Программируемые интеллектуальные реле являются одной из разновидностей ПЛК (программируемые логические контроллеры). Применение интеллектуальных реле позволяет значительно упростить схемы управления электрооборудованием, повысить их надежность.

Задание программы для интеллектуальных реле производится при помощи кнопок на лицевой панели и небольшого, как правило, в одну – две строки LCD индикатора. Хотя существуют и более сложные конструкции, и в этих случаях программы приходится писать на персональном компьютере, с использованием специализированных языков программирования релейной логики LD, FBD и некоторых других.

Для загрузки (прошивки) готовых программ в память микроконтроллера используются интерфейсы типа RS-232, RS-485 или Industrial Ethernet, позволяющие также осуществлять связь с АСУ верхнего уровня. Некоторые модели программируемых интеллектуальных реле позволяют наращивать возможности коммуникации при помощи специальных модулей расширения.

Отличие интеллектуальных реле от полноценных ПЛК в том, что они обладают малым объемом оперативной и программной памяти , а это приводит к невозможности хоть сколько-нибудь сложных математических вычислений. Кроме того количество каналов ввода – вывода как цифровых, так и аналоговых у интеллектуальных реле также невелико , поэтому область их применения достаточно ограничена. Прежде всего, это автоматизация отдельных агрегатов, управление системами освещения, некоторыми устройствами в системе ЖКХ, локальные контуры различных систем автоматизации, бытовая техника.

Особенностью таких устройств является их локальное применение для небольших систем, а так же программа для них в основном создается на языке функциональных блоковых диаграмм (FBD) или на языке релейной логики (LD). Эти языки соответствуют международному стандарту МЭК 61131-3. Программное обеспечение таких реле имеет удобный и дружелюбный интерфейс и позволяет разработать программы в короткий срок, проверить синтаксис и верность созданной программы, а так же имеет возможность провести отладку программы в реальном времени, которая ясно дает представление о том, как будет вести себя контроллер в той или иной ситуации.

Конструкция программируемых интеллектуальных реле чаще всего моноблочная, - в одном небольшом корпусе содержатся все узлы. Это, как правило, блок питания небольшой мощности, микроконтроллер, каналы ввода и вывода информации, клеммы для подключения исполнительных устройств. Корпуса таких устройств невелики и позволяют установку в электрических шкафах на DIN – рейку, что соответствует современным стандартам. Впрочем, блок питания может быть и отдельным устройством.

Программируемые интеллектуальные реле зарубежного производства

Программируемые реле сейчас выпускаются многими фирмами, большей частью зарубежными. В качестве примера можно вспомнить фирму Schneider Electric , которая была основана в 1936 году во Франции. Ее штаб-квартира находится в городе Rueil-Malmaison Cedex. Свои изделия фирма выпускает под торговыми марками Telemecanique, Merlin Gerin, Modicon.

Продукция фирмы Schneider Electric весьма разнообразна: от обычных , до таких сложных устройств как частотные преобразователи, устройства сигнализации и управления, устройства плавного пуска, реле контроля, датчики и программируемые реле и контроллеры. В качестве примера интеллектуального реле рассмотрим программируемые реле Zelio Logic .

Программируемые реле Zelio Logic фирмы Schneider Electric позволяют реализовать небольшие системы управления, количество вводов/выводов которых находится в пределах 10…40 каналов. В корпусе размерами 124,6*90*59 мм удается разместить до 26 каналов ввода/вывода. При этом напряжение питания устройства находится в очень широких пределах: 24VAC, 100... 240VAC, 12VDC, 24VDC, что позволяет легко встраивать реле в любые конструктивы.

Например, реле серии SR2B201FU имеет 12 дискретных входов и 8 релейных выходов, рассчитан на напряжение питания переменного тока 100 – 240В и имеет в своём составе часы, дисплей и набор кнопок. Внешний вид интеллектуального реле в моноблочном исполнении показан на рисунке.

Для программирования реле Zelio Logic возможно применение двух специализированных языков FBD или LADDER. Устройство выпускается как в моноблочном исполнении, так и в модульном. Последний вариант позволяет объединение модулей для расширения системы в целом.

Область применения реле Zelio Logic достаточно широка и предусматривает управление компрессорами или насосами, подсчет готовых изделий или комплектующих на автоматических линиях, управление эскалаторами, освещением и электронными табло. Возможно применение в системах охраны в качестве устройств контроля доступа.

Кроме упомянутой Schneider Electric производством программируемых реле занимается еще целый ряд зарубежных фирм: OMRON, Control Techniques, SIEMENS, Mitsubishi Electric, Danfoss, ABB, Moeller, Braun, Allen Bradley, Autonics, Array Electronic, Eaton.

Самые популярные программируемые интеллектуальные реле: Siemens LOGO!, Omron ZEN, Schneider Electric Zelo Logic, Easy Moeller, Mitsubishi Alpha XL, Delta Electronics DVP-PM, Eaton e asy500, e asy8 00, xLogic ELC, Owen Logo, Oni Logo, PRO-Relay, ОВЕН ПР110, ОВЕН ПР200.

Программируемые логические контроллеры тайваньской компании Array Electronic серии FAB

Для промышленного и бытового применения компанией выпускаются интеллектуальные реле второго поколения серии FAB. Эти устройства достаточно просты в эксплуатации и легко поддаются изучению и программированию. Для программирования реле FAB используется язык программирования FDB, предназначенный, в основном, для инженеров, занимающихся автоматизацией. С его помощью можно создать достаточно сложную систему, при этом эффективную и экономичную.

Язык программирования FDB представляет язык блоков, которые в процессе ввода программы показываются на дисплее. Функциональные блоки просто выстраиваются и объединяются в определенной последовательности, как последовательно, так и параллельно, что позволяет наглядно создавать достаточно сложные алгоритмы. При этом не требуется знания каких-либо языков программирования. Для того, кто когда-то занимался обслуживанием цифровой техники, например, станков с ЧПУ, этот язык не вызовет затруднений.

Всего в языке имеется 20 блоков, выполняющих различные функции. Прежде всего, это логические операции, внешне напоминающие картинки из справочника по цифровым микросхемам. На рисунке показан фрагмент из двух блоков.

Кроме логических операций в наборе блоков имеются также счетчики, таймеры, задержки времени, метки времени включения и выключения, и другие.

Среда программирования поставляется совместно с устройствами, а также доступна для скачивания с сайта производителя. Интеллектуальные реле серии FAB заменяют собой большое количество коммутационных устройств: реле, тахометры, счетчики, таймеры и т.п. при этом по достаточно низкой цене. Одно программируемое интеллектуальное реле позволяет заменить целый шкаф, собранный на обычных . При этом надежность схемы в целом возрастает, количество дискретных элементов уменьшается, снижаются габариты, уменьшается энергопотребление.

Области применения интеллектуальных реле FAB достаточно широки. Это системы умного дома; автоматическое открывание дверей, шлагбаумов и ворот; как внутренним, так и наружным; управление вентиляцией и регулирование температуры на предприятиях и в жилых помещениях, в оранжереях и теплицах. А также , управление производственными линиями и отдельными станками, применение в системах охранной сигнализации, в аварийных системах оповещения и многое другое.

Краткие технические характеристики интеллектуальных реле FAB

Реле оснащено LCD дисплеем имеющем 4 строки по 10 символов, имеется встроенный календарь и часы реального времени. Возможно дистанционное управление по телефонным линиям, и возможность передачи голосовых сообщений. В комплекте поставки идет бесплатная простая программа SCADA позволяющая осуществлять связь с ПК на достаточно большое расстояние, что дает возможность дистанционного мониторинга и настройки. В случае использования интерфейса RS – 485 к одному ПК могут быть подключены 255 реле FAB. Такое подключение позволяет создавать более функциональные системы, чем при использовании одиночных FAB реле.

Выходы устройства имеют высокую нагрузочную способность: релейные – 10А, транзисторные выходы – 2А.

Хотя память программы невелика – всего 64К, программа может содержать 127 функциональных блоков, 127 счетчиков, 127 интервалов RTC (реального времени), 127 таймеров, что позволяет создавать достаточно сложные функциональные программы. Ввод программы осуществляется либо с помощью кнопок и LCD–дисплея, либо с использованием ПК. Для защиты программы от несанкционированного доступа возможна защита паролем.

Отечественные программируемые реле

В России выпуском программируемых реле занимаются воронежская фирма «Овен» и нижегородская «КонтрАвт». Фирма «Овен» выпускает свои реле под названием Овен ПЛК ***.

Воронежским ЗАО «Экоресурс» выпускается серия контроллеров «Базис», включающая в себя несколько модификаций прибора. В журналах «Автоматизация в промышленности», «Приборостроение и средства автоматизации» и «Промышленные АСУ и контроллеры» содержится целый цикл статей по применению контроллеров серии «Базис».

Некоторые фирмы занимаются распространением и продажей в России импортных брендов. Например, фирма Интехникс, торговый партнер английской компании Invertek Drives, занимающейся производством столь популярных в последнее время , поставляет в Россию и программируемые интеллектуальные реле, столь необходимые для создания систем автоматизации.

Примеры применения реле

Обеспечение непрерывной работы только в будние дни с 8:00 до 18:00. · С 18:00 до 20:00 включение эскалатора только при появлении человека.

Включение вентиляции каждые 30 минут на 10 минут. Включение вентиляции на 10 минут при превышении заданного уровня СО2.

Автоматический ввод резерва при 2-х и более вводах. Секционирование. Включение/отключение потребителей. Включение/отключение ДГУ и других источников.

Пример разработки программы для реле

Пусть необходимо разработать программу управления смесителя для программируемого интеллектуального реле ZelioLogic на языке FBD, задача звучит следующим образом.

В вертикальную емкость высотой 7м подается жидкость №1 до достижения уровня в 2,8м. После чего подача первой жидкости прекращается и подается жидкость №2 до достижения общего уровня в 4,2м. После чего подача второй жидкости прекращается и включается двигатель перемешивающего устройства, который работает в течение 30 минут. По истечению времени двигатель отключается и открывается кран слива суспензии.

Для решения задачи необходимо в первую очередь преобразовать значения уровня в данные понятные для контроллера, т.е. значению уровня в 2,8 м, исходя из разрядности встроенного АЦП, будет соответствовать значение на входе контроллера равное 102, а уровню в 4,2 м значение 153.

Так же, исходя из условий задачи, выходы контроллера должны взаимодействовать с тремя запорными клапанами – подача жидкости №1, подача жидкости №2, слив суспензии и с одним двигателем для мешалки. В решении данной задачи целесообразно на вход контроллера подключить кнопку, которая обеспечит запуск всей системы.

Разработка программы производится с применением компьютера, на котором установлено программное обеспечение ZelioSoft 2.

Графический язык программирования контроллеров FBD использует различные функциональные блоки. Каждый блок представляет собой часть законченной программы, обеспечивающая конкретную функциональную связь между входными и выходными переменными.

Соединение блоков приводит к объединению отдельных модулей в единую управляющую программу, которая в соответствии со значениями входных переменных датчиков, подключенных к входам программируемого реле, формирует управляющие сигналы для исполнительных механизмов, подключенных к выходам.

Таким образом, процесс программирования сводится к выбору различных функциональных блоков, размещению их в окне редактирования и соединению в определенной последовательности, обеспечивающей решение конкретной задачи автоматизированного управления процессом или объектом.

Для решения поставленной задачи выбраны и соединены необходимые блоки и установлены их параметры, обеспечивающие заданную логику работы.

Графическое представление программы в среде ZelioSoft2 с помощью FBD, выполняющей решение данной задачи приведено на рисунке.

Проверка правильности настройки отдельных блоков и их соединений производится в режиме симуляции. Убедившись в правильности работы программы, её переносят с инструментального компьютера в память программируемого реле.

Вывод

Интеллектуальны программируемые реле, несмотря на свои недостатки, могут выполнять ряд задач в производственных и непроизводственных сферах, в которых нет необходимости использовать программируемые логические контроллеры (ПЛК).

Также они значительно дешевле ПЛК, что позволяет сэкономить в процессе модернизации, либо автоматизации ручного или автоматического процесса. Для того чтобы запрограммировать интеллектуальное программируемое реле, пользователю не обязательно обладать навыками программирования, можно использовать набор типовым программ. Интеллектуальные реле просты в программировании.

4. Основные типы вторичных измерительных электромагнитных реле косвенного действия. Логические реле. Реле времени.

2. Реле напряжения.

5. Логические реле. Промежуточные реле. Указательные реле. Герконовые реле.

6. Индукционные реле.

7. Полупроводниковые реле. Логические органы полупроводниковых реле. Полупроводниковые элементы измерительных органов.

8. Преимущества и недостатки полупроводниковых измерительных реле. Полупроводниковые измерительные реле. Реле тока рст-14.

9. Преимущества и недостатки полупроводниковых измерительных реле. Реле направления мощности рм-11.

10. Блоки микропроцессорной релейной защиты (бмрз).

11.Схемы соединения трансформаторов тока и реле.

12. Электротепловые элементы. Плавкие предохранители. Электротепловые реле. Температурные реле.

13. Оперативный ток.

14. Токовая защита линий напряжением выше 1000 в с односторонним питанием. Токовая отсечка без выдержки времени. Токовая отсечка на линиях с двухсторонним питанием.

Токовая отсечка без выдержки времени.

Лекция № 7

15. Токовая отсечка с выдержкой времени.

16. Максимальная токовая защита.

Выбор выдержки времени

17.Схемы токовых защит. Совмещенное исполнение. Разнесенное исполнение. Схема токовой защиты с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе. Принцип действия.

18. Схема токовой защиты с вторичным реле прямого действия. Токовая защита с комбинированной выдержкой времени на переменном оперативном токе.Принцип действия.

19. Схема двухступенчатой токовой защиты с независимой выдержкой времени на переменном оперативном токе. Мтз на выпрямленном оперативном токе. Принцип действия.

20. Токовая защита с комбинированным пуском по напряжению.

21.Токовая защита с выдержкой времени, зависимой от третьей гармонической.

22. Совместное действие токовых защит и устройств автоматики.

23. Токовые защиты нулевой последовательности в сетях с глухозаземленной нейтралью.

24. Защиты от замыкания на землю в сетях с изолированными или заземленными через дугогасящие реакторы нейтралями. Устройство общей неселективной сигнализации от замыкания на землю.

25. Токовая защита нулевой последовательности.

26. Токовые направленные защиты. Выдержка времени и ток срабатывания направленной мтз. Мертвая зона. Схемы включения реле направления мощности.

27. Общая оценка токовых направленных защит. Схема направленной мтз на переменном оперативном токе.

28. Дифференциальные токовые защиты. Продольная дифференциальная защита.

29. Поперечная дифференциальная токовая защита. Ток небаланса.

30. Поперечная дифференциальная токовая направленная защита. Зона каскадного действия. Схема подачи оперативного тока. Расчет тока срабатывания. Комбинированный пуск по напряжению.

31. Устройство авр на линиях с односторонним питанием. Требование к авр. Расчет параметров схемы авр.

32. Схема авр на постоянном оперативном токе. Принцип действия.

33. Схемы апв. Требования апв. Расчет параметров схемы апв. Схема апв на выпрямленном оперативном токе. Принцип действия.

34. Релейная защита трансформаторов. Газовая защита.

35. Токовые защиты трансформаторов. Схема мтз трансформатора.

36. Защита трансформатора от коротких замыканий на землю.

37. Дифференциальные токовые защиты трансформаторов. Ток небаланса. Дифференциальная токовая отсечка.

38. Дифференциальная токовая защита с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока. Принцип действия насыщающегося трансформатора тока. Расчет тока срабатывания. Реле рнт-565. Реле дзт-11.

39. Максимальная токовая защита трансформатора с комбинированным пуском по напряжению. Защита трансформатора от перегрузок.

40. Защита асинхронных электродвигателей напряжением до 1 кВ.

41. Защита асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ.

5. Логические реле. Промежуточные реле. Указательные реле. Герконовые реле.

Логические реле .

1. Реле времени. КТ 2. Промежуточные реле КL. 3. Указательные реле КН.

Промежуточное реле .

Они имеют электромагнитную систему с поворотным якорем. Их назначение:

1. Увеличение контактов основного реле.

2. Увеличение коммутационной способности схемы. Разгрузка контактов основного реле.

Промежуточные реле выполняются с одной или несколькими обмотками, с включением по напряжению, по току или по току и напряжению.

Промежуточное реле с обмотками по напряжению включается на полное напряжение источника оперативного тока (обмотки напряжения). С обмотками по току включается последовательно с обмотками других аппаратов (обмотки тока).

Выпускаются на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110 ,220 В и переменного тока 127, 220, 380 В.

Промежуточные реле различаются:

1. По количеству обмоток. 2. По типу обмоток. 3. По числу, состоянию и мощности контактов.

4. По времени срабатывания и возврата.

К промежуточным реле предъявляются высокие требования по быстродействию. Время их срабатывания не должно превышать 0,01-0,03 с.

Напряжение срабатывания Uср=0,7 Uном.

Реле постоянного тока типа РП-23, Рп-24.

Время срабатывания <0,06 с.

Выпускаются на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110 ,220 В

Устройство реле РП-23. Имеется:

Электромагнит с обмоткой;

Якорь, который может менять свое положение;

Неподвижные и подвижные контакты;

Возвратная пружина;

Регулировочные пластины.

Имеется регулировочное устройство, которое регулирует расстояние зазора между якорем и эл.магнитом.

Реле постоянного тока типа РП-211, РП-215. Малогабаритные, быстродействующие. Отличаются типом, количеством контактов и обмоток. Время срабатывания 0,02 с. Мощность 5 Вт.

Аналогичные РП-23 промежуточные реле на переменном оперативном токе имеют магнитопровод из листов электротехнической стали. На полюс электромагнита намотан короткозамкнутый виток, для предотвращения вибрации подвижной системы. Типы реле переменного тока РП-25, РП-26.

Недостатки:

1. Возможность отказа при срабатывании из-за снижения напряжения в сети.

2. Значительная мощность, потребляемая при срабатывании.

Меньше недостатков имеют реле переменного тока типа РП-321 и РП-341. В их схеме используется промежуточное реле постоянного тока,подключенное к выпрямителю. Это снижает мощность при срабатывании. Реле имеет насыщающийся трансформатор. Он ограничивает ток и напряжение во вторичной цепи, облегчая работу контактов управляющих реле, и потребление мощности реле. Имеются малогабаритные реле типов РМУГ, РЭ, РЭС. Рассчитаны на низкие напряжения и токи.

Указательные реле.

Наиболее распространенное реле типа РУ-21.

Назначение – используется в схемах защиты для указания срабатывания РЗиА. Облегчают задачу анализа действия РЗиА и определения характера повреждения. Обмотки этих реле могут включаться как последовательно в цепь, так и параллельно. Наиболее распространены указательные реле с последовательным включением обмоток.

Устройство РУ-21.

1. Электромагнит, состоящий из сердечника.2. Якорь.3. Сигнальный флажок.

4. Контактная система. 5. Возвратная пружина. 6. Скоба.

При прохождении тока по обмотке якорь притягивается к сердечнику. При этом сигнальный флажок выходит из зацепления и под собственным весом поворачивается. В результате меняется цвет флажка и замыкается контактная система. После исчезновения КЗ ток по обмотке реле не проходит. Якорь возвращается в первоначальное положение, а флажок остается на месте.

Герконовые реле

Недостатки электромеханических реле:

1. Наличие открытых ненадежных контактов, которые подвергаются воздействию окружающей среды.

2. Большое время срабатывания из-за значительной массы подвижного якоря.

Поэтому изобрели герконовые реле. Это электромагнитные реле с герметизированными магнитоуправляемыми контактами.

1 – Стеклянна колба, заполненная инертными газами.

2 – Пружинящие пластины, впаянные в стеклянную колбу.

3- Обмотка.

В нормальном режиме пластины разомкнуты. Ток в обмотке вызывает магнитный поток Ф, проходящий по пластинам. Пластины являются одновременно магнитопроводом, подвижными частями реле и контактными пружинами. Он создает электромагнитную силу, стремящуюся притянуть пластины к друг другу. Пластины смыкаются и замыкают цепь.

Достоинство:

1. Малое время срабатывания (тысячные доли секунды).

2. Малые габариты.

3. Высокая надежность. Геркон имеет большое число срабатываний. Порядка 10 12 раз.

Программируемые (интеллектуальные, логические) реле предназначены для решения широкого круга задач, связанных с функционированием автоматизированных систем управления. Таймер, или промышленное реле времени (интеллектуальное реле или логическое реле) может применяться в любых автоматизированных системах управления.

Программируемые интеллектуальные реле времени являются одной из разновидностей ПЛК (программируемых логических контроллеров). Применение интеллектуальных реле позволяет упростить схемы управления электрооборудованием, повысить их надежность.

Задание программы для интеллектуальных реле производится при помощи кнопок на лицевой панели и небольшого, как правило, в одну-две строки LCD-индикатора. Хотя существуют и более сложные конструкции, и в этих случаях программы приходится писать на персональном компьютере с использованием специализированных языков программирования релейной логики LD, FBD и некоторых других. Некоторые модели программируемых интеллектуальных реле позволяют наращивать возможности коммуникации при помощи специальных модулей расширения.

Отличие интеллектуальных реле от полноценных ПЛК в том, что они обладают малым объемом оперативной и программной памяти, а это приводит к невозможности хоть сколько-нибудь сложных математических вычислений. Кроме того, количество каналов ввода-вывода как цифровых, так и аналоговых у интеллектуальных реле также невелико, поэтому область их применения достаточно ограничена. Прежде всего это автоматизация отдельных агрегатов, управление системами освещения, некоторыми устройствами в системе ЖКХ, локальные контуры различных систем автоматизации, бытовая техника.

Конструкция программируемых интеллектуальных реле чаще всего моноблочная - в одном небольшом корпусе содержатся все узлы. Это, как правило, блок питания небольшой мощности, микроконтроллер, каналы ввода и вывода информации, клеммы для подключения исполнительных устройств. Корпуса таких устройств невелики и позволяют установку в электрических шкафах на DIN-рейку, что соответствует современным стандартам. Впрочем, блок питания может быть и отдельным устройством.

На этой странице представлены реле Omron Zen, произведенные известной компанией Omron, которые вы можете купить в нашей компании. Основные особенности этого вида продукции:

Возможность выбирать из 4 типов ЦПУ, что расширяет спектр возможных решаемых задач;

Возможность расширить количество точек входа/выхода (до 44);

Возможность расширения с помощью дополнительных модулей;

Для реле Omron Zen характерно быстрое время срабатывания.

Реле времени многофукциональное программируемое: сфера применения и особенности эксплуатации

Сфера применения программируемых (интеллектуальных или логических) реле чрезвычайно широка. Они могут использоваться в промышленности, для управления системами кондиционирования, насосными станциями, системами сигнализации и т. д. Логические реле обеспечивают срабатывание оборудования в строго заданное время или через заданный временной промежуток. С их помощью можно включать и выключать станки, механизмы, системы кондиционирования, освещения и т. п. Стоит обратить внимание на то, что программируемое реле времени работает практически бесшумно.

Применение программируемых реле Omron типа Zen позволяет оптимизировать энергопотребление, включая и отключая оборудование по заранее продуманной схеме. С помощью программируемого реле времени можно задать интервалы работы оборудования исходя из необходимости, уменьшить и увеличить интенсивность его использования.

Для программируемых реле времени Omron модели Zen характерна приемлемая цена и гибкость, которая позволяет задавать сложные графики включения и отключения оборудования и механизмов. Это позволяет свести вмешательство оператора к минимуму.

Программирование и обслуживание реле чрезвычайно просто. Наличие разных типов реле позволяет потребителю создавать сложные разветвленные системы управления.

Для того чтобы увеличить эффективность системы управления и свести ее зависимость от человеческого фактора к минимуму, необходимы программируемые (интеллектуальные или логические) реле.

Для перехода к практической части нашей задачи нужно разобраться, на каком «железе» выгодней и удобней выполнять поставленное решение. Производители представляют достаточно широкую линейку программируемых реле для оптимального по затратам и функциональности решения определенных типов инженерных задач. Давайте попробуем разобраться в этом многообразии.
Программируемое реле представляет собой, обычно, моноблочную конструкцию, имеющую клеммы подключения питания, входов, выходов, жидкокристаллический экран и органы управления.

Вверху устройства расположены:

• клеммы для подключения питания;
• клеммы цифровых входов устройства;
• клеммы аналоговых входов (0..10 В).

Внизу устройства расположены:

• клеммы релейных (или транзисторных) выходов устройства.

На фронтальной панели расположены:

• жидкокристаллический экран - для отображения информационных сообщений, редактирования программы, изменения параметров;
• клавиатура - для навигации по меню устройства;
• разъем для подключения кабеля программирования.

Питание устройств

По напряжению и типу питания программируемые реле делятся на:

• устройства с питанием 12, 24 В (DC);
• устройства с питанием 24, 110-220 В (AC).

Цифровые входы

Питание и тип питающего напряжения программируемых реле определяют значение логической единицы на цифровых входах устройства. Т.е., для того, что бы подать логическую единицу на вход устройства, необходимо приложить напряжение, соответствующее по своему значению и типу напряжению питания устройства. Таким образом, по входному напряжению существуют:

• устройства с входами 12, 24 В (DC);
• устройства с входами 24, 110-220 В (AC).

В зависимости от типа программируемого реле Easy, один и более цифровых входов могут быть использованы как «быстрые счетчики» - для подсчета импульсов с частотой до 3 кГц.

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

Для коммутации выходных сигналов в программируемых реле Easy предусмотрены 4 и более выходов. Выходы устройств бывают двух типов:

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

Устройства с транзисторными выходами преимущественно используются там, где необходима коммутация малыми токами, или стоит задача передачи сигналов выходных функций реле в другие части системы автоматики.
К устройствам с релейными выходами возможно прямое подключение источников освещения, маломощных двигателей и других потребителей с активной нагрузкой не превышающей 8 А.

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.

К одному программируемому реле Easy может быть подключен только один модуль расширения.
Программируемые реле серии Easy800 имеют на борту интерфейс Easy-net, позволяющий объединить до 8-ми устройств в единую сеть, при этом к каждому из устройств может быть подключен модуль расширения. Таким образом возможна организация системы с количеством входов/выходов до 328.

Линейка программируемых реле Easy

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

Программируемые реле серии Easy500

Начальная серия программируемых реле, предназначенная для решения простых задач автоматизации, таких как: управление освещением небольшого помещения, систем обогрева, контроля присутствия, управления пуском двигателей, управления компрессором или насосом.

Основные характеристики программируемых реле серии Easy500

• 8 цифровых входов.
• 2 аналоговых входа: 0 - 10 V (0 – 1023 bit), в версиях с питанием 12 В, 24 В DC и 24 В AC.
• 4 релейных выхода: 8 A, или 4 транзисторных выхода: 24 В DC/0.5 A.
• Реле серии Easy500 не имеют возможности подключения модулей расширения.

Программируемые реле серии Easy700

Устройства, сочетающие в себе все преимущества устройств Easy500-й серии, с возможностью подключения дополнительных блоков расширения: аналоговых и цифровых входов/выходов, коммуникационных модулей и тп.
Данная серия программируемых реле Easy оптимальна для решения достаточно сложных задач автоматизации, с возможностью управления большим количеством сигналов (линий). Также, устройства идеальны для применения в проектах, предполагающих дальнейшее расширение возможностей системы управления с минимальными затратами.


Основные характеристики программируемых реле серии Easy700

• Напряжение питания и напряжение цифровых входов: 24 В и 100 – 240 В AC, 12 В и 24 В DC.
• 12 цифровых входов.
• 128 «строк программы» с 3-мя контактами и 1-й катушкой.

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.

Наряду со стандартными функциями, представленными в easy500/700, такими как многофункциональные реле, импульсные реле, счетчики, аналоговые компараторы, таймеры, часы реального времени и энергонезависимая память, easy800 дополнительно содержит ПИД-регуляторы, арифметические блоки, блоки масштабирования значений и многие другие функции. Также возможность объединения в сеть до 8 устройств, делает easy800 самым мощным программируемым реле на электротехническом рынке.
При решении комплексных задач, программируемые реле Easy800 могут быть объединены в одну общую сеть устройств EasyNet.


Основные характеристики программируемых реле серии Easy800:

• Напряжение питания и напряжение цифровых входов: 24 В и 100 – 240 В AC, 12 В и 24 В DC.
• 12 цифровых входов.
• 4 аналоговых входа: 0 - 10 V (0 – 1023 bit), в версиях с питанием 12 В, 24 В DC и 24 В AC.
• 6 релейных выхода: 8 A, или 8 транзисторных выходов: 24 В DC/0.5 A.
• 256 «строк программы» с 4-мя контактами и 1-й катушкой.
• Интегрированный интерфейс EasyNet для соединения устройств в сеть (до 8-ми устройств).
• Возможность подключения блоков расширения.

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.

Воспользовавшись каталогом программируемых реле, выбираем тип устройства, наиболее подходящий для наших целей: EASY719-AC-RC10 .
Выбранное реле имеет на борту:

• 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

Для разработки систем автоматизации на основе программируемых реле Easy производитель устройств предлагает достаточно удобную и практичную в использовании среду разработки Easy-Soft .
Программное обеспечение позволяет легко «нарисовать» вашу релейно-контакторную схему используя удобную графическую среду разработки.
При необходимости, возможно выбрать один из нескольких типов отображения релейно-контакторных схем:

• 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.

Easy-Soft имеет в эмулятор, позволяющий произвести отладку программы без подключения физического устройства.
Документация к программному обеспечению доступна на нескольких языках, включая русский.
Скачать демонстрационную версию Easy-Soft вы можете по ссылке .

Программирование

Процесс написания программы для программируемого реле Easy сводится к «отрисовке» релейно-контакторной схемы соединения в соответствии с полученными логическими функциями и определения необходимых параметров, таких как, постоянные времени, значения таймеров и т.п.
Запустим Easy-Soft и создадим новый проект.
Выберем необходимый тип устройства из списка слева и перетащим его в окно проекта. При этом появится меню выбора версии устройства. Из выпадающего списка следует выбрать версию 10-хххххххх – это соответствует устройствам с поддержкой кириллицы.

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.

Перейдем от синтезированных нами логических функций системы управления освещением в разделе «теория» к релейно-контакторной схеме. Для этого достаточно представить все входные и промежуточные переменные в виде контактов реле, а выходные функции – в виде катушек реле.
Так как одна строка программы может содержать только 3 контакта и одну катушку, при необходимости, следует вводить промежуточные переменные для разбивки длинных логических функций. Промежуточные переменные называются маркерами в идеологии релейно-контакторных схем.

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.

Для «отрисовки» релейно-контакторной схемы просто перетащите необходимые элементы из меню слева на рабочую область проекта. Соединение элементов выполняется с помощью инструмента карандаш.
После добавления элементов на схему требуется определить их доступные параметры. Давайте посмотрим, как это сделать на примере недельного таймера.

Недельный таймер предназначен для инициации каких-либо действий на протяжении недели, в зависимости от установленных временных границ. Таймер имеет 4 независимых канала A, B, C, D. Каждый из каналов может быть сконфигурирован на определенные временные промежутки. Например, в нашем случае, конфигурация недельного таймера обеспечивает его срабатывание с понедельника по воскресенье, с 18-45 до 8-45.

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).

Основным требованием при подключении нагрузки (ламп накаливания, двигателей и т.п.) - не превышать допустимых токов на группе контактов выхода устройства:

• 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.

С помощью логических элементов довольно легко реализуются функции алгебры логики, которая является костяком устройств автоматики и вычислительных машин. Логические элементы могут реализовываться огромным количеством способов в зависимости от надобности и состоять из полупроводниковых, релейных, интегральных, пневматических и других элементов и схем.

Между величинами, входящими и выходящими из логического элемента, существует определенная зависимость, которая называется функциональной и обозначается как y = f(x) для устройств с одной переменной и как y = f(x 1 , x 2) для устройств с двумя переменными величинами. В этой записи Х называют независимую переменную или аргумент, а Y – зависимая переменная, так как ее значение напрямую зависит от значения аргумента Х.

Ниже показана таблица логических элементов и эквивалентных им положений контактов реле:

Функция повторения

Реализуется логическим элементом повторителем (пункт 1 в таблице). Повторитель можно сравнить с нормально открытым контактом реле. При открытом контакте Х=0 и, соответственно Y=0, то есть цепь находится в непроводящем состоянии, а при закрытом наоборот Х=1 и Y=1, то есть цепь находится в проводящем состоянии.

Функция отрицания

Реализует данную функцию логический элемент НЕ или как его часто называют – инвертор (пункт 2 в таблице). Его сравнивают с нормально закрытым контактом реле, когда при отсутствии напряжения на катушке управления (Х=0) его контакт находится в проводящем состоянии (Y=1). При подаче напряжения на катушку (Х=1) контакт размыкается и разрывает цепь (Y=0).

Функция логического сложения

В схемотехнике носит название дизъюнкция или функция ИЛИ (пункт 3 в таблице). Реализуема эта функция логическим элементом дизъюнктором. Суть данной операции заключается в логическом суммировании входных сигналов X для получения результирующего сигнала на выходе Y. Описывается данная зависимость простой формулой X 1 + X 2 = Y. Вот примеры – 0+0=1, 1+0=1,0+1=1,1+1=1. На примере обычного реле – это два параллельно подключенных нормально разомкнутых контакта. Если один контакт разомкнут, то проводимость цепи обеспечит второй, замкнутый контакт. Для того что бы цепь оказалась разорванной, необходимо разомкнуть оба контакта.

Функция логического умножения

В схемотехнике носит название конъюнкция или функция И (пункт 4 в таблице). Реализует ее специальный логический элемент – конъюктор. Данная функция – логическое перемножение сигналов:

Если сравнить с реле – то это два последовательно включенные нормально открытые контакты. А при таком подключении контактов реле проводимость можно получить только в случае, когда оба контакта замкнуты.

Функция равнозначности

Имеет следующий вид — X 1 ≡X 2 = Y или в виде логических символов: 0≡0 =1; 1≡0 = 0; 0≡1 = 0; 1≡1 = 1.

Значения 1 будет только при условии, что X 1 = X 2 . Эквивалентом в релейной схеме будет два последовательно включенных переключающихся контакта (пункт 5 в таблице).

Противоположная функции равнозначности (пункт 6 в таблице) и часто носит название функции сложности по модулю m2.