Jak działa osprzęt sterujący i zabezpieczający?

Jak działa osprzęt sterujący i zabezpieczający?

Automatyka przemysłowa jest to dziedzina odpowiedzialna za sterowanie procesami z jednoczesnym zachowaniem wymogów bezpieczeństwa pracy maszyn. Trudno jednak wyobrazić sobie spełnianie tych funkcji bez użycia podzespołów, które składają się na osprzęt sterujący i zabezpieczający. Poniższy artykuł blogowy jest poświęcony zasadom jego działania.

Elementy osprzętu sterującego i zabezpieczającego:

  • Wyłączniki,

  • bezpieczniki,

  • przekaźniki,

  • styczniki,

  • wyłączniki krańcowe.

Wyłączniki

Wyłącznik różnicowoprądowy – czym jest i jak działa?

Różnicówka lub RCD (skrót z języka angielskiego), jak niektórzy nazywają wyłącznik różnicowoprądowy, jest urządzeniem elektrycznym, które chroni ludzi przed porażeniem prądem podczas dotyku. Minimalizuje także skutki uszkodzenia podłączonych do danej instalacji urządzeń oraz ogranicza możliwość wybuchu pożaru. Działa tak, że rozłącza zabezpieczony obwód elektryczny tuż po rozpoznaniu faktu, że suma geometryczna prądów wpływających i wypływających z niego nie jest równa zero. Powstaje wówczas prąd różnicowy.

Budowa wyłącznika różnicowoprądowego

Wyłącznik skonstruowany jest z następujących elementów:

  • Przekładnik Ferrantiego, przez który przebiegają przewody;
  • Obwód testowania – umożliwia sprawdzenie wyłącznika;
  • Zestyki torów prądowych z dźwignią załączającą;
  • Wyzwalacz – najczęściej to przekaźnik spolaryzowany.

Bezpieczniki

Bezpieczniki - co to za urządzenia i jak działają?

Bezpieczniki chronią przed efektami występowania zwarć i przeciążeń zapobiegając przyspieszonemu starzeniu izolacji, będącemu powodem wielu awarii instalacji i urządzeń, a nawet pożaru. Powszechną przyczyną starzenia instalacji jest przepływ prądów o wartościach wykraczających poza obciążalność prądową przewodów i prąd znamionowy. Temperatura żył przewodów i uzwojeń w urządzeniach elektrycznych także może doprowadzić do awarii i przerw w pracy urządzeń chłodzących. Do najbardziej popularnych rodzajów bezpieczników należą bezpieczniki topikowe oraz bezpieczniki gazowo-wydmuchowe.

Bezpieczniki topikowe

Bezpieczniki te często są jednorazowe. Znajduje się w nich cienki drucik, który po prostu przepala się pod wpływem przekroczenia określonej wartości natężenia prądu, przerywając jego dopływ. To nieskomplikowane i skuteczne zastosowanie posiada jednak również wady. Jedną z nich jest określony powyżej jednorazowy charakter – po naprawie urządzenia, bezpiecznik należy wymienić na nowy, co może sprawiać trudność, jeżeli jest umiejscowiony w miejscu z ograniczonym dostępem.

Bezpieczniki gazowo-wydmuchowe

Znajdują one zastosowanie w sieciach średnich i wysokich napięć. Są skonstruowane tak, że topik jest w rurce z materiału gazującego. W momencie zapalenia łuku rozpoczyna się silne gazowanie materiału ścianek i łuk jest wydmuchiwany. Za napięcie topika odpowiadzialna jest sprężyna. Gdy dochodzi do jej przepalenia, topik jest wyciągany z rurki gazującej. Bezpieczniki tego typu mogą skutecznie przerwać obwód przy wysokim napięciu. Do ich niedoskonałości należy fakt, że skuteczność ich wyłączania zależy od wartości prądu.

Przekaźniki

Budowa przekaźnika

Przekaźnik elektromagnetyczny zbudowany jest z cewki,sprężyny i styków.

Jak działa przekaźnik elektromagnetyzny?

Prąd płynący przez obwód cewki przekaźnika powoduje powstanie pola elektromagnetycznego.Pole elektromagnetyczne przyciąga stalową zworę ,napina sprężynę podowując tym samym zwarcie lub rozwarcie styków . Wyróżniamy styki NC(z ang. normal contact) oraz NO (z ang. normal open). Zanik napięcia zasilającego cewki oraz napięta sprężyna powoduje przemieszcznie stalowej zwory do stanu poprzedniego( beznapięciowego).

Budowa przekaźnika bezpieczeństwa

Przekaźnik bezpieczeństwa zwyczajowo składa się z 3 styczników. Taka konstrukcja układu zapewnia mu funkcjonalność i niezawodność. Dwa przekaźniki ze stykami sterowanymi potencjałem dodatnim gwarantują bezpieczne przełączanie. Każdy z nich jest wzbudzany za pomocą jednego z dwóch obwodów wejściowych. Za działanie obwodów odpowiada sygnał podany na ich zaciski, a także tzw. sygnał Start. Między jego zaciskami umiejscowiony jest obwód mający za zadanie monitorowanie położenia aktuatorów oraz włączanie i wyłączanie ich stykami bezpieczeństwa.

Przekaźnik bezpieczeństwa – jak działa?       

Po włączeniu zasilania urządzenie przeprowadza autotesty. Początkowo sprawdza urządzenia wejściowe. Jeżeli ich obwody są zamknięte – osiągnięto stan bezpieczny. Później sprawdza urządzenia wyjściowe. Jeśli ich stan także zostanie pozytywnie zweryfikowany, przekaźnik  oczekuje na sygnał startu aktywujący urządzenia wyjściowe. Aktywuje to także funkcje ochronne urządzenia, co pozwala mu na przystąpienie do realizacji danej funkcji bezpieczeństwa.

Przekaźniki bezpieczeństwa najczęściej są trzonem systemów bezpieczeństwa, w szczególności odpowiadając za analizę i działanie logiczne. Są  powszechnie stosowane w maszynach, z uwagi na swoją niezawodność i kompaktowy charakter. Możemy wśród nich wyróżnić urządzenia jedno oraz wielofunkcyjne. Te drugie najczęściej umożliwiają monitorowanie do trzech różnych funkcji bezpieczeństwa. Poza klasycznymi funkcjami tj. zatrzymanie awaryjne czy blokada zamków ryglowanych mają one też opcje monitorowania kurtyny świetlnej, wyłącznika magnetycznego czy mat bezpieczeństwa.

Styczniki

Czym jest stycznik?

Stycznik jest łącznikiem elektromagnetycznym o wyglądzie zbliżonym do przekaźnika elektromagnetycznego. Zasada działania obu tych urządzeń również jest podobna. Niewielka różnica dotyczy typu łączonych za ich pomocą obwodów. Wpływa to także na ich odmienne zastosowanie. Styczniki przeznaczone są do łączenia obwodów głównych, przekaźniki zaś do pomocniczych.

Jak działa stycznik?

Stycznik elektromagnetyczny to element obwodu, przekazujący sygnał prądowy lub napięciowy. Nowoczesne styczniki są odporne na uszkodzenia mechaniczne, pozwalają też na dużą częstość łączeń przy stosunkowo niskiej masie. To sprawia, że mogą być zamontowane w różnorodnych układach (zasilania maszyn i urządzeń). Posiadają jedno położenie spoczynkowe styków ruchomych. Po osiągnięciu znamionowego napięcia cewki, styki się zamykają. Podczas zaniku napięcia cewki ,styki się otwierają. Styczniki  funkcjonują nie tylko w normalnych warunkach pracy obwodu, lecz także przy przeciążeniach.

Wyróżniamy dwa rodzaje styczników w zależności od ich roli w obwodzie:

  • Robocze – uruchamiają odbiorniki silnoprądowe (wentylatory, grzałki itd.);
  • pomocnicze – ich funkcją jest przekazywanie informacji (np. o konieczności blokady załączenia stycznika lub o pracy odbiornika) do innego urządzenia. Przekaźniki są róznież elementem separującym obwód sterowania od obwodów mocy.

Styczniki – rodzaje, zastosowanie

Stycznik jest urządzeniem załączającym układy silnoprądowe. Umożliwia on mechanizację procesów załączania i wyłączania wybranych urządzeń, wydłużając ich żywotność i minimalizując ryzyko awarii.

Wyróżniamy następujące styczniki:

  • Styczniki mocy AC (prądu zmiennego) – najczęściej stosowane w domach mieszkalnych, w zakładach pracy czy budynkach użyteczności publicznej;

  • styczniki mocy DC (prądu stałego) – głównie mają zastosowanie w automatyce przemysłowej np. dźwigi, trakcje itp.;

  • styczniki modułowe – z ich zastosowania słynie np. przemysł budowlany, gdzie liczy się wysoka wytrzymałość mechaniczna stycznika;

  • styczniki pomocnicze – stosowane najczęściej w układach przeznaczonych do regulacji i sterowania np. zawory, grzejniki czy silniki.

Styczniki są stosowane również do załączania i wyłączania np. pomp, grzałek, lamp, wentylatorów, syren a także w trakcjach tramwajowych i kolejowych.

Jak wybrać i podłączyć stycznik?

Wybór stycznika zależy od pożądanych funkcji oraz zakresu parametrów układu – to znaczy typu prądu oraz napięcia. Wybierając odpowiedni stycznik do silnika, należy wziąć pod uwagę wartość pobieranego przez urządzenie prądu znamionowego oraz prąd rozruchowy (mierzony w amperach) i dobrać stycznik o większej lub równej wartości prądu znamionowego. Do intensywnej pracy w przemyśle dobrym rozwiązaniem jest przewymiarowanie – zastosowanie stycznika większego o 1 - 2 rozmiary. Dzięki temu styczniki osiągają zwiększoną żywotność.

Montaż styczników realizowany jest najczęściej na szynie DIN . Zapewnia to szybkość w przypadku wymiany, wygodę i precyzję  montażu tej części układu w urządzeniach silnoprądowych.

Wyłączniki krańcowe

Wyłącznik krańcowy – co to jest?

Wyłącznik krańcowy z uwagi na swoje różnorodne zastosowanie posiada specyfikacje o wielu zmiennych parametrach. To urządzenie czujnikowe zapewnia możliwość wykonywania przełączeń w obwodach elektrycznych pod wpływem modyfikacji dotyczących położenia obiektu. Sprawia to, że może być ono sukcesywnie zastosowane w elektromechanice, a także w robotyce. W wielu zakładach przemysłowych można zaobserwować liczne urządzenia, korzystające z mechanizmu działania wyłącznika krańcowego. Po prostu ich głównym zadaniem i przeznaczeniem jest praca w przemyśle oraz w sektorze nowoczesnych technologii. Dobranie wyłącznika nie jest czymś oczywistym i wiąże się z wieloma czynnikami, a szczególnie z posiadaniem wiedzy uwzględniającej cechy środowiska, w jakich funkcjonuje obwód.

Jak działa taki wyłącznik?

Wyłącznik krańcowy działa w oparciu o elektromechaniczne przełączanie położenia styku ruchomego, co następuje na skutek kontaktu obiektu zewnętrznego z elementem wykonawczym, wywierającym nacisk na dźwignię styku krańcowego wyłącznika. Warto dodać, że próg przełączenia jest nastawialny lub stały. W momencie, w którym element wykonawczy połączony z czujnikiem krańcowym obraca się lub przemieszcza, zmienia się położenie styków elektrycznych. Ponieważ wyłączniki krańcowe wyróżniają się jedną pozycją stabilną (zależnie od konstrukcji wyłącznika jego styki w stanie stabilnym mogą być zwarte bądź rozwarte), istotnymi zaletami wyłączników krańcowych jest ich wyjątkowo długa żywotność. Urządzenie wysoko ceni się za powtarzalnie wysoki poziom precyzji przełączania – nawet w niekorzystnych warunkach. Nieocenioną zaletą jest też opcja przełączania obciążeń elektrycznych o dużej mocy.

Osprzęt sterujący i zabezpieczający – co warto wiedzieć?

Interesuje Cię osprzęt sterujący i zabezpieczający? Chcesz zapewnić sobie większą kontrolę nad zakładem pracy, swoim pracownikom bezpieczne stanowiska, a maszynom bezawaryjność i skuteczność? Warto tu zaufać profesjonalistom w dziedzinie automatyki przemysłowej i dostarczania dedykowanych jej rozwiązań. Należy bowiem korzystać z wiedzy i doświadczenia wyłącznie zweryfikowanych producentów, dostawców i sprzedawców.  W ten sposób ominie Cię rozczarowanie wynikające z nieodpowiedniego dobrania komponentów lub wręcz zakupu nietrafionych rozwiązań.

Osprzęt sterujący i zabezpieczający – gdzie go kupić?

Zapoznaj się z ofertą sklepu internetowego Optiba.com. Jeśli ponadto zależy Ci na niezawodności i inteligentnym funkcjom osprzętu, trafiłeś pod dobry adres. W naszej szerokiej ofercie znajdziesz liczne akcesoria i osprzęt, który spełnia wszelkie kryteria i posiada wymagane atesty. Dobierz taki, jakiego obecnie potrzebujesz i ciesz się wysoką jakością i niezawodnością. Z pewnością znacznie pomoże Ci to w realizacji planów i osiągnięciu celów biznesowych, co pozwoli Twojej firmie wzrastać.

Obsługa wyszukiwania obsłużona przez ElasticSuite