Доклад реле времени программные серии

Обновлено: 19.05.2024

Рассмотрение наиболее важных технических характеристик реле времени РЭВ-201, анализ сфер использования. Электронное реле времени как устройство, управляемое входным напряжением и переключающее свои выходные контакты с той или иной временной задержкой.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 02.05.2015
Размер файла 842,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Электронные реле времени были разработаны для применения взамен реле времени с электромагнитным и механическим замедлением. Первые электронные реле времени выпускались на базе транзисторных схем. Затем в электронных реле стали использоваться интегральные микросхемы, а в последующем произошел переход к микроконтроллерам.

Электронные реле времени используются в системах контакторного управления, где требуются малое время возврата, хорошая точность воспроизведения, большое число коммутаций и высокий срок службы оборудования. Время может выбираться в пределах от 0,05 с до нескольких месяцев и лет и легко корректироваться.

1.Общие сведения об электронных реле времени

В общем случае любое электронное реле времени представляет собой устройство, управляемое входным (питающим) напряжением и переключающее свои выходные контакты с той или иной временной задержкой. Времязадающий узел большинства электронных реле времени выполняется на базе RC-цепей (рис. 1,a). Изменение напряжения на конденсаторе RC-цепи, подключенной к источнику постоянного напряжения, описывается экспоненциальной функцией времени. Это позволяет, контролируя напряжение на конденсаторе, формировать заданные интервалы времени, например от момента подключения RC-цепи к источнику до момента достижения напряжения на конденсаторе заданного уровня. По экспоненциальной функции происходит и разряд предварительно заряженного конденсатора параллельной RC-цепи. Такие цепи используются в реле времени, которые должны переключать свои контакты после исчезновения питающего напряжения.

Рис. 1. Варианты времязадающих цепей, используемых в электронных реле времени

В некоторых реле времени используется заряд конденсатора RC-цепи стабильным током (рис. 1, б и в). В этом случае напряжение на конденсаторе изменяется линейно во времени, что позволяет получить несколько большую точность в формировании выдержек времени. Роль источника стабильного тока в таких реле выполняет электронная схема. Однако реле времени с источником стабильного тока сложнее в реализации и поэтому не получили широкого распространения.

Время заряда (разряда) RC-цепи в реальных схемах не превышает нескольких секунд. Обусловлено это несколькими обстоятельствами. Во-первых, сопротивление времязадающего резистора в RC-цепи приходится ограничивать (в пределах нескольких мегаом), чтобы на заряде конденсатора не сказывались токи утечки по изоляционному материалу печатной платы и входные токи схемы, контролирующей напряжение на конденсаторе.

Во-вторых, в RC-цепи необходимо использовать конденсаторы с минимальной адсорбцией заряда. В противном случае свойство конденсатора восстанавливать напряжение на обкладках после его кратковременного разряда будет приводить к разбросу времени готовности реле к повторному срабатыванию. К сожалению, выпускаемые конденсаторы с минимальной адсорбцией заряда имеют относительно небольшую емкость (порядка нескольких микрофарад).

Реле с небольшими выдержками времени удается выполнить на основе одного такта заряда (разряда) RC-цепи. При необходимости обеспечить большие выдержки времени реле выполняются на основе схем с многократным зарядом-разрядом RC-цепи. В таких многотактных реле времени RC-цепь включается в автоколебательную схему, что обеспечивает периодический заряд-разряд ее конденсатора. Например, автоколебательная схема на основе RC-цепи может быть выполнена на логических элементах, как это показано на рис. 1, г.

Заряд и разряд конденсатора С осуществляются через резистор R2 за счет разных уровней напряжения на входе и выходе инвертирующего логического элемента DD2. Переключает состояния логического элемента DD2 такой же логический элемент DD1, но используемый как пороговый орган напряжения (реализуется то обстоятельство, что логические элементы ИМС переключаются в состояние логического нуля и, наоборот, при разных уровнях входного напряжения).

Таким образом, при поданном питании на выходе DD2 формируется последовательность импульсов с достаточно стабильным периодом. Выполняя подсчет выходных импульсов с момента запуска автоколебательной схемы, можно получать электронное реле с большим диапазоном выдержек времени при относительно малых значениях постоянной времени времязадающей цепи. Наиболее высокую точность обеспечивают электронные реле времени с автоколебательными схемами на основе кварцевых резонаторов (см. рис. 1,д).

Использование в электронных реле времени низковольтных и слаботочных электронных компонентов влечет за собой необходимость применения в них узлов сопряжения с внешними входными и выходными цепями. Структурные схемы однотактного и многотактного реле времени показаны на рис. 2, а и б соответственно. Обе схемы включают одинаковые блоки: входной преобразователь, узел установления времязадающей схемы в исходное состояние и исполнительный (выходной) орган.

Рис. 2. Структурные схемы реле времени.

Назначение входного преобразователя -- формирование низкого напряжения нормированного уровня для питания времязадающей схемы, а также для создания опорных потенциалов, необходимых для работы пороговых органов.

Узел установления времязадающей схемы в исходное состояние необходим для приведения всех элементов реле, участвующих в формировании выдержки времени, в строго определенный исходный режим. Приведение реле в исходное состояние может осуществляться либо в момент завершения предыдущего цикла работы реле, либо в момент включения реле под напряжение.

В однотактных реле времени выдержки регулируются либо изменением постоянной времени времязадающей цепи, либо изменением порога срабатывания компаратора (порогового органа), который сравнивает напряжение на конденсаторе времязадающей цепи с уставкой и воздействует на выходной (исполнительный) орган.

В многотактных реле времени выдержка, как правило, обеспечивается подсчетом импульсов тактового генератора в счетчике импульсов и корректируется (для компенсации разброса параметров элементов) изменением постоянной времени RС-цепи тактового генератора. При подаче питающего напряжения тактовый генератор запускается и на вход счетчика начинают поступать импульсы.

Распознавание достижения требуемого состояния счетчика обеспечивается схемой дешифрации его состояния на основе механических переключателей, задающих уставку. В момент накопления в счетчике определенного числа импульсов, совпадающего с уставкой дешифратора, формируется сигнал управления для выходного исполнительного блока.

В последние годы электронные реле времени стали выполняться на основе микроконтроллеров. Микроконтроллеру для его работы требуются тактовые импульсы достаточно стабильной частоты. Как правило, эти импульсы формируются встроенным генератором на базе кварцевых резонаторов (рис. 1, д). При поступлении сигнала на запуск реле времени микроконтроллер начинает счет тактовых импульсов. В отличие от электронных реле времени на основе RС-цепи, выдержки времени кварцевых реле времени практически не зависят от температуры окружающей среды и напряжения питания реле.

Существенным достоинством реле времени c использованием микроконтроллеров является возможность их программирования прямо в собранном устройстве. Электронные реле времени с использовании микроконтроллеров с отлаженным программным обеспечением в наладке не нуждаются и начинают работать сразу после подачи питания.

Наиболее распространенные отечественные электронные реле времени: РВ-01, РВ-03, РП-18, ВЛ-54, ВЛ-56, РВК-100, РП21-М-003.

Реле времени электронное двухканальное РЭВ-201М

Рис. 3. Внешний вид реле, габаритные размеры:

1, 6 - двухцветные светодиоды первого и второго каналов - горят зеленым, когда присутствует напряжение на каналах, горят красным, когда реле нагрузки включены;

2, 3 - уставки срабатывания первого канала;

7, 8 - уставки срабатывания второго канала;

4, 9 - переключатели диапазонов регулирования, первого и второго каналов (D1, D2);

5 - переключатель алгоритма работы реле (A);

10, 13 - входные контакты ~220В первого и второго каналов;

11, 12 - входные контакты +24В первого и второго каналов;

14, 15 - выходные контакты реле первого и второго каналов.

2.Назначение реле времени РЭВ-201М

Реле предназначено для коммутации электрических цепей переменного тока 220В 50 Гц и постоянного тока 24-100 В с регулируемой выдержкой времени.

Реле содержит два канала. Каждый канал может работать по четырем алгоритмам работы, задаваемым пользователем:

- реле с задержкой на включение;

- реле периодическое (циклическое);

Выдержка времени каждого канала начинает отсчитываться от момента подачи питания на канал. Реле позволяет обеспечить два режима работы каналов:

Режим 1. Независимая работа каналов. На каждый канал подается разновременно независимое питание. Выдержка времени отсчитывается от момента подачи питания на каждый канал (режим двух реле);

Режим 2. Параллельная работа каналов. На каждый канал одновременно подается одно и то же питание. Отсчет времени по обоим каналам начинается одновременно. Время срабатывания соответствует выставленным с помощью регулировок задержкам для каждого канала (режим одного реле с двумя выходами и разными выдержками).

реле технический время

Таб. 1. Основные технические характеристики реле времени РЭВ-201

Напряжение питания переменное (контакты L, N), В

Номинальное напряжение питания постоянное (контакты +24, N),

Частота питающей сети, Гц

Время готовности при подаче напряжения питания, с

Точность удержания временной уставки, %

Точность выставления уставки (точность шкалы), %

Число алгоритмов работы

Диапазон регулирования, с

Регулировка выдержки времени

Количество делений шкал потенциометров

Число и вид контактов на каждый канал (перекидные)

Степень защиты:- реле

Коммутационный ресурс выходных контактов при cosj=1:

- под нагрузкой 7А, раз, не менее

- под нагрузкой 1А, раз, не менее

Потребляемая мощность (под нагрузкой), ВА

Габаритные размеры, мм

Диапазон рабочих температур, °С

Температура хранения, °С

Характеристика выходных контактов

Макс. ток при U~250В

Монтаж на стандартную DIN-рейку

Положение в пространстве

3.Алгоритм работы реле времени

Включенному состоянию реле нагрузки соответствует замкнутое состояние контактов 1-2 (1-го канала), 4-5 (2-го канала) и разомкнутое состояние контактов 2-3 (1-го канала), 5-6 (2-го канала). Отключенному состоянию реле нагрузки соответствует разомкнутое состояние контактов 1-2 (1-го канала), 4-5 (2-го канала) и замкнутое состояние контактов 2-3 (1-го канала), 5-6 (2-го канала). Задержка после включения в сеть. Из графика (рис. 4) видно, что при подаче напряжения питания на РЭВ-201М и установленной нулевой задержке, реле нагрузки включится не сразу, а пройдет время не более 250 мс после которого реле нагрузки сможет включиться. Это обусловлено плавным нарастанием напряжения источника питания РЭВ-201М.

Рисунок 4. Время готовности РЭВ-201М при подаче напряжения питания:

1 - кривая напряжения при питании 300В АС;

2 - кривая напряжения при питании 220В АС;

3 - кривая напряжения при питании 160В АС.

Рисунок 5. Задержка на включение.

Рисунок 6. Импульсный режим.

Рисунок 7. Периодичный режим.

Рисунок 8. Режим управления.

Для корректной работы, реле должно быть включено в соответствии с режимом работы 2 - параллельная работа каналов. После подачи напряжения питания на реле происходит:

включение реле нагрузки 1-го канала, загорается красный светодиод первого канала и зеленый светодиод второго канала - предварительная подача сигнала с фиксированной выдержкой (10с);

по окончании выдержки реле нагрузки 1-го канала отключается на фиксированное время паузы (30с), светодиод канала меняет цвет на зеленый;

по окончании паузы реле нагрузки 1-го канала включается, светодиод канала меняет цвет на красный - повторная подача сигнала с фиксированной выдержкой (30с);

по окончании повторной выдержки реле нагрузки 1-го канала отключается, светодиод канала меняет цвет на зеленый и включается реле нагрузки 2-го канала, при этом зеленый светодиод второго канала меняет цвет на красный и реле переходит в режим ожидания.

Перезапуск реле происходит после снятия и вторичной подачи напряжения питания.

- в реле выполнена программная блокировка, не позволяющая включить реле нагрузки каналу 2, пока остается включенным реле нагрузки 1-го канала.

4.Использование реле, тех обслуживание, хранение

Подать на реле напряжение питания. При этом загорается соответствующий данному каналу зеленый светодиод и начинается отсчет временных интервалов в соответствии с выбранным алгоритмом работы (см. п.2.1.2.1). Когда реле нагрузки включено (замкнутое состояние контактов 1-2 (1-го канала), 4-5 (2-го канала)) зеленый светодиод меняет цвет на красный.

При проведении технического обслуживания реле питание должно быть отключено. Рекомендуемая периодичность технического обслуживания - каждые шесть месяцев. Техническое обслуживание состоит из визуального осмотра, в ходе которого проверяется надежность подсоединения проводов к клеммам реле, отсутствие сколов и трещин на его корпусе.

Срок службы реле 10 лет. По истечении срока службы обратиться к изготовителю.

Предприятие-изготовитель гарантирует безотказную работу реле в течение тридцати шести

месяцев со дня продажи, при условии:

- целостности пломбы ОТК изготовителя;

- целостности корпуса, отсутствии следов вскрытия, трещин, сколов, прочее.

Электронные реле наиболее распространенный тип реле времени. Такие реле легко обеспечивают выдержки от долей секунды до месяцев и даже лет. Поскольку в таких устройствах может использоваться кварцевая стабилизация частоты и синхронизация времени по эталонным внешним часам через радиоканал или интернет, то они обеспечивают непревзойденную точность.

Кроме того, такие реле времени уже являются микроконтроллерами, так как имеют различные входы и выходы для осуществления обратной связи, развитое программирование для задания необходимого алгоритма работы. Электронные реле времени - это наиболее современные устройства.

За счет достижений в микроэлектронике, они имеют малые габариты, энергопотребление и высокую автономность за счет энергонезависимой памяти и внутренних батарейных источников питания. Если вы не ограничены в средствах и выбираете реле времени для новых проектов, следует остановить свой выбор на электронных реле времени.

Список использованной литературы

1. Гуревич В. И. Электрические реле: устройство, принцип действия и применения. М. СОЛОН-ПРЕСС, 2011. Стр. 306-314.

2. Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Релейная защита энергетических систем. Энергоатомиздат, 1998. Стр. 241-243.

Подобные документы

Создание выдержки времени при передаче электрических сигналов в системах автоматики и телемеханики с помощью реле времени. Подача сигнала на сцепление двигателя с редуктором. Особенности реле времени постоянного тока и с электромагнитным замедлением.

практическая работа [78,0 K], добавлен 12.01.2010

Классификация реле. Реле, реагирующее на одну электрическую величину (ток, напряжение, время), реле с интегральными микросхемами. Электромеханические системы с втягивающим, поворотным и поперечным движением якоря. Электрические контакторы реле.

лекция [1,2 M], добавлен 27.07.2013

Понятие и назначение релейной защиты, принцип ее работы и основные элементы. Технические характеристики и особенности указательного реле РУ–21, промежуточного реле РП–341, реле прямого действия ЭТ–520, реле тока РТ–80, реле напряжения и времени.

практическая работа [839,9 K], добавлен 12.01.2010

Реле управления в электрических цепях. Применение реле в устройствах автоматического управления, контроля, сигнализации, защиты, коммутации. Основные типы реле. Устройство поляризованного реле. Электромагнитные реле с магнитоуправляемыми контактами.

дипломная работа [1,7 M], добавлен 28.11.2013

Реле управления в электрических цепях. Схема устройства поляризованного реле. Параметры электромагнитного реле. Напряжение (ток) втягивания и отпадения. Воспринимающий, промежуточный и исполнительный орган реле. Устройство и принцип действия геркона.

контрольная работа [2,1 M], добавлен 07.12.2013

Определение принципов действия, особенностей строения и способов регулирования вставок реле времени с редукторным замедляющим элементом, с механическим или часовым замедляющим элементом, пневматическим и электромагнитным замедляющими элементами.

лабораторная работа [80,9 K], добавлен 28.08.2015

Принципиальная схема автоматического управления электроводонагревателем ЭВ-Ф-15 и её описание. Работа реле - регулятора температуры, устройства встроенной температурной защиты, реле времени. Автоматический, ручной и аврийный режим работы водонагревателя.

Теория

Реле, как основной оператор программирования

Исходя из названия описываемого класса устройств, основным оперируемым элементом будет являться реле.
Реле — электромеханическое устройство, предназначенное для коммутации электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величинах. Классическое реле имеет катушку управления x, и группу контактов, реализующих выходную функцию y=f(x).
При подаче управляющего напряжения на вход катушки контакты изменяют свое первоначальное состояние на инверсное.

Группа контактов может содержать два основных типа контактов: нормально открытые контакты и нормально закрытые контакты.
Нормально открытый контакт — контакт, находящийся в разомкнутом состоянии при отсутствии напряжения на катушке управления.
Нормально закрытый контакт — контакт, находящийся в замкнутом состоянии при отсутствии напряжения на катушке управления.

Таким образом можно записать два основных типа функций, реализуемых с помощью реле:
y(x) = x — для нормально-открытых контактов;
y(x) = x̅ — для нормально-закрытых контактов.

Остальные типы функций, реализуемых с помощью реле, основываются на придании контактной группе дополнительных свойств. Функции и типы контактов реле показаны на рисунке ниже.


1 — катушка реле (управляющая цепь), 2 — нормально открытый контакт, 3 — нормально закрытый контакт, 4 — нормально открытый контакт с замедлителем при срабатывании, 5 — нормально открытый контакт с замедлителем при возврате, 6 — нормально открытый контакт импульсный, 7 — нормально открытый контакт без самовозврата, 8 — нормально закрытый контакт без самовозврата, 9 — нормально закрытый контакт с замедлителем при срабатывании, 10 — нормально закрытый контакт с замедлителем при возврате.

Элементы теории дискретных автоматизированных устройств

Схемы на релейных и бесконтактных элементах можно составлять двумя способами.

Первый способ опытный, широко используемый в практике логического составления релейно-контакторных схем. Исходя из заданных условий работы отдельных частей рабочей машины, составляют принципиальную схему системы автоматики. Аналогично составляют бесконтактные аналоги релейно-контактных схем, в которых заданные условия работы схемы выражаются в виде функций алгебры логики. При этом целесообразно провести минимизацию любой контактной или бесконтактной схемы, построенной таким опытным способом. Минимизация схем проводится на основе законов алгебры логики.

Разбор полного курса теории логики и синтеза схем выходит за рамки данной статьи, все заинтересовавшиеся данной тематикой могут подробно ознакомиться с предметом, используя ссылки на литературу (в конце статьи).

Давайте рассмотрим процесс создания схемы управления на простом примере из жизни.

Синтез релейно-контакторной схемы управления на примере
Постановка задачи

Необходимо разработать систему управления освещением офисного помещения в соответствии со следующими условиями:

Дано
Офисное помещение с одной группой основного освещения (люминесцентные лампы) и одной группой дежурного и фонового освещения.
Шторы-жалюзи с электроприводом.

  1. По окончанию рабочего дня (18:15) обеспечить отключение группы основного освещения и обеспечить включение дежурного освещения. Если жалюзи остались закрытыми — обеспечить их открытие.
  2. Перед началом рабочего дня (8:45) обеспечить отключение дежурного освещения.
  3. При недостаточном природном освещении, обеспечить включение основного освещения по сигналу с датчика затемнения, при условии, что жалюзи открыты.
  4. Обеспечить включение фонового освещения при закрытых жалюзи. Если было включено основное освещение — выключить его.
  5. При включении фонового освещения предусмотреть автоматическое опускание жалюзи.
  1. Датчик освещенности имеет бинарный выход, настраиваемый на определенный порог освещенности. При недостаточной освещенности — контакт замыкается.
  2. Система привода жалюзи имеет контакты, информирующие о граничных положениях.
Решение

Давайте в первую очередь определим соответствия входных и выходных сигналов проектируемой системы переменным. Условимся обозначать все входные сигналы переменными I с соотв. индексом, а все выходные сигналы – переменными Q с соотв. индексом.

Выходные переменные:
Q1 — включение/выключение основной группы освещения.
Q2 — включение/выключение дежурного освещения.
Q3 — включение/выключение фонового освещения.
Q4 — поднятие жалюзи.
Q5 — опускание жалюзи.

Переменные времени:
T1 — достижение времени окончания рабочего дня.
T2 — достижение времени начала рабочего дня.

Далее —разобьем нашу задачу на условные части и составим логические функции для каждой из частей.

  1. Конец рабочего дня
    1. Выключаем основной свет: Q1=not(T1)
    2. Включаем дежурный свет: Q2=T1
    3. Открываем жалюзи, если закрыты: Q4=not(I2)⋅T1
    1. Выключаем дежурный свет: Q2=not(T2)
    1. Включение основного света по датчику освещенности, с проверкой, открыты ли жалюзи: Q1=I1⋅ I2⋅not(T1)⋅T2
    1. Включение фонового освещения при закрытых жалюзи: Q3=I3
    2. Отключим основное освещение при закрытых жалюзи Q1=not(I3)
    1. При включении фонового освещения опустить жалюзи, если не конец рабочего дня: Q5=I4⋅not(I3) ⋅not(T1)⋅T2

    Переход от функций алгебры логики к релейно-контакторной схеме очень прост. Для этого достаточно представить все входные и промежуточные переменные в виде контактов реле, а выходные функции – в виде катушек реле.
    Отдельное слово нужно сказать о переменных, зависящих от времени. В нашем примере это переменные, описывающие временной промежуток рабочего дня, T1 и T2. Для представления переменных, зависящих от времени, существуют специальные типы реле — реле времени и таймеры.

    Железо

    Питание устройств
    • устройства с питанием 12, 24 В (DC);
    • устройства с питанием 24, 110-220 В (AC).
    Цифровые входы
    • устройства с входами 12, 24 В (DC);
    • устройства с входами 24, 110-220 В (AC).
    Аналоговые входы

    Для обработки аналоговых сигналов, таких как, сигналы температурных датчиков, датчиков скорости ветра, внешних потенциометров, программируемые реле Easy имеют на борту два и более аналоговых входа 0..10 В (DC).
    Нужно заметить, что аналоговые входы предусмотрены только на устройствах с питанием 12 В (DC), 24 В (AC, DC).

    Релейные и транзисторные выходы
    • транзисторные выходы, обеспечивающие возможность коммутации небольших нагрузок до 0,5 А;
    • релейные выходы, обеспечивающие коммутацию нагрузок до 8 А (AC1).
    Аналоговые выходы

    Программируемые реле серии Easy800 имеют на борту аналоговый выход (0..10 В).

    Экран

    Встроенный экран предназначен для отображения текстовой (в устройствах серии Easy500, 700, 800) и графической (в устройствах серии MFD-Titan) информации.

    Коммуникации и масштабируемость системы

    Ethernet – возможность подключения посредством модуля расширения, реализующего функции OPC-сервера. Для всей линейки устройств.

    Profibus, CANopen, DeviceNet, As-i – возможность подключения посредством модулей расширения. Для устройств серии Easy700, Easy800.

    Easy-net – возможность соединения программируемых реле в сеть. Для устройств Easy800, MFD-Titan.


    Для устройств серии Easy700, Easy800 доступны модули расширения, позволяющие увеличить количество входов и выходов устройств. Модули расширения могут иметь крепление встык, посредством переходника, либо, устанавливаться удаленно (до 100 м). Удаленная установка удобна в том случае, если, например, вы реализуете систему управления двумя помещениями.

    Линейка программируемых реле Easy

    Программируемые реле Easy представлены устройствами серий Easy500, Easy700, Easy800 и MFD-Titan.

    Программируемые реле серии Easy500
    Программируемые реле серии Easy700
    Программируемые реле серии Easy800

    Продвинутая, и наиболее функциональная серия устройств Easy, позволяющая реализовать гибкое решение практически любой задачи бытовой и промышленной автоматизации. Устройства серии Easy800 могут быть расширены дополнительными модулями расширения функционала и коммуникаций.

    Практика

    Выбор устройства

    И так, мы рассмотрели практически всю линейку устройств, знаем их основные характеристики. Осталось подобрать необходимое программируемое реле для решения нашей задачи.
    Так как наша задача достаточно тривиальна, не требующая дополнительных коммуникационных и других возможностей устройств, воспользуемся простым алгоритмом для выбора подходящего программируемого реле Easy.

    1. Определим количество цифровых входов. Мы имеем 4 входные переменные I1..I4, поэтому достаточно наличие в устройстве 4-х входов.
    2. Определим напряжение питания и тип цифровых входов. Так как мы планируем применять программируемое реле для бытовых нужд, с питанием внутридомовой сети 220 В, 50 Гц, то наиболее подходящее устройство будет с аналогичными требованиями к питанию и значениям напряжения цифровых входов – 220 В, 50 Гц.
    3. Определим типы и количество выходных контактов. Для управления 5-ю выходными переменными нам необходимо выбрать устройство с соответствующим количеством выходов. Так выходы программируемого реле должны обеспечивать коммутацию внутриофисных источников света и других силовых устройств, то нам необходимо наличие релейных выходов.
    • 12 цифровых входов (220 В, 50 Гц);
    • 6 релейных выходов (коммутация нагрузки до 8 А);
    • часы реального времени;
    • питание устройства – 110-220 В, 50 Гц.
    Среда разработки
    • контакты и катушки отображаются в соответствии со стандартами МЭК;
    • контакты и катушки отображаются в соответствии со стандартами ГОСТ;
    • контакты и катушки отображаются согласно стандарту ANSI.
    Программирование


    Далее следует перейти в раздел редактирования схемы соединений выбрав соответствующий пункт в меню слева внизу.
    Настройте удобный для вас вариант отображения схемы соединения с помощью соответствующего меню. Для меня удобнее первый вариант отображения, так он дает возможность просмотра программы в привычном виде – сверху вниз. Для электриков-инженеров, возможно, второй вариант будет удобнее, поскольку он максимально близко соответствует стандартным релейно-контакторным схемам.


    Для определения конца и начала рабочего дня удобно использовать недельный таймер (H), имеющий гибкие настройки по дням недели. Так же, применение недельного таймера позволяет использовать только одну переменную для определения границ рабочего дня.


    Вы будете правы, если заметите, что в нашем примере используется офисное помещение, рабочие дни которого, обычно, с понедельника по пятницу.


    Итоговая релейно-контакторная схема нашего примера

    Отладка

    После построения релейно-контакторной схемы удобно воспользоваться режимом отладки программы. Для этого достаточно перейти в меню Имитация.
    Для имитации доступны все входные и выходные сигналы устройства, а так же, все переменные программируемого реле.
    Для удобства отладки — есть возможность настройки типа входных сигналов. Например, имитируя положения жалюзи, удобно настроить соответствующий входной сигнал, как кнопку с самоблокировкой. Что позволит единожды нажав на нее, зафиксировать ее положение.
    При использовании режима отладки текущим временем имитируемого устройства является системное время вашего компьютера.

    Прошивка

    При наличии реального физического устройства, после отладки работы релейно-контакторной схемы — необходимо прошить ее в программируемое реле. Для этого воспользуйтесь пунктом меню Коммуникация. Думаю, нет необходимости комментировать отдельные пункты меню, так как они интуитивно-понятны.

    Подключение и сборка системы управления

    При реализации реальных задач, следующим этапом было бы физическое подключение программируемого реле к исполнительным органам и механизмам, в нашем случае, подключение к внутриофисной сети.

    Справедливо сказать, что как и при любой разработке с нуля, системы, построенные на программируемых реле, желательно предварительно отладить в виде макетной сборки. Это достаточно просто, учитывая особенности устройсва и удобство подключения управляющих, и испольнительных органов.

    При проектировании реальных систем управления, следует руководствоваться общими правилами подключения программируемых реле. Подробную информацию о подключениях вы сможете найти в документации к устройствам (в конце статьи).

    • 8 А активной нагрузки (AC1) для устройств с релейными выходами;
    • 0,5 А — для устройств с транзисторными выходами.

    В случае превышения допустимых нагрузок, например, при управлении электрическим теплым полом, следует использовать промежуточные контакторы. В этом случае, нагрузка будет ограничена только мощьностью промежуточного контактора.

    Заключение

    Надеюсь, что многие, кто не знал про описываемый класс устройств, теперь имеют информацию и начальные знания, что бы приступить к реализации своих идей, возможно возникших, при прочтении данной статьи.

    Хочется верить, что мой труд не прошел даром и изложенная информация пригодится людям для практической реализации своих инженерных идей в промышленности и дома. С программируемыми реле Easy это действительно просто и увлекательно!

    Если Хабросообщество сочтет информацию интересной, на будущее планирую подготовить ряд статей по практическому применению описываемых устройств в автоматизации и промышленности. Расскажу про некоторые недокументированные возможности программируемых реле Easy, например, про то, как сделать графический интерфейс с возможностью мониторинга всех внутренних переменных. Да, вы абсолютно правы, на реле Easy можно построить систему диспетчеризации с графическим интерфейсом.

    Полезная информация

    [1] Wikipedia – алгебра логики.
    [2] Wikipedia – карты Карно – методы минимизации булевых функций.
    [3] Wikipedia – реле.
    [4] Документация на программируемые реле серии Easy500, Easy700.
    [5] Документация на программируемые реле серии Easy800.
    [6] Центр обучения по реле Easy – множество примеров по применению программируемых реле Easy (на русском языке).
    [7] Программное обеспечение для реле Easy (в т.ч., на русском языке).
    [8] Сайт производителя.
    [9] Каталог программируемых реле Easy.
    [10] Easy — это просто. Учебное пособие. О.А. Андрющенко, В.А. Водичев.

    Некоторые ссылки на документацию приведены не с сайта производителя, а с сайта моей компании, так как после слияния корпораций Eaton и Moeller ведется реконструкторизация внутренних ресурсов, и ссылки на документацию бывают недоступными.

    Реле времени программные серии ВС-10

    Назначение

    Программные реле времени типа ВС-10 применяются в электрических схемах автоматического управления для передачи в отдельные электрические цепи команд по определенной программе с предварительно установленными выдержками времени. Реле позволяют производить регулировку очередности выдачи командных импульсов и величины выдержки времени. Реле предназначено для применения в стационарных установках, эксплуатируемых в помещениях.


    Производитель: Завод Реле и автоматика
    Снято с производства в ?

    Конструкция и принцип действия реле

    Программное реле времени представляет собой электромеханическое устройство с приводом от синхронного двигателя.
    Механизм реле укреплен на пластмассовом цоколе и закрывается пластмассовой крышкой. Крышка имеет окно для наблюдения за шкалами реле. На цоколе реле нанесена маркировка зажимов, соответствующая маркировке на электрической схеме реле.

    Принцип работы реле заключается в том, что вращение от двигателя передается подвижным частям, которые приводят в действие выходные контакты через определенные, заранее установленные промежутки времени.
    Вращение от двигателя 1 через понижающий редуктор 2 передается диску сцепления 3, свободно сидящему на оси сцепления 24. При включении электромагнита 4 диск сцепления 3 входит в зацепление с диском 23, который жестко соединен с трибкой 22.
    Вращение от диска сцепления 23 передастся шестерне 21, жестко закрепленной на главной оси 14, на которой расположены шкалы 8. Шкал может быть шесть или три в зависимости от исполнения реле. Набор шкал стягивается зажимной гайкой 10. При отпущенной гайке шкалы могут поворачиваться одна относительно другой, чем достигается перестройка программы выдержек времени. На шкалах можно устанавливать любые требуемые выдержки времени, но при этом необходимо соблюдать наименьшую допустимую разницу между устанавливаемыми выдержками времени на различных шкалах.
    В зависимости от установленной выдержки времени укрепленные на шкалах упоры 13 оказываются на разных расстояниях по отношению к кулачкам 12. При рабочем ходе главной оси 14 упоры 13 своими выступами поочередно, согласно установленной программе, соприкасаются с выступами кулачков 12 и при дальнейшем движении поворачивают кулачки. После переход вершины кулачка 12 через нейтральное положение контактная пружина своим давлением поворачивает кулачок дальше, практически мгновенно перебрасывая кулачок из вертикального положения в горизонтальное. При этом происходит переключение переключающего контакта контактной системой 11 и выход кулачка 12 из соприкосновения с упором 13. Чем меньше уставка времени для данной шкалы, тем ближе расположен упор к кулачку и тем раньше произойдет переброс кулачка 12.
    Шкалы на главной оси располагаются между втулками 9, которые имеют выступ, позволяющий вращать шкалу в пределах оцифрованных делений и препятствующий перебрасыванию кулачка при установке выдержки времени.
    Уставка выдержки времени производится по шкале 8 и визиру 15 так, чтобы против стрелки на визире было установлено требуемое деление шкалы.
    После отработки полной программы выдержек времени вращение главной оси со шкалами должно быть прекращено. Это достигается включением обмотки двигателя реле через собственный размыкающий контакт или через замкнутые контакты других аппаратов, которые управляются контактами реле.
    Для предотвращения поломок механизма в случае неисправности схемы, при которых отключение двигателя реле по каким-либо причинам не произойдет, реле имеет механическую блокировку. Устройство блокировки следующее. В начале работы реле рычаг 16, жестко закрепленный на главной оси 14, прижат к неподвижному упору 20 пружиной 5. В конце рабочего хода рычаг 16 посредством рычага 18 отключает выключатель 19 цепи питания двигателя.
    Механизм реле находится в заведенном состоянии до тех пор, пока включена обмотка электромагнита 4. Возврат реле в исходное положение происходит после отключения электромагнита. При этом диск сцепления 3 выводится из зацепления с диском 23, а возвратная пружина 5 возвращает главную ось 14 со шкалами 8 в исходное положение. При возврате выступы упоров 13 встреча­ют на своем пути выступы кулачков 12 и поворачивают их так, что вершины кулачков возвращаются в исходное положение, производя переключение контактной системы - возврат контактов реле в исходное положение.
    Для смягчения удара при возврате реле имеет тормоз 6, который приводится во вращение через трибку 7 от шестерни 21.

    Контактная система реле со­стоит из шести или трех переключающих контактов (6п или 3п) соответственно количеству шкал. Материал контактов реле ВС-10 серебро Ср.999.9.

    Программные реле времени типа ВС-10 выпускаются взамен реле времени типов Е-58 и РВТ-120

    Кинематическая схема программного реле ВС-10


    Кинематическая схема программного реле ВС-10

    1 - синхронный двигатель; 2 - редуктор; 3 - диск сцепления; 4 - электромаг­нит; 5 - возвратная пружина; 6 - тормоз; 7 - трибка; 8 - шкала; 9 - втул­ка; 10 - зажимная гайка; 11 - контактная система; 12 - кулачок; 13 - упор; 14 - главная ось; 15 - визир; 16 - рычаг; 17 - палец; 18 - рычаг; 19 - выключатель; 20 - упор (неподвижный); 21 - шестерня; 22 - трибка; 23 - диск сцепления; 24 - ось сцепления; 25 - пружина.

    Краткие технические характеристики

    Дополнительная информация (источники информации)

    1. Реле времени программные серии ВС-10. ТО и ИЭ. (DjVu, 224 кБ.) >>скачать

    Реле времени предназначены для осуществления заданной последовательности включения и выключения различных устройств, элементов схем, подачи сигнализации. При помощи устройств временного управления формируются заданные задержки коммутации и управления. Большая часть конструкций устройств управления временем предусматривает регулировку длительности интервала включения или отключения. В зависимости от конструктивного исполнения реле времени регулировка может осуществляться механическим, электронным или программным способом.

    Основные виды и принцип работы реле времени

    Принцип работы реле времени

    Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части. По этому признаку различают две группы устройств реле:

    • с задержкой выключения;
    • с задержкой включения.

    Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

    Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

    • при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
    • одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
    • по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.

    Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

    1. Цепь разомкнута.
    2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
    3. Отсчет закончен. Цепь замкнута.

    В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

    Реле времени циклическое РВЦ-03-2

    Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

    Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

    Виды и классификация

    Применение находят следующие типы отсчета временных интервалов, по которым и производится классификация времязадающих устройств:

    • пневматические;
    • моторные;
    • электромагнитные;
    • часовые (анкерные);
    • электронные.

    Следующее различие заключается в значении напряжения питания управляющего электромагнита, которым осуществляется первоначальный взвод исполнительного устройства или механизма и электромагнита, управляющего коммутированием выходных клемм. Наибольшее распространение получили такие типы реле времени по напряжению:

    • 12 В напряжения постоянного тока;
    • 24 В постоянного тока;
    • 220 вольт переменного тока.

    Рабочее напряжение отличается от напряжения коммутации, которое зависит от исполнения и мощности контактных групп. Рабочее напряжение является необходимым для функционирования устройства и должно находиться в строго заданных пределах. Минимальный предел напряжения коммутации не ограничен. При превышении допустимых значений возможен пробой промежутка между контактами.

    Такие же требования предъявляются и к току коммутации, превышение которого более допустимого значения чревато обгоранием и спеканием контактных групп, возникновением электрической дуги в момент размыкания.

    Значение рабочего напряжения диктуется требованиями безопасности. При этом учитывается то, что чем больше мощность управляющего электромагнита, тем сильнее потребляемый им ток. Наибольшее распространение получили реле времени на 24 вольта, поскольку в данном случае имеется наиболее выгодное сочетание напряжения и тока потребления реле.

    В автомобилях используются реле времени с напряжением питания 12 В, поскольку это самое распространенное значение бортовой сети автомобиля. Например, реле времени управления стеклоочистителями и указателями поворота. Контактные группы этих устройств отличаются высокой надежностью, имеют большой запас по величине тока для исключения обгорания, поскольку от исправной работы зависит безопасность движения по дорогам.

    Все перечисленные типы допускают выпуск многоканальных реле времени. В таком случае коммутация цепей осуществляется несколькими независимыми группами контактов. В простых конструкциях срабатывание групп происходит одновременно, в сложных — в зависимости от запрограммированного алгоритма.

    Большое разнообразие по количеству групп и алгоритму работы предоставляют электронные устройства. Схемы, разработанные с применением микроконтроллеров, имеют малые габариты, которые ограничены только типом и размерами исполнительных элементов, коммутирующих нагрузку.

    Реле времени РСВ16-1-УХЛ4

    От соответствия конструкции предъявляемым требованиям зависит надежность работы устройств и механизмов. Выбор реле времени заключается в подборе такого типа, который соответствует всем предъявляемым требованиям, в числе которых:

    • рабочее напряжение;
    • напряжение и ток коммутации;
    • длительность временных интервалов;
    • точность установки выдержки;
    • работа на включение или выключение;
    • регулировка включения и отключения.

    Цикличные реле времени

    Данный тип реле времени автоматически и непрерывно формирует заданные промежутки времени. Если задать вопрос о том, зачем нужны реле циклического типа, то можно сказать, что наибольшее распространение они получили в автоматических системах управления освещением (уличным, в животноводческих хозяйствах, в аквариумах).

    Электромагнитные

    Электромагнитные устройства еще называют реле времени с электромагнитным замедлением. Отличаются простой конструкцией и используются в устройствах релейной автоматики. Обмотка электромагнита дополнительно содержит короткозамкнутый виток в виде медного цилиндра, который препятствует быстрому нарастанию и спаду магнитного потока, в результате чего якорь подвижной системы двигается с замедлением. Время задержки на срабатывание составляет от 0,07 до 0,11 секунды, а на отпускание от 0,5 до 1,4 секунды. Недостатки:

    • невозможность коррекции времени задержки;
    • работа только на постоянном токе.

    Схем подключения реле времени PCU-520

    Пневматические

    Замедляющим устройством в такой конструкции является пневматический демпфер, воздух в который поступает через калиброванное отверстие. Его проходное сечение регулируется иглой со специальным винтом.

    Достоинства: не требует подачи питания

    • низкая точность установки времени (свыше 10 %);
    • чувствительность к загрязнению воздуха.

    Моторные

    Представляет собой синхронный двигатель, который через редуктор передает вращение валу с контактными группами. Может включать в себя электромагнитную муфту, расцепляющую вал двигателя и редуктор. Время выдержки составляет от нескольких секунд до десятков часов.

    • малая точность выдержки времени;
    • работоспособность только в узком диапазоне температур;
    • необходимость в регулярной чистке и смазки механизма.

    С часовым или анкерным механизмом

    Устроены по принципу механических часов. В промышленности для взвода пружины используется токовая обмотка. Таким образом, чем выше ток в обмотке, тем сильнее сжимается пружина и быстрее ход механизма. Отличаются невысокой точностью установки времени. Настройка механического реле подобна регулировке будильника.

    Электронные

    Самый распространенный класс устройств. Выполнены на электронных компонентах. В качестве времязадающего элемента применяется генератор тактовой частоты или синхронизация от частоты питающей сети.

    Отличаются самыми широкими пределами перестройки частоты. Минимальный интервал составляет единицы микросекунд, а максимальный — дни, месяцы и годы. Перестройка интервала выполняется электронным способом (при помощи переключателей) или программным (путем изменения коэффициентов встроенной программы или посредством интерфейса от внешнего оборудования).

    Часовое, суточное или недельное реле часто является опцией в электронных часах.

    Электронные реле установки времени предоставляют самые широкие возможности построения цепей управления, включая многоканальные варианты исполнения или цикличный режим работы.

    В качестве исполнительной части используются полупроводниковые ключи или электромагниты с различными группами контактов для коммутации нагрузки реле.

    Достоинства электронных устройств:

    • самый широкий диапазон установки выдержки;
    • минимальные габариты и вес;
    • высокая надежность;
    • самая высокая точность установки временных интервалов.

    Точность выдержки зависит только от стабильности частоты задающего генератора. Использование генераторов на кварцевых элементах с термостабилизацией позволяет достигнуть точности тысячных долей процента.

    Недостатки: необходимость в подаче внешнего питания для работы электронных компонентов схемы.

    Схемы реле времени имеют большое разнообразие. Среди них встречаются и простейшие, и сложные на основе микроконтроллеров.

    Читайте также: