Rơ-le trung gian là một linh kiện nhỏ nhưng đảm nhận vai trò lớn ở cấp độ hệ thống. Nó cho phép một kênh PLC hoặc DCS điều khiển mạch hiện trường mà không buộc ngõ ra của bộ điều khiển phải trực tiếp tải tải hiện trường. Rơ-le cũng tạo ra một ranh giới hữu hình, có thể thay thế giữa các miền điện áp để kỹ thuật viên dễ kiểm tra.

Ranh giới đó rất quan trọng khi ngõ ra 24 V DC phải vận hành cuộn dây điện từ, công tắc tơ hoặc mạch cảnh báo 120 V AC. Nó cũng hữu ích khi một mạch đầu vào cần nhận trạng thái tiếp điểm khô từ thiết bị được cấp nguồn ở điện áp khác. Rơ-le không thay thế cho việc phối hợp bảo vệ, nhưng có thể hạn chế mức độ sự cố phía hiện trường lan truyền vào mô-đun I/O.

Rơ-le thực sự thay đổi điều gì

Cuộn dây và các tiếp điểm đảm nhiệm những chức năng điện khác nhau. Bộ điều khiển cấp điện cho cuộn dây. Các tiếp điểm liên kết cơ khí sau đó đóng hoặc mở một mạch riêng biệt. Vì vậy, cần kiểm tra độc lập điện áp cuộn dây, điện áp tiếp điểm và dòng điện qua tiếp điểm.

Rơ-le đa tiếp điểm có thể cung cấp các đường dẫn lệnh, chỉ báo hoặc cho phép riêng biệt, tùy thuộc vào định mức tiếp điểm và thiết kế mạch.

Cách ly điện hữu ích, nhưng bảng dữ liệu của rơ-le xác định các giới hạn của nó. Kỹ sư nên xác minh điện áp cách điện định mức, mức chịu điện áp xung, cấp độ ô nhiễm và cấp quá điện áp áp dụng. Một mô-đun rơ-le dạng mảnh có thể tích hợp đèn báo đầu vào và mạng dập nhiễu, nhưng những tính năng đó không khiến mọi tiếp điểm đều phù hợp với mọi tải.

Phối hợp cuộn dây với ngõ ra

Hãy bắt đầu bằng việc xác định loại ngõ ra của bộ điều khiển. Ngõ ra transistor cấp nguồn, ngõ ra transistor nhận dòng và ngõ ra rơ-le đều có các quy tắc đấu dây khác nhau. Xác nhận điện áp cuộn dây danh định, điện áp hút, đặc tính nhả, dòng điện cuộn dây ở trạng thái ổn định và cực tính. Cuộn dây DC có đi-ốt bên trong nhạy với cực tính.

Ngõ ra PLC phải chịu được dòng khởi động và dòng ổn định của cuộn dây trong toàn bộ dải dung sai nguồn cấp. Khi nhiều rơ-le cùng được kích hoạt, hãy kiểm tra giới hạn dòng của nhóm và đầu nối chung. Đồng thời, hãy tính toán nhiệt trong tủ thay vì coi mỗi cuộn dây là không đáng kể.

Cần kiểm tra riêng cách bố trí tiếp điểm và định mức tải, không gộp chung với thông số cuộn dây.

Phối hợp tiếp điểm với tải thực tế

Định mức tiếp điểm được in cho tải thuần trở không tự động áp dụng cho cuộn dây điện từ hoặc cuộn dây công tắc tơ. Tải cảm có thể tạo ra dòng khởi động và điện áp cao khi bị ngắt. Khả năng ngắt tải DC thường khắt khe hơn tải AC vì hồ quang không có điểm dòng điện tự nhiên bằng không.

Hãy lựa chọn tiếp điểm theo cấp sử dụng, điện áp tải, dòng điện liên tục, dòng khởi động, tần số đóng cắt và tuổi thọ dự kiến. Dòng tín hiệu rất nhỏ cũng có thể gây vấn đề vì màng ô-xit có thể ngăn dẫn điện ổn định. Tiếp điểm mạ vàng hoặc rơ-le tín hiệu có thể phù hợp hơn cho các mạch trạng thái mức thấp.

Hãy xem bộ sưu tập rơ-le của cửa hàng khi so sánh các kiểu dáng thay thế, sau đó đối chiếu bảng dữ liệu của nhà sản xuất với mạch điện.

Mạch dập nhiễu là một phần của mạch điện

Đi-ốt chống sức điện động ngược mắc song song với cuộn dây DC làm giảm xung khi ngắt, nhưng làm chậm quá trình sụp từ trường và có thể khiến tiếp điểm nhả trễ. Mạng Zener hỗ trợ có thể cho phép nhả nhanh hơn trong khi vẫn giới hạn điện áp. Cuộn dây AC thường sử dụng mạch dập RC hoặc biến trở được lựa chọn phù hợp với mạch.

Hãy đặt mạch dập nhiễu gần nguồn cảm. Các dây dẫn dài giữa tải và bộ dập vẫn khiến hệ thống dây dẫn phải chịu quá độ. Bộ dập có thể bị hỏng ở trạng thái ngắn mạch hoặc lão hóa sau nhiều lần chịu xung, vì vậy kế hoạch bảo trì nên bao gồm cả các bộ phận này.

Mô-đun gắn ray DIN giúp đơn giản hóa việc thay thế, nhưng cần xác nhận số thứ tự đầu nối và mạch dập bên trong trước khi thay thế.

Thiết kế đầu vào và đầu ra

Đối với ngõ ra số, rơ-le có thể cho phép một kênh PLC điện áp thấp đóng cắt một nguồn cấp hiện trường riêng biệt. Đối với ngõ vào số, rơ-le được cấp nguồn từ hiện trường có thể cung cấp một tiếp điểm khô rõ ràng cho nguồn ngõ vào. Trong cả hai trường hợp, hãy ghi chép bên nào cung cấp điện áp kích tiếp điểm và lắp cầu chì phù hợp cho từng nguồn.

Tiếp điểm rơ-le truyền trạng thái mà không nối trực tiếp hai miền điện áp điều khiển với nhau.

Không nên cho rằng rơ-le tạo ra chức năng an toàn chức năng. Các chức năng an toàn cần kiến trúc, chẩn đoán, linh kiện và quy trình xác nhận phù hợp. Rơ-le trung gian tiêu chuẩn có thể hỗ trợ cách ly thông thường hoặc phối hợp tải, nhưng không mặc nhiên là rơ-le an toàn.

Chạy thử và tìm lỗi

Trước khi cấp điện, hãy kiểm tra điện trở cuộn dây, cực tính nguồn, số thứ tự đầu nối, trạng thái tiếp điểm và các thiết bị bảo vệ. Trong quá trình chạy thử, hãy ra lệnh cho ngõ ra và đo điện áp ở cả hai phía của rơ-le. Đèn báo cuộn dây sáng không chứng minh rằng các tiếp điểm đã đổi trạng thái.

Các dấu hiệu hữu ích khi tìm lỗi gồm cuộn dây đã được ra lệnh nhưng không hút, hiện tượng rung do điện áp thấp, tiếp điểm bị dính, nhiệt độ quá cao hoặc một ngõ vào thay đổi khi các tải cảm lân cận đóng cắt. Hãy theo dõi lệnh ngõ ra và tín hiệu phản hồi trong bộ điều khiển. Bộ định thời kiểm tra sai lệch có thể biến lỗi rơ-le im lặng thành một chẩn đoán rõ ràng.

Đối với việc thay thế phía bộ điều khiển, bộ sưu tập hệ thống PLC và PAC cung cấp một danh mục liên quan. Tuy nhiên, quyết định kỹ thuật vẫn nên bắt đầu từ thông số I/O ban đầu.

Góc nhìn kỹ thuật

Rơ-le trung gian vẫn có giá trị vì chúng làm cho các ranh giới điện trở nên rõ ràng. Lợi ích lớn nhất của chúng là khả năng bảo trì: kỹ thuật viên có thể kiểm tra mạch cuộn dây, mạch tiếp điểm và tải hiện trường như các miền sự cố riêng biệt. Lợi ích đó sẽ mất đi khi định mức, mạch dập và tài liệu bị xem là những việc làm sau cùng.