Реле. Бесконтактные элементы и устройства автоматики

В устройствах автоматики широко используются элементы релейного типа, характеризующиеся тем, что при достижении в процессе изменения входной величиной определенного зна­чения выходная величина скачкообразно изменяется и прини­мает новое установившееся значение.

Релейные элементы бы­вают самых разнообразных типов: в электрических системах это главным образом контактные электромагнитные реле и бесконтактные релейные элементы на транзисторах.

Электромагнитное реле имеет в своей ос­нове электромагнит, который срабатывает при пропускании через него управляющего тока и притягивает якорь, замыкаю­щий или размыкающий при этом контакты управляемой элек­трической цепи. При прекращении действия управляющего тока электромагнит перестает притягивать якорь и он возвращается в исходное положение под действием пружины.

Конфигурация всех частей электромагнитного реле раз­лична, но принцип действия единый.

Для управления электромагнитными реле может быть ис­пользован постоянный и переменный ток, однако в настоящее время большее распространение получают реле постоянного тока как значительно более надежные.

 

 

В автоматике находят применение также следующие эле­менты релейного типа:

биметаллические тепловые реле — для размыкания электри­ческих цепей при возрастании электрического тока выше до­пустимого значения. Их действие основано на разности линей­ного расширения металлических пластинок из разного металла при нагревании;

реле времени — для замыкания или размыкания электриче­ских цепей через заданные промежутки времени после вклю­чения реле. Обычно это электромагнитное реле со специаль­ными устройствами для увеличения времени срабатывания или отпускания;

фотореле — для коммутации электрических цепей при изме­нении величины светового потока относительно заданного значе­ния. Их действие основано на использовании фоторезисторов — эмических сопротивлений из полупроводниковых материалов, юпротивление которых значительно меняется при изменении освещенности. На основе фотореле собирают электрические:хемы непосредственного включения электромагнитных реле три падении на них светового потока.

БЕСКОНТАКТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ

В современных системах автоматизации все большее приме­нение находят бесконтактные элементы и устройства, обла­дающие значительно более высокой надежностью, взрывобез- опасностью, независимостью срабатывания и отпускания от ударов и вибраций, более высокой чувствительностью и быстро­действием. Бесконтактные реле позволяют обеспечить сотни и даже тысячи включений в секунду.

Бесконтактные элементы — статические устройства без подвижных частей, в которых не происходит включения и выключения контактов, как в релейных элементах, но по ана­логии с которыми могут находиться в двух состояниях: проте­кания тока, что соответствует включенному состоянию релей­ного элемента, и отсутствия тока (элемент заперт), что соот­ветствует выключенному состоянию релейного элемента.

К простейшим бесконтактным элементам относятся кристал­лические диоды, тиристоры и транзисторы, ферромагнитные эле­менты с нелинейной характеристикой намагничивания и маг­нитные элементы с прямоугольной петлей гистерезиса. Обычно в системах автоматики в качестве бесконтактных звеньев ис­пользуют приборы на основе этих элементов.

Для составления систем автоматики, особенно систем авто­матической блокировки сложных технологических цепей, например поточно-транспортных линий обогатительной фабрики в увязке с технологическими аппаратами, удобно пользоваться бесконтактными логическими и функциональными элементами.

Бесконтактные логические элементы имеют один или не­сколько входов, один выход или один инверсный (противопо­ложный входным) выход. Входные и выходные сигналы логи­ческих звеньев дискретны. Обычно это два уровня сигналов, которые условно принимают за 0 и 1.

Условные обозначения наиболее употребляемых бескон­тактных логических элементов и их контактные аналоги при­ведены в табл. 1.

Бесконтактный логический элемент И реализует зависи­мость, при которой сигнал на выходе будет только тогда, когда поступят все предусмотренные входные сигналы. Например, сигнал на автоматический запуск технологической цепи может поступить только при наличии сигналов со всех постов о готов­ности оборудования.

Бесконтактный логический элемент ИЛИ обеспечивает вы­дачу сигнала на выходе, когда имеется хотя бы один из вход­ных сигналов. Например, конвейер для подачи угля или про­дуктов обогащения в бункеры будет включаться в том случае, если свободен хотя бы один бункер из предназначенных для этого материала.

Бесконтактный логический элемент НЕ (логическое отрица­ние, инверсия) обеспечивает выдачу на выходе сигнала, про­тивоположного входному. Если на входе 0, то на выходе 1, и наоборот. Например, через инверсионное звено должны быть связаны между собой шиберы борова и растопочной трубы топки сушильной установки. Когда боров закрывается, должна открываться растопочная труба, и наоборот,

Бесконтактный логический элемент НЕТ (запрет) обеспечи­вает выдачу сигнала на выходе при наличии основного сигнала и отсутствии запрещающего сигнала на входе. Например, тя­желый конвейер может автоматически запускаться, если по­ступил сигнал на запуск и не поступил сигнал о нарушении системы смазки,

Бесконтактный логический элемент И—НЕ обеспечивает выдачу на выходе сигнала, противоположного входным, но только в том случае, когда поступят все входные сигналы.

Бесконтактный логический элемент ИЛИ—НЕ обеспечивает выдачу на выходе сигнала, противоположного входным, при по­ступлении хотя бы одного сигнала.