Programmierbare intelligente Relais
Programmierbare intelligente Relais sind eine Art SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen). Der Einsatz intelligenter Relais ermöglicht es, die Steuerung elektrischer Geräte deutlich zu vereinfachen und deren Zuverlässigkeit zu erhöhen.
Die Programmierung intelligenter Relais erfolgt über Tasten auf der Vorderseite und eine kleine, normalerweise ein- oder zweizeilige LCD-Anzeige. Obwohl es komplexere Konstruktionen gibt, müssen die Programme in diesen Fällen auf einem Personalcomputer unter Verwendung spezieller Programmiersprachen für die Kontaktplanlogik LD, FBD und einige andere geschrieben werden.
Über Schnittstellen wie RS-232, RS-485 oder Industrial Ethernet werden (flash-)fertige Programme in den Speicher des Mikrocontrollers geladen, die auch die Kommunikation mit übergeordneten ACS ermöglichen. Bei einigen Modellen programmierbarer intelligenter Relais können Sie mithilfe spezieller Erweiterungsmodule Kommunikationsfunktionen aufbauen.
Funktionsprinzip der SPS
Der Unterschied zwischen intelligenten Relais und vollwertigen SPS besteht darin, dass sie über wenig RAM und Programmspeicher verfügen, was dazu führt, dass zumindest einige komplexe mathematische Berechnungen nicht möglich sind. Darüber hinaus ist die Anzahl der digitalen und analogen Ein-/Ausgabekanäle in intelligenten Relais ebenfalls gering, sodass der Anwendungsbereich recht begrenzt ist. Dies ist in erster Linie die Automatisierung einzelner Einheiten, die Steuerung von Beleuchtungssystemen, einiger Geräte im System für Wohnungs- und Kommunaldienstleistungen, Ortsanschlüsse verschiedener Automatisierungssysteme, Haushaltsgeräte.
Ein Merkmal solcher Geräte ist ihre lokale Verwendung für kleine Systeme, und das Programm für sie wird hauptsächlich in der Sprache der Funktionsblockdiagramme (FBD) oder in der Sprache der Relaislogik (LD) erstellt. Diese Sprachen entsprechen der internationalen Norm IEC 61131-3. Die Software solcher Relais verfügt über eine praktische und benutzerfreundliche Oberfläche und ermöglicht die Entwicklung von Programmen in kurzer Zeit, die Überprüfung der Syntax und Richtigkeit des erstellten Programms sowie die Möglichkeit, das Programm in Echtzeit zu debuggen, was einen klaren Eindruck vermittelt davon, wie sich der Verantwortliche in dieser oder einer anderen Situation verhalten wird.
Das Design programmierbarer intelligenter Relais ist meist ein Monoblock – ein kleines Gehäuse enthält alle Knoten. In der Regel handelt es sich dabei um ein Netzteil mit geringem Stromverbrauch, einen Mikrocontroller, Ein- und Ausgabekanäle für Informationen sowie Anschlüsse zum Anschluss ausführender Geräte. Die Gehäuse solcher Geräte sind klein und ermöglichen den Einbau in Schaltschränke an einem DIN-Bus, der modernen Standards entspricht. Die Stromversorgung kann jedoch auch ein separates Gerät sein.
Übersee programmierbare intelligente Relais
Programmierbare Relais werden mittlerweile von vielen, meist ausländischen Unternehmen hergestellt. Als Beispiel können wir uns an die Firma Schneider Electric erinnern, die 1936 in Frankreich gegründet wurde. Der Hauptsitz befindet sich in Rueil-Malmaison Cedex. Das Unternehmen stellt seine Produkte unter den Marken Telemecanique, Merlin Gerin und Modicon her.
Die Produkte von Schneider Electric sind sehr vielfältig: von konventionell Leistungsschalterbis hin zu komplexen Geräten wie Frequenzumrichtern, Signal- und Steuergeräten, Sanftstartern, Steuerrelais, Sensoren sowie programmierbaren Relais und Steuerungen. Betrachten Sie als Beispiel für ein intelligentes Relais die programmierbaren Relais von Zelio Logic.
Die programmierbaren Relais Zelio Logic von Schneider Electric ermöglichen die Implementierung kleiner Steuerungssysteme, die Anzahl der Ein-/Ausgänge liegt im Bereich von 10 ... 40 Kanälen. Bei den Abmessungen 124,6 * 90 * 59 mm ist die Platzierung von bis zu 26 Ein-/Ausgangskanälen möglich. Gleichzeitig liegt die Versorgungsspannung des Gerätes in einem sehr weiten Bereich: 24VAC, 100 … 240VAC, 12VDC, 24VDC, was die Integration des Relais in beliebige Konstruktionen erleichtert.
Das Relais der SR2B201FU-Serie verfügt beispielsweise über 12 diskrete Eingänge und 8 Relaisausgänge, ist für eine Wechselspannung von 100–240 V ausgelegt und umfasst eine Uhr, ein Display und einen Tastensatz. Gezeigt wird die Außenansicht des intelligenten Relais im Monoblock-Design in der Figur.
Zur Programmierung des Zelio Logic-Relais können zwei Spezialsprachen FBD oder LADDER verwendet werden. Das Gerät ist sowohl in Monoblock- als auch in Modulbauweise erhältlich. Die letzte Option ermöglicht die Kombination von Modulen, um das System als Ganzes zu erweitern.
Der Anwendungsbereich des Zelio Logic-Relais ist groß genug und ermöglicht die Steuerung von Kompressoren oder Pumpen, die Zählung von Fertigprodukten oder Komponenten automatischer Linien, die Steuerung von Rolltreppen, Beleuchtung und elektronischen Anzeigen. Es kann in Sicherheitssystemen als Zugangskontrollgeräte verwendet werden.
Neben dem oben genannten Schneider Electric beschäftigen sich eine Reihe ausländischer Unternehmen mit der Herstellung programmierbarer Relais: OMRON, Control Techniques, SIEMENS, Mitsubishi Electric, Danfoss, ABB, Moeller, Braun, Allen Bradley, Autonics, Array Electronic, Eaton.
Die beliebtesten programmierbaren Smart-Relais: 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-relay, WIDDER PR110, WIDDER PR200.
Elektronische speicherprogrammierbare Steuerungen der Array FAB-Serie aus Taiwan
Für den Industrie- und Haushaltsbereich produziert das Unternehmen intelligente Relais der zweiten Generation der FAB-Serie. Diese Geräte sind recht einfach zu bedienen und leicht zu erlernen und zu programmieren. FAB-Relais werden mit der Programmiersprache FDB programmiert, die vor allem für Automatisierungstechniker gedacht ist. Mit seiner Hilfe ist es möglich, ein recht komplexes System zu schaffen, das gleichzeitig effektiv und wirtschaftlich ist.
Die Programmiersprache FDB ist die Sprache der Blöcke, die bei der Programmeingabe auf dem Display erscheinen. Funktionsblöcke werden einfach in einer bestimmten Reihenfolge sowohl sequentiell als auch parallel angeordnet und kombiniert, wodurch Sie recht komplexe Algorithmen visuell erstellen können.Es sind keine Kenntnisse in Programmiersprachen erforderlich. Für jemanden, der sich schon einmal mit der Wartung digitaler Technologien, zum Beispiel CNC-Maschinen, beschäftigt hat, wird diese Sprache keine Schwierigkeiten bereiten.
Insgesamt verfügt die Sprache über 20 Blöcke, die unterschiedliche Funktionen ausführen. Erstens handelt es sich hierbei um logische Operationen, die äußerlich wie Bilder aus einem Nachschlagewerk über digitale Mikroschaltungen aussehen. Die Abbildung zeigt ein Fragment aus zwei Blöcken.
Neben logischen Operationen enthält der Blocksatz auch Zähler, Timer, Zeitverzögerungen, Ein- und Ausschaltzeitstempel und mehr.
Die Programmierumgebung wird mit den Geräten ausgeliefert und steht auch auf der Website des Herstellers zum Download bereit. Intelligente Relais der FAB-Serie ersetzen eine Vielzahl von Schaltgeräten: Relais, Tachometer, Zähler, Timer usw. allerdings zu einem relativ niedrigen Preis. Ein programmierbares Smart-Relais kann einen kompletten, durch einen herkömmlichen Schrank zusammengebauten Schrank ersetzen elektromechanische Relais… Gleichzeitig steigt die Zuverlässigkeit der gesamten Schaltung, die Anzahl der diskreten Elemente nimmt ab, die Abmessungen nehmen ab und der Stromverbrauch sinkt.
Die Einsatzgebiete der intelligenten FAB-Relais sind vielfältig. Dabei handelt es sich um Smart-Home-Systeme; automatisches Öffnen von Türen, Schranken und Toren; Lichtsteuerung sowohl intern als auch extern; Lüftungs- und Temperaturregelung in Betrieben und in Wohngebäuden, in Gewächshäusern und Gewächshäusern. Und Verwaltung des Wasserversorgungssystems, Management von Produktionslinien und einzelnen Maschinen, Anwendung in Alarmsystemen, in Notfallwarnsystemen und vielen anderen.
Kurze technische Eigenschaften der intelligenten FAB-Relais
Das Relais ist mit einem LCD-Display mit 4 Zeilen à 10 Zeichen ausgestattet, verfügt über einen eingebauten Kalender und eine Echtzeituhr. Eine Fernsteuerung über Telefonleitungen und die Möglichkeit zur Übermittlung von Sprachnachrichten sind möglich. Im Lieferumfang ist ein kostenloses einfaches SCADA-Programm enthalten, das die Kommunikation mit einem Computer in ausreichend großer Entfernung ermöglicht und so eine Fernüberwachung und -konfiguration ermöglicht. Bei Verwendung der RS-485-Schnittstelle können 255 FAB-Relais an einen Computer angeschlossen werden. Mit dieser Verbindung können Sie funktionsfähigere Systeme erstellen als mit einzelnen FAB-Relais.
Die Ausgänge des Geräts verfügen über eine hohe Belastbarkeit: Relaisausgänge – 10 A, Transistorausgänge – 2 A.
Obwohl der Programmspeicher klein ist – nur 64 KB – kann das Programm 127 Funktionsblöcke, 127 Zähler, 127 RTC-Intervalle (Echtzeit) und 127 Timer enthalten, wodurch Sie recht komplexe Funktionsprogramme erstellen können. Die Programmeingabe erfolgt entweder über Tasten und ein LCD-Display oder über einen Computer. Um das Programm vor unbefugtem Zugriff zu schützen, ist ein Passwortschutz möglich.
Intern programmierbare Relais
In Russland arbeitet der Hersteller programmierbarer Relais mit der Firma „Oven“ aus Woronesch und der Firma „KontraAvt“ aus Nischni Nowgorod zusammen. Das Unternehmen „Aries“ bringt seine Relais unter dem Namen Aries PLC*** auf den Markt.
Voronezh CJSC „Ekoresurs“ produziert eine Reihe von Controllern „Basic“, die mehrere Modifikationen des Geräts umfasst. In den Zeitschriften „Industrial Automation“, „Instrumental Engineering and Automation Tools“ und „Industrial Automation Systems and Controllers“ gibt es eine ganze Reihe von Artikeln zum Einsatz von Steuerungen der Bazis-Serie.
Einige Unternehmen beschäftigen sich mit dem Vertrieb und Verkauf importierter Marken in Russland. Zum Beispiel Intechnics, ein Handelspartner des englischen Unternehmens Invertek Drives, das solche beliebten Produkte herstellt Frequenzumrichter, liefert nach Russland und programmierbare intelligente Relais, die für die Schaffung von Automatisierungssystemen so notwendig sind.
Beispiele für Relaisanwendungen
Rolltreppensteuerung. Gewährleistung eines durchgehenden Betriebs nur werktags von 8:00 bis 18:00 Uhr. · Von 18:00 bis 20:00 Uhr wird die Rolltreppe nur bei Erscheinen einer Person aktiviert.
Lüftungssteuerung. Schalten Sie die Belüftung alle 30 Minuten für 10 Minuten ein. Schalten Sie die Belüftung für 10 Minuten ein, wenn der eingestellte CO2-Wert überschritten wird.
Verwalten Sie die automatische Reserveübertragung. Automatischer Reserveeingang mit 2 oder mehr Eingängen. Trennung. Benutzer ein-/ausschalten. Schalten Sie DGS und andere Quellen ein/aus.
Ein Beispiel für die Entwicklung eines Relaisprogramms
Angenommen, es muss ein Mischersteuerungsprogramm für ein programmierbares intelligentes ZelioLogic-Relais in FBD-Sprache entwickelt werden, lautet die Aufgabe wie folgt.
Flüssigkeit Nr. 1 wird in einen vertikalen Behälter von 7 m Höhe eingespeist, bis ein Füllstand von 2,8 m erreicht ist. Anschließend wird die Zufuhr der ersten Flüssigkeit gestoppt und Flüssigkeit Nr. 2 zugeführt, bis der Gesamtspiegel von 4,2 m erreicht ist. Anschließend wird die Flüssigkeit Nr. 1 zugeführt Die Zufuhr der zweiten Flüssigkeit wird gestoppt und der Motor des Rührwerks eingeschaltet, das 30 Minuten lang läuft. Nach Ablauf der Zeit wird der Motor abgeschaltet und das Gülleablassventil geöffnet.
Um das Problem zu lösen, ist es zunächst notwendig, die Füllstandwerte in für den Controller verständliche Daten umzuwandeln, d.h.Der Wert auf der 2,8-m-Ebene entspricht basierend auf der Kapazität des integrierten ADC dem Controller-Eingangswert von 102 und auf der 4,2-m-Ebene dem Wert 153.
Abhängig von den Problembedingungen müssen die Reglerausgänge außerdem mit drei Absperrventilen interagieren – Flüssigkeitszufuhr Nr. 1, Flüssigkeitszufuhr Nr. 2, Suspensionsablass und einem Mischermotor. Zur Lösung dieses Problems empfiehlt es sich, an den Eingang des Controllers einen Taster anzuschließen, der den Start des gesamten Systems gewährleistet.
Die Entwicklung des Programms erfolgt mit einem Computer, auf dem die Software ZelioSoft 2 installiert ist.
Die grafische Programmiersprache für FBD-Steuerungen verwendet verschiedene Funktionsblöcke. Jeder Block ist Teil eines vollständigen Programms, das eine spezifische funktionale Beziehung zwischen Eingabe- und Ausgabevariablen bereitstellt.
Die Verbindung der Blöcke führt zur Vereinigung einzelner Module zu einem einzigen Steuerprogramm, das entsprechend den Werten der Eingangsvariablen der an die Eingänge des programmierbaren Relais angeschlossenen Sensoren Steuersignale für die angeschlossenen Aktoren erzeugt zu den Ausgängen.
Somit reduziert sich der Programmierprozess auf die Auswahl verschiedener Funktionsblöcke, deren Platzierung im Bearbeitungsfenster und deren Verknüpfung in einer bestimmten Reihenfolge, die eine Lösung eines konkreten Problems mit der automatisierten Steuerung eines Prozesses oder Objekts ermöglicht.
Zur Lösung des Problems wurden die notwendigen Blöcke ausgewählt und verbunden sowie deren Parameter eingestellt, die die vorgegebene Funktionslogik gewährleisten.
Die Abbildung zeigt eine grafische Darstellung des Programms in der ZelioSoft2-Umgebung unter Verwendung von FBD, das die Lösung für dieses Problem implementiert.
Problem mit der FBD-Sprache behoben
Die Überprüfung der Richtigkeit der Konfiguration einzelner Blöcke und ihrer Verbindungen erfolgt im Simulationsmodus. Nachdem sichergestellt wurde, dass das Programm ordnungsgemäß funktioniert, wird es vom Instrumentencomputer in den Speicher des programmierbaren Relais übertragen.
Ausfahrt
Intelligente programmierbare Relais können trotz ihrer Mängel eine Reihe von Aufgaben in industriellen und nichtindustriellen Bereichen erfüllen, in denen kein Bedarf für den Einsatz speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) besteht.
Sie sind außerdem deutlich günstiger als SPS und ermöglichen Einsparungen bei der Aufrüstung oder Automatisierung eines manuellen oder automatischen Prozesses. Um ein intelligentes programmierbares Relais zu programmieren, benötigt der Benutzer keine Programmierkenntnisse, es kann eine Reihe typischer Programme verwendet werden. Intelligente Relais sind einfach zu programmieren.