost WAGO vyvinula a do reléových modulů integrovala speciální zátěžové RC moduly proti napěťovému šumu, které jen se zanedbatelnými ztrátami minimalizují nežádoucí napětí a umožňují definované spínání.

1 2 3 4 5 16 27 38 4 5 6 7 8

N

AC 230 V

N

N

L1

–8–

SENZORY

Příklad použití: Kapacita vedení (měření stavu naplnění)

AC 230 V

L1 N N

C

1

L (délka vedení)

Příklad použití: Dvouvodičové senzory (detekce kusového zboží) I

s

AC 230 V

L1

N

N Vstupní jmenovité napětí U

Mezní trvalý proud

857-358/006-000

AC 230 V

6A

857-368/006-000

AC 230 V

6 A*

Popis

Obj. č.

N

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem a integrovaným zátěžovým modulem

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, integrovaným zátěžovým modulem a zlatými kontakty

A1 A2

A1 A2

* Aby nedošlo k poškození zlaté vrstvy, nemělo by se překračovat spínací napětí DC 30 V a proud 50 mA. Při vyšším spínacím výkonu se odpařuje zlatá vrstva. Její srážení v pouzdře může zapříčinit zkrácení životnosti.

–9–

MODERNÍ SVÍTIDLA S ELEKTRONICKÝMI Krátké proudové špičky – fatální následky

Při zapínání světelných zdrojů vznikají krátkodobě značné proudové špičky. Nežádoucím účinkům opotřebení a opalování kontaktů lze zamezit pomocí relé určených pro světelné zdroje.

Moderní svítidla vybavená elektronickými předřadníky nabízejí řadu předností. Mají vysokou účinnost a dodávají nepřerušované světlo. Při projektování nových osvětlovacích zařízení nebo výměně starých je nezbytné přesně sledovat zapínací proud elektronických předřadníků. Kondenzátor ve vstupním obvodu mnoha elektronických předřadníků způsobuje při zapnutí výraznou proudovou špičku, která může dalece překročit desetinásobek jmenovitého proudu. Tento proud sice trvá jen několik málo milisekund, přesto však může zapříčinit přilepení reléových kontaktů.

Pro případ maximálních zapínacích špiček jsou k dispozici reléové moduly se dvěma paralelně pracujícími kontakty. Kontakt, který spíná jako první, je z vysoce pevného wolframu a zachycuje proudovou špičku. Druhý kontakt, který spíná po něm a vede provozní proud, je ze slitiny stříbra s kvalitní vodivostí. Jako alternativu k relé má společnost WAGO pro oblasti použití s kapacitními zátěžemi v portfoliu optočleny a polovodičová relé. Speciální provedení s nulovým spínačem minimalizují špičky.

K čemu je třeba při projektování osvětlovacích zařízení přihlížet? Při výběru relé je bezpodmínečně nutné zohlednit zapínací proud. Standardní relé zde často rychle narazí na své limity. Společnost WAGO pro tyto aplikace vyvinula reléové moduly, jejichž kontakty si spolehlivě poradí s krátkými a vysokými zapínacími špičkami. Materiál kontaktů bezpečně zamezuje zaklesnutí nebo přilepení kontaktů.

– 10 –

PŘEDŘADNÍKY

Výběr relé pro světelné zdroje Popis

Vstupní jmenovité napětí U


788-354

DC 24 V

16 A

788-357

DC 24 V

16 A

788-720

DC 24 V

1A

788-721

AC/DC 24 V

4A

789-324

DC 24 V

16 A

Obj. č.

N

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem a indikací provozu, max. zapínací proud 120 A / 50 ms Reléový modul s 1 spínacím kontaktem a indikací provozu, max. zapínací proud 165 A / 20 ms

Polovodičové relé SSR, nulový spínač

Polovodičové relé SSR, nulový spínač

Relé s 1 spínacím kontaktem, přepínač Ruční – 0 – Automatika s kontaktem pro zpětnou signalizaci

14 13

A1 +

14

A2 -

13

A1

13

A2

14

(+24V)

A1 + A3 + B1 n.c. B2 A2 A2 -

A 0 1

A = Automatik (AUTO) 0 = AUS 1 = Manuell EIN (MAN) 14

13 13

– 11 –

FUNKČNÍ BEZPEČNOST Detekce chyb v bezpečnostních proudových okruzích

Monitorování signálů: Relé s nuceně vedenými kontakty umožňují rychle detekovat chyby, například nefunkční rozepnutí.

Chcete-li vyhovět příslušným směrnicím a předpisům o funkční bezpečnosti, musíte mimo jiné povinně použít speciální součásti. Tyto součásti musejí splňovat přísné požadavky. Například u reléových modulů jsou předepsány nuceně vedené kontakty nejméně s jedním rozpínacím a jedním spínacím kontaktem. Kontakty musejí být mechanicky závislé tak, aby rozpínací a spínací kontakty nemohly být sepnuté nebo rozepnuté ve stejnou chvíli. Tímto způsobem lze jednoznačně identifikovat chyby v důsledku nefunkčního rozepnutí. Z bezpečnostního hlediska mají význam pouze chyby v důsledku nefunkčního rozepnutí nebo izolace. Technicky lze rozepnutý spína-

cí kontakt poznat podle sepnutého rozpínacího kontaktu (detekce chyb). To samé platí pro sepnutý spínací kontakt, u něhož je zase rozepnut rozpínací kontakt. Požadavky normy EN 50205 platí v bezpečnostních proudových obvodech samozřejmě i pro relé s přepínacími kontakty. Norma předepisuje, že v rámci každého přepínacího kontaktu se smí používat buď jen rozpínací kontakt, nebo jen spínací kontakt a že přepínací kontakty musejí být navzájem nuceně vedené. V bezpečnostních proudových obvodech se proto smějí používat pouze relé s nejméně dvěma přepínacími kontakty.

Norma EN 50205 rozlišuje podle druhu nuceného vedení dvě sady kontaktů: Typ A: relé, u něhož jsou všechny kontakty mechanicky spřaženy.

Typ A

Typ B

Typ B: relé obsahující kromě mechanicky závislých kontaktů další přidané kontakty, které nejsou mechanicky závislé.

– 12 –

Zkrat ve výstupním kontaktu

Bezpečnostní kontakty, nuceně vedené

Pomocný rozpínací kontakt není v bezpečnostních proudových obvodech přípustný

13

23

33

41

14

24

34

42

K1

K2 K2

Výběr bezpečnostních relé Popis

Obj. č.



N

Bezpečnostní reléový modul SR2M (2 přepínací kontakty) s nuceně vedenými kontakty (typ A) a indikací provozu

788-384

DC 24 V

6A

Bezpečnostní reléový modul SR2M (2 přepínací kontakty) s nuceně vedenými zlatými kontakty (typ A) a indikací provozu

788-906

DC 24 V

0,3 A

Bezpečnostní reléový modul se 4 rozpínacími kontakty a 4 spínacími kontakty, relé zapájeno do montážní patice, nuceně vedené kontakty, typ B

288-414

AC/DC 24 V

6A

– 13 –

MATERIÁL KONTAKTŮ ROZHODUJE Malé spínané zatížení / náročné prostředí

Jak zamezit chybnému fungování: Relé s elektrolyticky pozlacenými kontakty se hodí zejména ke spínání malých zátěží

Kontakty standardních relé jsou zpravidla vyrobeny ze slitin stříbra, například s niklem, oxidem cíničitým nebo oxidem kademnatým. Optimálně se hodí pro použití v řadě aplikací. V případě malých zátěží, proudů a napětí však rychle narážejí na své limity. Povrch slitin stříbra má sklon k oxidaci, což má za následek rostoucí přechodový odpor. Při spínání větších zátěží je tento problém eliminován vznikem drobných oblouků, které čistí kontakty. Při menších zátěžích je tomu jinak.

Nemají dostatek energie na to, aby tepelně narušily zoxidovanou vrstvu a tím očistily kontakty. Následkem je chybné fungování, kterému lze předejít elektrolyticky pozlacenými kontakty. Zlato neoxiduje a i v případě nepříznivých vnějších vlivů je velice odolné proti korozi. Speciálně pro spínání malých zátěží zahrnula společnost WAGO do portfolia relé varianty s elektrolyticky pozlacenými kontakty. Jsou přizpůsobeny této aplikaci a dlouhodobě zaručují spolehlivý přenos signálu.

– 14 –

Materiál kontaktů

Oblast použití

AgNi – kontakt ze slitiny stříbra a niklu

Odporové zátěže Slabě indukční zátěže Pro střední a vyšší spínací výkony

AgSnO – kontakty ze slitiny stříbra a oxidu cíničitého 2

Pro vyšší spínané zatížení, zejména v aplikacích využívajících síťové napětí při velkém zapínacím proudu Velmi nízká náchylnost k lepení kontaktů, velmi vysoká odolnost proti opalu Nízký přenos materiálu při spínání stejnosměrného napětí

AgCdO – kontakt ze slitiny stříbra a oxidu kademnatého

Indukční střídavé zátěže Pro vyšší spínané zatížení, zejména v aplikacích využívajících síťové napětí Nízká náchylnost k lepení kontaktů, velmi vysoká odolnost proti opalu

AgNi + Au – elektrolyticky pozlacený kontakt ze slitiny

Pro malé zátěže

stříbra a niklu

Vysoká odolnost proti korozi; důležitý materiál pro spolehlivé sepnutí kontaktu při nízkém spínacím výkonu

– 15 –

MATERIÁL KONTAKTŮ ROZHODUJE Malé spínané zatížení / náročné prostředí

V chemičkách, čistírnách odpadních vod nebo ve výrobě oceli je nutné počítat se stále agresivnějšími plyny: relé se zlatými kontakty na těchto místech chrání před oxidací a korozí.

V některých oblastech průmyslu, v chemičkách a ocelárnách či v čistírnách odpadních vod jsou agresivní plyny součástí každodenní praxe. Vyšší koncentrace škodlivin, vysoká vlhkost vzduchu a vysoké teploty mají negativní vliv na elektrické komponenty. Reléové moduly s kontakty ze slitin stříbra zde nejsou úplně nejvhodnější volbou. Povrch kontaktů oxiduje a při spínacích operacích neprotéká kontakty dostatek energie, která by spolehlivě tepelně narušila zoxidovanou vrstvu. Důsledkem jsou provozní poruchy.

Jak zamezit chybnému fungování? Stejně jako při spínání menších výkonů se na tato místa optimálně hodí elektrolyticky pozlacené kontakty. Relé vybavená pozlacenými kontakty spolehlivě pracují v oblasti malých zátěží do 50 mA a 30 V. Pro tento způsob použití vyvinula společnost WAGO varianty relé, které zaručují bezpečný provoz.

– 16 –

Výběr relé se zlatými kontakty Vstupní jmenovité napětí U


857-314

DC 24 V

6 A*

857-368

AC/DC 230 V

6 A*

859-314

DC 24 V

Popis

Obj. č.

N

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, se zlatými kontakty, pro střední spínací výkon A1 A2

14 A2 – 11

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, se zlatými kontakty, pro střední spínací výkon

A1 +

12

5 A* 14

A2 ~

11

A1 ~

859-359

AC 230 V

788-412

DC 24 V

8 A*

788-616

AC 230 V

8 A*

858-314

DC 24 V

5 A*

858-518

AC 230 V

5 A*

12

Reléový modul s 2 přepínacími kontakty, se zlatými kontakty a indikací provozu

14

A1 +

A2 -

11 12 24 21 22 34 31 32 44 41 42

Průmyslový reléový modul se 4 zlatými přepínacími kontakty

14

A1 ~

A2 ~

11 12 24 21 22 34 31 32 44 41 42


– 17 –

RELÉ S MANUÁLNÍ OBSLUHOU Ruční a elektrické spínání

Mimořádně praktická záležitost v automatizaci budov a řízení procesů: Zvýšení provozuschopnosti zařízení při výpadku řídicího systému pomocí relé s ruční obsluhou

Možnost cíleně spínat jednotlivé proudové okruhy bez pomoci řídicího systému má v řadě aplikací zásadní přednosti – třeba při uvádění do provozu. V komplexních systémech automatizace budov tak lze kontrolovat a do provozu uvádět jednotlivé úseky nezávisle na struktuře řídicího systému. To samé platí pro uvádění do provozu v průmyslových procesech. Možnosti ručního ovládání si rovněž cení technici provádějící servis a údržbu, protože jim usnadňuje hledání chyb a umožňuje omezený ruční provoz.

Mechanická nebo elektrická ruční obsluha V oblasti reléových modulů s ruční obsluhou nabízí WAGO dvě alternativy. První varianta je koncipována pro ruční obsluhu z čelní strany. To znamená, že kontakty se spínají čistě mechanicky. V ručním režimu jsou moduly omezeny asi na 100 spínacích cyklů. V automatickém režimu absolvují tyto moduly běžný počet spínacích cyklů stanovený pro relé. U druhé varianty s ruční obsluhou se cívka relé spíná elektricky. Na čelní straně lze provozní stav nastavit přepínačem Ruční – 0 – Automatika. Tyto reléové moduly bez omezení absolvují běžný počet spínacích cyklů stanovený pro relé.

ON

1 2 3 4 5 6 7 8

Příklad použití v automatizaci budov

M

– 18 –

Výběr relé s ruční obsluhou Popis



788-341

DC 24 V

16 A

788-346

DC 24 V

8A

789-1341

DC 24 V

12 A

789-1346

DC 24 V

8A

858-304

DC 24 V

5A

858-324

DC 24 V

12 A

Obj. č.



DC 24 V

16 A

Obj. č.

N

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, elektrická a mechanická indikace provozu, ruční ovládání Reléový modul s 2 přepínacími kontakty, elektrická a mechanická indikace provozu, ruční ovládání Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, ruční ovládání pro manuální uvedení do provozu, elektrická a mechanická indikace provozu Reléový modul s 2 přepínacími kontakty, ruční ovládání pro manuální uvedení do provozu, elektrická a mechanická indikace provozu

A1 +

14 11 12

A2 -

14 A1 +

11 12 24

A2 -

21 22

14 12

A1 +

A2 –

11

14 12 24 22

A1 +

A2 –

Průmyslový reléový modul, 4 přepínací kontakty, ruční ovládání pro manuální uvedení do provozu, elektrická a mechanická indikace provozu

21 11 14 11 12 24

A1 +

21 22 34 31 32 44

A2 -

41 42

Průmyslový reléový modul, 2 přepínací kontakty, ruční ovládání pro manuální uvedení do provozu, elektrická a mechanická indikace provozu

14

A1 +

11 12 24 21 22

A2 -

Výběr relé s přepínačem Ruční – 0 – Automatika Popis

N

Reléový modul pro světelné zdroje s 1 spínacím kontaktem a přepínačem Ruční – 0 – Automatika Reléový modul pro světelné zdroje s 1 spínacím kontaktem, přepínačem Ruční – 0 – Automatika a kontaktem pro zpětnou signalizaci

(+24V)

A1 + A3 +

A = Automatisk 0 = OFF 1 = Manuell PA

A 0 1

14

789-323

A2 A2 -

(+24V)

A1 + A3 + B1 n.c. B2 A2 A2 -

13 13

A 0 1

A = Automatisk 0 = OFF 1 = Manuell PA 14

789-325 13 13

– 19 –

RELÉ S ŠIROKOROZSAHOVÝM VSTUPEM Rozmanité možnosti použití

V principu jsou reléové moduly s širokorozsahovým vstupem ideální a univerzální komponenty, které se skvěle hodí pro všechny aplikace. Stejně jako standardní reléové moduly WAGO splňují všechny příslušné normy a předpisy. Tyto reléové moduly jsou dimenzovány na stejnosměrné a střídavé napětí v rozsahu 24–230 V, přičemž dokážou spínat trvalý mezní proud až 6 A, a to se stejným počtem spínacích cyklů jako standardní varianty.

Jejich použití se doporučuje v řadě oblastí, například servisu a údržbě. Technikům a specialistům údržby stačí pro všechna napětí jediný reléový modul, kterým mohou v případě poruchy okamžitě nahradit vadný modul. Odpadá nutnost náročného skladování reléových modulů pro různé rozsahy napětí. Princip „Jediný modul pro všechny aplikace“ optimalizuje výrobu a skladování také u uživatelů, kteří vyrábějí malé série určené pro světový trh. Jako světový standard jim pak stačí jediný reléový modul. Za účelem snadné manipulace a spolehlivého elektrického propojení vybavuje společnost WAGO reléové moduly připojovací technikou Push-in CAGE CLAMP®.

– 20 –

Jediná varianta relé dokáže pokrýt téměř všechna běžná napětí. Výsledek: Výrazné snížení nákladů na skladování i na servis

Popis

Obj. č.



N

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, pro střední spínací výkon

857-359

24–230 V AC/DC

6A

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, se zlatými kontakty, pro střední spínací výkon

857-369

24–230 V AC/DC

6 A*


– 21 –

SPECIÁLNÍ POŽADAVKY NA DRÁŽNÍ Jak si poradit s kolísáním napětí

V drážních aplikacích platí pro relé speciální požadavky zejména z hlediska provozního napětí, okolní teploty a odolnosti proti rázům a vibracím. Relé WAGO je splní.

Drážní techniku charakterizují dvě zásadní oblasti použití. Jednak pevné instalace ve stavědlech, soustavách výhybek a přístupových systémech, jednak instalace v kolejových vozidlech. Ústřední význam má v této oblasti norma EN 50155, která se v některých částech výrazně liší od norem pro průmysl. Všechny komponenty používané v drážních aplikacích tak musejí například spolehlivě pracovat při provozním napětí, které se pohybuje v rozsahu 70–125 % jmenovitého napětí.

Krátkodobé špičky do 1,4násobku jmenovitého napětí nesmějí zapříčinit poškození. Odchylky od těchto pravidel platí jen pro komponenty napájené stabilizovanými napájecími zdroji. Zde je povoleno kolísání v rozsahu ±10 % jmenovitého napětí. Tato hodnota je běžná i v průmyslových aplikacích.

– 22 –

TECHNIKU Výběr relé pro drážní techniku Popis



859-390

DC 24 V

3A

859-398

DC 24 V

3A

859-392

DC 24 V

3 A*

788-391

DC 24 V

3A

788-390

DC 24 V

3A

858-354

DC 24 V

5A

858-355

DC 24 V

5 A*

Obj. č.

N

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, rozsah vstupního napětí –30 % až +25 %

14 A2 – 11 A1 +

12

Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, rozsah vstupního napětí –40 % až +40 % Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, se zlatými kontakty, rozsah vstupního napětí –30 % až +25 % Reléový modul s 1 přepínacím kontaktem, ruční ovládání a rozšířený rozsah vstupního napětí a teplot

14 A2 – 11 A1 +

12

A1 +

14 11 12

A2 -

14

Reléový modul s 2 přepínacími

A1 +

kontakty, ruční ovládání a rozšířený rozsah vstupního napětí a teplot

11 12 24

A2 -

21 22 14

Reléový modul s 4 přepínacími kontakty a rozšířeným rozsahem vstupního napětí a teplot

A1 +

A2 -

11 12 24 21 22 34 31 32 44 41 42 14

Reléový modul s 4 přepínacími

A1 +

kontakty a rozšířeným rozsahem vstupního napětí a teplot, se zlatými kontakty

A2 -

11 12 24 21 22 34 31 32 44 41 42


Výběr optočlenů pro drážní techniku Popis



859-798

DC 12 V

100 mA

859-794

DC 24 V

100 mA

859-795

DC 5 V

100 mA

Obj. č.

N

Modul optočlenu s rozšířeným rozsahem vstupního napětí a teploty, pro drážní aplikace



A2 –

2 –

A1 +

1 +

A2 –

2 –

A1 +

1 +

A1 +

1 +

A2 –

2 –

RL

RL

RL

– 23 –

SPECIÁLNÍ POŽADAVKY NA DRÁŽNÍ Okolní teplota a mechanické vlivy

Součástky jako reléové moduly mohou být v drážních aplikacích v závislosti na oblasti použití vystaveny extrémním teplotám od –40 °C do +70 °C, neboť některé rozvaděče se nacházejí v neklimatizovaných ocelových skříních pod kabinou pro cestující. Drážní podniky oblasti použití elektrických součástek v závislosti na umístění a tepelných podmínkách v principu člení do čtyř teplotních tříd T1 až TX. Ze zkušeností vyplývá, že mnoho aplikací spadá do třídy T3, která odpovídá rozsahu teplot od –25 °C do +70 °C. Všechny reléové moduly WAGO pro drážní aplikace odpovídají nejvyšším třídám T3 nebo TX.

Zejména u drážních vozidel navíc dochází ke značnému namáhání vibracemi a rázy. Mechanické vlivy v důsledku jízdy podrobně popisuje norma EN 61373 „Drážní zařízení – Zařízení drážních vozidel – Zkoušky rázy a vibracemi“. Reléové moduly WAGO splňují veškeré předpoklady pro použití v drážním provozu v kategoriích 1A až 1B. Díky pružinovému připojení navíc nabízejí vynikající odolnost proti rázům a vibracím.

Okolní teplota dle normy EN 50155 Vnější teplota okolí

Vnitřní teplota skříně

Přírůstek vnitřní teploty skříně maximálně 10 min.

Teplota okolí sestavené desky

T1

–25 °C až +40 °C

–25 °C až +55 °C

+15 K

–25 °C až +70 °C

T2

–40 °C až +35 °C

–40 °C až +55 °C

+15 K

–40 °C až +70 °C

T3

–25 °C až +45 °C

–25 °C až +70 °C

+15 K

–25 °C až +85 °C

TX

–40 °C až +50 °C

–40 °C až +70 °C

+15 K

–40 °C až +85 °C

– 24 –

TECHNIKU

M I Skříň uvnitř

N

K

Skříň vozidla

F

Podsestava

E O

J

D

Skříňka pod rámem

G H

Podvozek Náprava

Sestava pro zkoušení mechanických vlivů za jízdy

Vibrace a rázy: Zařazení dle normy EN 61373 Kategorie

Umístění

Popis umístění zařízení

1 Třída A

MNOIaJ

Součásti montované přímo na skříň vozidla nebo pod ni

1 Třída B

D

Součásti montované do skříňky pod rámem, která je upevněna ke skříni vozidla

1 Třída B

K a E

Součásti montované do velké vnitřní skříně, která je upevněna ke skříni vozidla

1 Třída B

F

Součásti montované do podsestav, které jsou namontovány do skříňky upevněné ke skříni vozidla

2

G

Skříňky, podsestavy, zařízení a součásti, které jsou namontovány na podvozek drážního vozidla

3

H

Skříňky, podsestavy, zařízení a součásti nebo sestavy, které jsou namontovány na sestavu nápravy drážního vozidla

– 25 –

SPÍNÁNÍ STEJNOSMĚRNÝCH ZÁTĚŽÍ Kontakty zapojené do řady vylepšují křivku mezního zatížení

Vysoké stejnosměrné napětí v procesní řídicí technice zálohované akumulátory: Díky relé s kontakty zapojenými do řady máte spínací oblouky plně pod kontrolou

Statická mezní křivka světelného oblouku

Schaltspannung (V) Spínací proud (A)

Aplikace, v nichž se využívají stejnosměrná relé, se omezují na vybrané oblasti pracující s několikanásobným zálohováním pomocí akumulátorů, které zvyšují provozuschopnost zařízení. Patří mezi ně například řídicí technika v elektrárnách či chemičkách nebo drážní technika. Ke spolehlivému spínání stejnosměrných zátěží je zapotřebí vypilovaná reléová technika. Na rozdíl od střídavých zátěží při průchodu napětí nulou automaticky nezhasíná spínací oblouk. Jak ukazuje statická mezní křivka světelného oblouku, u stejnosměrných zátěží délka světelného oblouku rozhodující měrou závisí na spínaném napětí a proudu. Čím výraznější je světelný oblouk, tím kratší je životnost relé. V případě překročení mezní křivky světelný oblouk nezhasne a relé se zničí. Z hlediska konstrukce lze životnost prodloužit zvětšením vzdálenosti mezi kontakty. Tato vzdálenost je však jasně limitována konstrukčním provedením relé. Jak ukazují křivky stejnosměrného zatížení, představují určité (bohužel však podstatně méně účinné) řešení kontakty zapojené „do řady“. Kontakty v takovém případě spínají s nepatrným časovým posunem. Nedosahuje se proto dvojnásobných hodnot jako v případě jednoduchého kontaktu s dvojnásobnou dráhou.

– 26 –

3

Spínání bez světelného oblouku 1 Lichtbogenfreie Schaltungen Nestabilní,kurze krátké světelné oblouky 2 Instabile, Lichtbögen 3 Glimmentladung Doutnavý výboj 4 Voll Plně ausgebildete ustálené spínací oblouky Schaltlichtbögen

4

1

2

Spínací napětí (V) Schaltstrom (A)

Křivka mezního zatížení DC 788-312

Křivka mezního zatížení DC 858-391

Křivka mezního zatížení DC 858-304, -308

Spínací proud (A)

Spínací proud (A)

Spínací proud (A)

20

2pól. odporové zatížení

10 5

2 kontakty v řadě

2 1

20

5 2 1

1 kontakt

DC odporové zatížení

10

0,5

0,5

0,2

0,2

0,1 10

0,1 10

20

DC odporové zatížení

10 5

1 kontakt 2 kontakty v řadě 3 kontakty v řadě 4 kontakty v řadě

2 1

1 kontakt

0,5

2 kontakty v řadě 3 kontakty v řadě

20 30

50

100

200 300

4 kontakty v řadě

0,2

20 30

0,1 10

Spínací napětí (V)

50

100

200 300

DC indukční zatížení, L/R = 40 ms

20 30


50

100

200 300


Výběr relé pro stejnosměrné zátěže Popis



788-312

DC 24 V

8A

858-304

DC 24 V

5A

858-308

DC 220 V

5A

858-391

DC 220 V

6A

Obj. č.

N

Reléový modul s 2 přepínacími kontakty a indikací provozu

14

Průmyslový reléový modul se 4 přepínacími kontakty

A1 +

A2 -

11 12 24 21 22 34 31 32 44 41 42 14

Průmyslový reléový modul se 4 přepínacími kontakty

A1 +

A2 -

11 12 24 21 22 34 31 32 44 41 42

– 27 –

OPTOČLENY A POLOVODIČOVÁ RELÉ Dlouhá životnost, nulové opotřebení

Ideální komponenty na výrobní linky: Optočleny se vyznačují dlouhou životností a krátkou dobou sepnutí

Společnost WAGO vyvinula širokou paletu modulů s optočleny a modulů SSR určených pro průmyslové aplikace. U všech modulů s optočleny značky WAGO jsou optočleny integrovány přímo do pouzdra. Moduly SSR představují vyměnitelná polovodičová relé, jejichž uspořádání pinů je kompatibilní se standardními relé. Nabízíme rozsáhlé portfolio s variantami jak pro stejnosměrné, tak pro střídavé napětí. Jsou dimenzovány pro rozsah jmenovitého napětí na vstupu od 5 V do 230 V a na výstupu od 3 V do 280 V. Integrovaný ochranný obvod zaručuje spolehlivý provoz ve všech aplikacích. Moduly dokážou spínat i zátěže s vysokými zapínacími a vypínacími špičkami. Mezi původce vysokých zapínacích špiček se řadí žárovky s odporovým zatížením a elektronické předřadníky s kapacitním zatížením, vypínací špičky mají zase na svědomí elektromagnetické ventily vybavené indukčními cívkami. Pro aplikace s vysokými spínacími špičkami vyvinula společnost WAGO optočleny a polovodičová relé s nulovým spínačem. Tyto komponenty minimalizují špičky.

Jako moduly na rozhraní mezi procesní periferií a řídicím, signalizačním a regulačním zařízením nabízejí optočleny a polovodičová relé (SSR) řadu předností: • dlouhá životnost • nulové mechanické opotřebení • nedochází k odskoku kontaktů • krátké doby sepnutí • nízký zapínací proud • nulová hlučnost • odolnost proti rázům a vibracím

– 28 –

Příklad použití: Galvanické oddělení, například měřiče otáček

+

ON ON

1 2 3 4 5 6 7 8

Příklad použití: Zesilování signálu; např. ventil stlačeného vzduchu

– 29 –

1 2 3 4 5 6 7 8

–

OPTOČLENY A POLOVODIČOVÁ RELÉ Dlouhá životnost, nulové opotřebení Výběr pro stejnosměrné zátěže, 2vodičové připojení Popis


Rozsah výstupního napětí


857-704

DC 24 V

DC 0–48 V

DC 0,1 A

857-724

DC 24 V

DC 0–24 V

DC 3 A

788-700

DC 24 V

DC 0–24 V

DC 3,5 A

788-701

DC 24 V

DC 0–30 V

DC 5 A

859-796

DC 24 V

DC 3–30 V

100 mA

859-795

DC 5 V

DC 3–30 V

100 mA

859-761

DC 24 V

DC 3–30 V

3A

859-762

DC 24 V

DC 3–30 V

3A

859-744

DC 48 V

DC 3–53 V

4A

Obj. č.

N

14

Polovodičové relé SSR

13

N.C.

14


13

N.C.


A1 +

14 -

A2 -

13 +

A1 +

14 -

A2 -

13 +


A1 +

1 +

A2 –

2 –

RL

Modul s optočlenem

A1 +

1 +

A2 –

2 –

RL

A2 –

13

A1 +

14

RL

Výkonový modul s optočlenem

13

A2 –

14

A1 +

RL

A2 –

-2

RL A1 +

A

– 30 –

Výběr pro stejnosměrné zátěže, 3vodičové připojení Popis




859-720

DC 24 V

DC 10–30 V

3A

859-702

DC 5 V

DC 20–30 V

500 mA

859-708

DC 24 V

DC 20–30 V

500 mA

859-706

DC 24 V

DC 4–6,25 V

500 mA

859-752

DC 5 V

DC 20–30 V

500 mA

859-758

DC 24 V

DC 20–30 V

500 mA

859-756

DC 24 V

DC 4–6,25 V

500 mA

Obj. č.




857-714

DC 24 V

AC 24–240 V

AC 2 A

788-720

DC 24 V

AC 24–240 V

AC 1 A

788-721

AC/DC 24 V

AC 12–275 V

AC 4 A

Obj. č.

N

Výkonový modul s optočlenem, spínání k minusu

Modul s optočlenem, spínání k minusu

Modul s optočlenem, spínání k plusu

A1 +

24V RL A

A2 –

0V

A2 —

0V A RL

A1 +

A2 —

UN

0V RL A

A1 +

UN

Výběr pro střídavé zátěže Popis

N

14


13

N.C.

A1 +

14

Polovodičové relé SSR A2 -

13

A1

13

A2

14


– 31 –

GLOSÁŘ Reakce, odezva Změna spínací polohy relé z klidového stavu (např. rozepnuté spínací kontakty) do pracovního stavu (např. sepnuté spínací kontakty), zapříčiněná připojením budicí veličiny; tato operace byla dříve označována jako „přitažení“. Bistabilní relé Elektrické relé, které po odpojení budicí veličiny zůstane v dosaženém spínacím stavu; k návratu do výchozího stavu je zapotřebí další vhodné budicí operace (např. aktivace vratné cívky). Zapínací proud Hodnota maximálního zapínacího proudu udává, jak vysoký špičkový proud smí při zapnutí protékat za definovaných podmínek (např. napětí, účiník cos fí, časová charakteristika) kontaktem, aniž by následně došlo k narušení funkčnosti relé. Zapínací proud může být často podstatně vyšší. Elektrická životnost Počet spínacích cyklů do výpadku relé při stanoveném elektrickém zatížení a za definovaných provozních podmínek; orientační hodnota životnosti většinou platí pro maximální přípustné odporové zatížení. Při menším spínaném zatížení lze očekávat podstatně delší životnost. V případě většího spínaného zatížení se životnost výrazně zkracuje. Elektrické relé Konstrukční prvek, který ve chvíli, kdy jsou v elektrickém budicím (vstupním) obvodu splněny určité předpoklady, generuje v jednom nebo více výstupních obvodech náhlé, předem stanovené změny. Elektromechanické relé Elektrické relé, v němž elektrický proud v budicím obvodu zapříčiní mechanický pohyb, který ve výstupním obvodu provádí příslušnou pracovní operaci. Nulové diody Nulové diody se používají zejména na ochranu před přepětím, k němuž v důsledku vlastní indukce dochází při vypnutí indukční stejnosměrné zátěže (elektromotor, cívka relé). Vznikající napěťové špičky se omezují na hodnotu propustného napětí, přičemž vyšší napětí je odváděno diodou. To však zapříčiní prodlevu v poklesu napětí, a tím i ve spínací operaci. Galvanické oddělení Bezpotenciálová izolace mezi elektrickými součástmi; při galvanickém oddělení neprotékají nosiče náboje z jednoho proudového obvodu do druhého, mezi proudovými obvody tudíž není elektricky vodivé spojení. Proudové obvody si nicméně mohou vyměňovat elektrický výkon nebo signály, a to prostřednictvím magnetických polí, infračerveného záření nebo posunu nábojů. Polovodičová relé Polovodičová relé, jejichž spínacím prvkem je elektronická součástka, například tranzistor, tyristor nebo triak; polovodičová relé se vyznačují nulovým opotřebením a ve srovnání s běžnými relé mají vysokou spínací frekvenci. Galvanické oddělení zajišťuje integrovaný optočlen. Druh kontaktů Tři nejdůležitější druhy kontaktů jsou spínací kontakt, rozpínací kontakt a přepínací kontakt. Používají se pro ně následující zkratky Němčina Angličtina USA Spínací kontakt 1 make A SPST-NO (normally open) Rozpínací kontakt 2 break B SPST-NC (normally closed) Přepínací kontakt 21 changeover C SPDT

– 32 –

Povrchová cesta Nejkratší vzdálenost mezi dvěma vodivými díly, měřená po povrchu izolantu. Odolnost proti zkratu Vypnutí koncového stupně polovodičového relé za účelem ochrany výstupního okruhu před zničením v případě zkratu. Kategorie zátěže (polovodičového relé) – klasifikace zátěže polovodičového relé dle normy EN 62314 LC A – odporové nebo malé indukční zátěže LC B – motorové zátěže LC C – elektrické výbojky LC D – žárovky LC E – transformátory LC F – kapacitní zátěže Svodový proud Proud na straně zátěže optočlenu, který protéká v uzavřeném stavu výstupního stupně. Vzdušná cesta Nejkratší vzdušná vzdálenost mezi dvěma vodivými díly. Mechanická životnost Počet spínacích cyklů, během nichž zůstane relé funkční v případě kontaktů spínaných bez proudu. Monostabilní relé Elektrické relé, které se po vypnutí budicí veličiny vrátí do výchozího stavu. Rozpínací kontakt Kontakt je sepnut, když se relé nachází v klidovém stavu, a rozepnut, když je relé v pracovním stavu. Optočleny Optočleny jsou elektronické součástky, kterými se prostřednictvím obvodu řídicího proudu spíná obvod zátěžového proudu. Na rozdíl od elektromechanického relé nemají optočleny mechanické díly náchylné k opotřebení. V obvodu řídicího proudu vygeneruje za účelem spínací operace LED dioda světelný signál, který v polovodičovém přijímači citlivém na světlo zapříčiní sepnutí připojeného obvodu zátěžového proudu. Vysílač (LED dioda) a přijímač (např. fototranzistor) jsou uloženy ve světlovodivém plastu a obklopeny neprůsvitnou clonou, která zajišťuje ochranu před vnějšími vlivy. Doba odskoku Doba od prvního do konečného sepnutí (resp. rozepnutí) kontaktu, zapříčiněná průběhem rázu při pohybu kontaktů; těmto průběhům rázů se říká „odskok kontaktů“. Doba odpadu Doba od vypnutí budicího napětí cívky do prvního rozepnutí spínacího kontaktu, resp. prvního sepnutí rozpínacího kontaktu. Spínání indukčních zátěží V případě indukční zátěží, které vznikají zejména při používání cívek v obvodu zátěžového proudu, nastávají při vypínání určité problémy. Při průtoku proudu cívkou se vytvoří magnetické pole, které se náhle zhroutí a vygeneruje vysoké indukční napětí. Tuto napěťovou špičku je nutné zkratovat paralelně zapojenou diodou. Doba, která je k tomu zapotřebí, má však za následek prodlevu v rozepnutí kontaktu.

– 33 –

GLOSÁŘ Spínání kapacitních zátěží Kapacitní zátěže vznikají tehdy, když se v obvodu zátěžového proudu nachází kondenzátor. Ten ve chvíli zapnutí působí jako zkrat a má za následek vysoký zapínací proud. Pokud tento proud neomezíte, může dojít ke zničení polovodiče. Spínání odporových zátěží U odporových zátěží panuje mezi intenzitou proudu v obvodu zátěžového proudu a napětím nad polovodičem nepřímo úměrný vztah. Většinou proto nepředstavují problém. Stačí dodržet maximální intenzitu proudu a napětí modulů. Speciálním případem je spínání žárovek. V důsledku nízkého odporu za studena může při zapnutí vzniknout nadproud odpovídající 10–20násobku provozního proudu. Součástky musejí být dimenzovány na tato možná přetížení, která odpovídají efektu při spínání kapacitních zátěží. Spínací cyklus Přitažení a odpadnuté relé v důsledku zapnutí a vypnutí budicí veličiny. Spínací kontakt Kontakt je sepnut, když se relé nachází v pracovním stavu, a rozepnut, když je relé v klidovém stavu. Spínací proud Proud (střídavý nebo stejnosměrný), který může být zapnut a vypnut kontaktem relé. Kategorie krytí elementárních relé dle normy IEC 61810 RT 0: otevřené relé Relé bez pouzdra. RT I: relé chráněné proti vniknutí prachu Relé s pouzdrem, které chrání mechanické komponenty před prachem. RT II: Relé utěsněné proti tavidlům Relé vhodné pro automatické pájecí procesy, u nějž nehrozí riziko proniknutí tavidla do vnitřku relé. RT II: Relé utěsněné proti mycím prostředkům Relé vhodné pro automatické pájecí procesy s následným mytím, u nějž nehrozí riziko proniknutí tavidla nebo mycího prostředku do vnitřku relé. RT IV: Těsné relé Relé, které je zapouzdřené tak, že do něj může vniknout pouze okolní atmosféra s časovou konstantou > 2 × 104 s (IEC 60068-2-17). RT V: Hermeticky těsné relé Relé, které je zapouzdřené tak, že do něj může vniknout pouze okolní atmosféra s časovou konstantou > 2 × 106 s (IEC 60068-2-17). Přepínací kontakt Kombinace dvou kontaktních obvodů rozpínacího a spínacího kontaktu se společným kontaktním členem; pokud je rozepnut jeden z kontaktních obvodů, je druhý uzavřen.

– 34 –

– 35 –

RELÉ A OPTOČLENY 2.0 CS – 02/16 – Vytištěno v České republice – Technické změny vyhrazeny – IM-NA-CS-CZ-BP-160115_005 WAGO-Elektro spol. s r. o. Rozvodova 1116/36 143 00 Praha 4, Modřany Centrála Prodej Zákaznický servis Technická podpora Fax E-mail Internet

+420 261 090 143 +420 261 090 146 +420 261 090 143 +420 261 090 149 +420 261 090 144 [email protected] www.wago.cz

RELÉ A OPTOČLENY. Přehled způsobů použití

Recommend Documents