Программируемые реле. Виды и работа. Применение

Согласно существующей классификации электронных приборов программируемые реле – это одна из разновидностей логических контроллеров с изменяемым алгоритмом работы (ПЛК). Благодаря применению этих устройств удается упростить управление современным электрооборудованием и одновременно повысить надежность систем энергоснабжения.

Как работают программируемые реле (ПР)

Для задания алгоритма работы интеллектуального устройства (программы действия) на его лицевую панель выведено несколько управляющих кнопок. С целью контроля набираемой информации там же размещается небольшой по размерам жидкокристаллический дисплей.

Существуют отдельные разновидности устройств, для «запуска» которых рабочая программа вводится с персонального компьютера. Для загрузки готового программного обеспечения в память микроконтроллера (для его «прошивки») используются такие распространенные интерфейсы, как RS-232, RS-485 или «Industrial Ethernet». С их помощью удается организовать работу приборов с АСУ более высокого уровня. Кроме того, встречаются модели ПР с расширенными коммутационными возможностями, достигаемые за счет добавления специальных модулей.

Функциональные и конструктивные особенности интеллектуальных приборов

Отличие программируемых реле от контроллеров ПЛК состоит в объемах запоминаемой ими информации, а также в скорости выполнения логических операций (другими словами – в быстродействии). Такое отличие объясняется сравнительно малыми объемами программной/оперативной памяти и небольшим количеством портов ввода-вывода.

Перечисленные ограничения не позволяют расширить область применения этих устройств до уровня более универсальных систем. Именно поэтому программируемые реле в основном применяются в следующих простейших ситуациях:

Programmiruemye rele 2

При необходимости автоматизации работы отдельных агрегатов.
Для управления бытовыми и промышленными системами освещения.
С целью коммутации режимов работы бытовой техники и т.п.

К функциональным особенностям таких устройств также относят то, что программы для них пишутся на нестандартных языках блоковых диаграмм («FBD») или релейной логики («LD»).

Программное обеспечение этих приборов отличается удобным и интуитивно понятным представлением, что позволяет реализовать следующие эксплуатационные возможности:

Существенно сократить сроки подготовки рабочих программ.
Легко редактировать их.
Производить отладку в режиме реального времени. Позволяет получить четкое представление обо всех нюансах работы контроллеров в реальных ситуациях.

Конструкция программируемых устройств чаще всего представляет собой моноблок, в одном корпусе которого размещены все необходимые функциональные узлы. Как правило, в его состав входят следующие компоненты:

Блок питания сравнительно небольшой мощности и ограниченных размеров.
Микроконтроллер (МК).
Вводные и выводные разъемы стандартных интерфейсов.
Контактные клеммы для подключения внешних исполнительных агрегатов и приборов.

Программируемые реле имеют относительно небольшие габариты, что позволяет монтировать их непосредственно в шкафах на DIN-рейку (в полном соответствии с требованиями стандартов). В ряде случаев блок питания этих устройств выполняется в виде отдельного модуля.

Технические характеристики ПР

Программируемые реле как разновидность ПЛК характеризуются целым рядом рабочих показателей, выделяющих их среди других коммутирующих приборов. В первую очередь внимание обращается на следующие технические параметры:

Напряжение питания устройства (оно может быть переменным или постоянным – от выносного блока).
Диапазон рабочих температур (от -40 до +55°С).
Тип интерфейсов (RS-232, RS-485 или «Ethernet») с возможностью загрузки программного обеспечения.
Наличие аналоговых и дискретных (цифровых) входов/выходов.
Возможность расширения количества каналов коммутации.

У разных моделей программируемых изделий постоянное напряжение БП варьируется от 12 до 32 В. Приборы, имеющие встроенный БП, подключаются к сети 220 В 50 Герц.

Области применения

Универсальность характеристик программируемых реле, предлагаемых зарубежными и отечественными производителями, позволяет использовать их в самых различных сферах деятельности человека. Эти изделия получили широкое распространение в следующих отраслях:

Промышленное производство.
Сельское хозяйство и фермерский сектор.
Транспортная инфраструктура.
Службы ЖКХ и т.п.

Программируемые реле в основном применяются как коммутирующие элементы, управляющие работой различного электрооборудования. В качестве нагрузок ПР чаще всего используются электродвигатели, осветительные сети и другие объекты, нуждающиеся в дистанционном автоматическом управлении.

Зарубежные программируемые устройства (краткий обзор)

Такие изделия выпускаются многими производителями как у нас в стране, так и за рубежом. Заграничные изделия представлены большим ассортиментом продукции с расширенными функциональными возможностями.

Программируемые реле зарубежного производства, например, из серии «SR2B201FU», характеризуются следующими эксплуатационными показателями:

Programmiruemye rele 3

Возможность управления контролируемыми объектами по 10-40 каналам.
Универсальное электропитание (12 и 24 В постоянного и 100-240 В переменного тока).
Возможность программирования на 2-х языках (например, «FBD» или «LADDER»).

Также зарубежными фирмами производятся интеллектуальные устройства второго поколения, относящиеся к серии «FAB». Их отличительная особенность – простота эксплуатации и программирования, позволяющие использовать их не только на производстве, но и в быту. Для программирования этих изделий применяется язык «FDB», также подходящий для инженеров-разработчиков систем автоматизации (САУ).

Краткие технические характеристики и области применения изделий «FAB»

Программируемые реле из этой серии характеризуются следующими техническими и эксплуатационными показателями:

Наличие современного LCD дисплея с 4 строками, в каждой из которых предусмотрено по 10 символов.
Возможность использования встроенных часов реального времени с календарем.
Допустимость управления по телефонным линиям, включая передачу голосовых сообщений.
Наличие в комплекте поставки бесплатной программы «SCADA», позволяющей подключаться к ПК, находящимся на значительном удалении от исполнительных устройств.
Возможность дистанционной настройки реле и мониторинга его состояния.

При использовании стандартных интерфейсов типа «RS-485» к одному персональному компьютеру можно подключать до 255 штук реле «FAB». За счет этого удается создавать многофункциональные системы, значительно превосходящие по своей эффективности одиночные каналы управления исполнительными элементами.

Токовая нагрузочная способность устройств с расширенным функционалом увеличивается до 10 А по релейным выходам и до 2-х А – по транзисторным каналам.

Несмотря на то, что память таких приборов сравнительно невелика – они могут выполнять множество самых различных операций, включая коммутацию по 127 каналам с индикацией состояния. Ограничить доступ к использованию устройств посторонними лицами позволяет защита программных данных посредством пароля.

Программируемые изделия типа «FAB» широко применяются в следующих случаях:

При обустройстве систем типа «умный дом».
Для автоматического управления открыванием-закрыванием шлагбаумов, дверей и ворот.
При необходимости включения/выключения освещения без участия человека.
Для управления вентиляционными системами и автоматического поддержания нужной температуры на предприятиях, в оранжереях и теплицах.

Кроме того, они могут устанавливаться в системах контроля водоснабжения и использоваться для управления производственными линиями. Добавим к этому возможность их применения в системах охранной сигнализации, для оповещения об аварийных ситуациях и т. п.

Отечественные программируемые реле и примеры их применения

В России такие изделия производятся на фирме «Овен» (г. Воронеж) и в производственном объединении «КонтрАвт» из Нижнего Новгорода. Воронежские производители выпускают свою продукцию под фирменным наименованием «Овен ПЛК». Часть отечественных компаний, таких как «Интехникс», например, занимается перепродажей импортных брендов, адаптированных к российским условиям эксплуатации.

В качестве примеров применения программируемых реле отечественных производителей может рассматриваться их управление работой эскалатором, включающимся только при приближении человека. Помимо этого с помощью этих устройств удается управлять графиком непрерывной работы «бегущей лестницы».

Еще один пример применения программируемых реле – управление работой вентиляционных систем, например, включающихся с перерывами через каждые 30 минут. Помимо этого прибор может быть запрограммирован на более короткие интервалы, что обычно делается при превышении в помещении заданного уровня углекислого газа.