Relés inteligentes programáveis

Os relés inteligentes programáveis ​​são um tipo de CLP (controladores lógicos programáveis). O uso de relés inteligentes permite simplificar significativamente os esquemas de controle de equipamentos elétricos e aumentar sua confiabilidade.

A programação dos módulos lógicos é feita usando os botões do painel frontal e um pequeno indicador LCD, geralmente de uma ou duas linhas. Embora existam construções mais complexas e nestes casos os programas devem ser escritos em um computador pessoal utilizando linguagens de programação especializadas para lógica ladder LD, FBD e algumas outras.

Interfaces como RS-232, RS-485 ou Ethernet industrial são usadas para carregar (flash) programas prontos na memória do microcontrolador, que também permitem a comunicação com ACS de nível superior. Alguns modelos de módulos lógicos programáveis ​​permitem construir capacidades de comunicação usando módulos de expansão especiais.

Princípio de funcionamento do PLC

A diferença entre relés inteligentes e PLCs completos é que eles têm uma pequena quantidade de RAM e memória de programa, o que leva à impossibilidade de pelo menos alguns cálculos matemáticos complexos. Além disso, o número de canais de entrada-saída, tanto digitais quanto analógicos, nos relés lógicos também é pequeno, portanto, o escopo de sua aplicação é bastante limitado. Em primeiro lugar, trata-se de automação de unidades individuais, controle de sistemas de iluminação, alguns dispositivos do sistema para habitação e serviços comunitários, loops locais de vários sistemas de automação, eletrodomésticos.

Uma característica de tais dispositivos é seu uso local para pequenos sistemas, e o programa para eles é criado principalmente na linguagem dos diagramas de blocos funcionais (FBD) ou na linguagem da lógica do relé (LD). Esses idiomas estão em conformidade com o padrão internacional IEC 61131-3. O software desses relés possui uma interface conveniente e amigável e permite desenvolver programas em pouco tempo, verificar a sintaxe e a exatidão do programa criado, além de poder depurar o programa em tempo real, o que dá uma ideia clara de como o controlador se comportará nesta ou em outra situação.

Projeto de relés inteligentes programáveis ​​na maioria das vezes monobloco, — uma pequena caixa contém todos os nós. Via de regra, trata-se de uma fonte de alimentação de baixa potência, um microcontrolador, canais de informação de entrada e saída, terminais para conectar dispositivos executivos. Os invólucros desses dispositivos são pequenos e permitem a instalação em gabinetes elétricos em um barramento DIN que atende aos padrões modernos. No entanto, a fonte de alimentação também pode ser um dispositivo separado.

Relés inteligentes programáveis ​​no exterior

Os relés programáveis ​​agora são produzidos por muitas empresas, principalmente estrangeiras. Como exemplo, podemos lembrar a empresa Schneider Electric, fundada em 1936 na França. Sua sede está localizada em Rueil-Malmaison Cedex. A empresa fabrica seus produtos sob as marcas Telemecanique, Merlin Gerin, Modicon.

Os produtos da Schneider Electric são muito diversos: desde produtos convencionais disjuntoresa dispositivos complexos, como conversores de frequência, dispositivos de sinalização e controle, soft starters, relés de controle, sensores e relés e controladores programáveis. Como exemplo de relé inteligente, considere os relés programáveis ​​Zelio Logic.

Os relés programáveis ​​Schneider Electric Zelio Logic permitem a implementação de pequenos sistemas de controle, o número de entradas / saídas está dentro de 10 ... 40 canais. No caso das dimensões 124,6 * 90 * 59 mm, é possível colocar até 26 canais de entrada/saída. Ao mesmo tempo, a tensão de alimentação do dispositivo está em uma faixa muito ampla: 24VAC, 100 … 240VAC, 12VDC, 24VDC, o que facilita a integração do relé em qualquer construção.

Por exemplo, o relé da série SR2B201FU possui 12 entradas discretas e 8 saídas de relé, é projetado para tensão CA 100-240V e inclui um relógio, display e um conjunto de botões. A visão externa do relé inteligente em um design monobloco é mostrada na figura.

Duas linguagens especializadas FBD ou LADDER podem ser usadas para programar o relé Zelio Logic. O dispositivo está disponível em design monobloco e modular. A última opção permite combinar módulos para expandir o sistema como um todo.

O escopo do relé Zelio Logic é bastante amplo e permite o controle de compressores ou bombas, contagem de produtos acabados ou componentes de linhas automáticas, controle de escadas rolantes, iluminação e displays eletrônicos. Pode ser usado em sistemas de segurança como dispositivos de controle de acesso.

Além da já mencionada Schneider Electric, várias empresas estrangeiras estão envolvidas na produção de relés programáveis: OMRON, Control Techniques, SIEMENS, Mitsubishi Electric, Danfoss, ABB, Moeller, Braun, Allen Bradley, Autonics, Array Electronic, Eaton.

Os relés inteligentes programáveis ​​mais populares: Siemens LOGO!, Omron ZEN, Schneider Electric Zelo Logic, Easy Moeller, Mitsubishi Alpha XL, Delta Electronics DVP-PM, Eton dasy500, dungeon800, xLogic ELC, Owen Logo, Oni Logo, PRO-relay , ÁRIES PR110, ÁRIES PR200.

Controladores lógicos programáveis ​​eletrônicos da série FAB Array de Taiwan

Para uso industrial e doméstico, a empresa produz relés inteligentes de segunda geração da série FAB. Esses dispositivos são bastante fáceis de operar e fáceis de aprender e programar. Os relés FAB são programados usando a linguagem de programação FDB, destinada principalmente a engenheiros de automação. Com sua ajuda, é possível criar um sistema bastante complexo, ao mesmo tempo eficaz e econômico.

A linguagem de programação FDB é a linguagem dos blocos que aparecem no display durante a entrada do programa. Os blocos funcionais são simplesmente organizados e combinados em uma determinada sequência, tanto sequencialmente quanto em paralelo, o que permite criar visualmente algoritmos bastante complexos.Não requer conhecimento de linguagens de programação. Para quem já lidou com a manutenção de tecnologias digitais, por exemplo, máquinas CNC, esta linguagem não trará dificuldades.

No total, a linguagem possui 20 blocos que executam diferentes funções. Em primeiro lugar, essas são operações lógicas que se parecem externamente com imagens de um livro de referência de microcircuitos digitais. A figura mostra um fragmento de dois blocos.

Além das operações lógicas, o conjunto de blocos também contém contadores, temporizadores, atrasos de tempo, carimbos de data/hora de ativação e desativação e muito mais.

O ambiente de programação acompanha os dispositivos e também está disponível para download no site do fabricante. Os relés inteligentes da série FAB substituem um grande número de dispositivos de comutação: relés, tacômetros, contadores, temporizadores, etc. enquanto a um preço bastante baixo. Um relé inteligente programável pode substituir um gabinete inteiro montado por um convencional relés eletromecânicos… Ao mesmo tempo, a confiabilidade do circuito como um todo aumenta, o número de elementos discretos diminui, as dimensões diminuem e o consumo de energia diminui.

Os campos de aplicação dos relés inteligentes da FAB são bastante amplos. Estes são sistemas domésticos inteligentes; abertura automática de portas, barreiras e portões; controle de luz tanto interno quanto externo; controle de ventilação e controle de temperatura em empresas e residências, em estufas e estufas. E gestão do sistema de abastecimento de água, gestão de linhas de produção e máquinas individuais, aplicação em sistemas de alarme, em sistemas de alerta de emergência e muitos outros.

Breves características técnicas dos relés inteligentes da FAB

O relé está equipado com um display LCD com 4 linhas de 10 caracteres, possui um calendário embutido e um relógio em tempo real. O controle remoto sobre linhas telefônicas e a capacidade de transmitir mensagens de voz são possíveis. O kit de entrega inclui um programa SCADA simples gratuito que permite a comunicação com um computador a uma distância suficientemente grande, o que permite o monitoramento e configuração remotos. No caso de usar a interface RS — 485, os relés 255 FAB podem ser conectados a um computador. Esta conexão permite que você crie sistemas mais funcionais do que usando relés FAB individuais.

As saídas do dispositivo têm alta capacidade de carga: saídas de relé — 10A, saídas de transistor — 2A.

Embora a memória do programa seja pequena - apenas 64K, o programa pode conter 127 blocos de função, 127 contadores, 127 intervalos RTC (tempo real), 127 temporizadores, o que permite criar programas de função bastante complexos. A entrada do programa é feita usando botões e um display LCD ou usando um computador. Para proteger o programa contra acesso não autorizado, a proteção por senha é possível.

Relés programáveis ​​internos

Na Rússia, o fabricante de relés programáveis ​​negocia com a empresa Voronezh «Oven» e a Nizhny Novgorod «KontraAvt». A empresa «Aries» lança seus relés sob o nome de Aries PLC ***.

Voronezh CJSC "Ekoresurs" produz uma série de controladores "Basic", que inclui várias modificações do dispositivo. As revistas "Industrial Automation", "Instrumental Engineering and Automation Tools" e "Industrial Automation Systems and Controllers" têm toda uma série de artigos sobre o uso dos controladores da série Bazis.

Algumas empresas estão envolvidas na distribuição e venda de marcas importadas na Rússia. Por exemplo, a Intechnics, parceira comercial da empresa inglesa Invertek Drives, que produz esses populares drives de frequência variável, fornece para a Rússia e relés inteligentes programáveis, tão necessários para a criação de sistemas de automação.

Exemplos de aplicações de relé

Controle de escada rolante. Garantindo o funcionamento contínuo apenas nos dias úteis das 8h00 às 18h00. · Das 18:00 às 20:00 a escada rolante só é acionada quando aparece uma pessoa.

Controle de ventilação. Ligue a ventilação a cada 30 minutos por 10 minutos. Ligue a ventilação por 10 minutos quando o nível de CO2 definido for excedido.

Gerencie a transferência automática de reservas. Entrada de reserva automática com 2 ou mais entradas. Separação. Usuários liga/desliga. Ligar/desligar DGS e outras fontes.

Um exemplo de desenvolvimento de um programa de revezamento

Supondo que seja necessário desenvolver um programa de controle de misturador para um relé inteligente programável ZelioLogic em linguagem FBD, a tarefa é a seguinte.

O líquido nº 1 é alimentado em um recipiente vertical de 7 m de altura até atingir o nível de 2,8 m. Em seguida, o fornecimento do primeiro líquido é interrompido e o líquido nº 2 é alimentado até o nível total de 4,2 m ser atingido. o fornecimento do segundo líquido é interrompido e o motor do agitador é ligado, que funciona por 30 minutos. Decorrido o tempo, o motor é desligado e a válvula de drenagem da polpa é aberta.

Para resolver o problema, é necessário antes de tudo converter os valores de nível em dados compreensíveis pelo controlador, ou seja,o valor no nível de 2,8 m, baseado na capacidade do ADC on-board, corresponderá ao valor de entrada do controlador igual a 102, e no nível de 4,2 m, o valor 153.

Além disso, com base nas condições do problema, as saídas do controlador devem interagir com três válvulas de fechamento - suprimento de fluido nº 1, suprimento de fluido nº 2, dreno de suspensão e um motor do misturador. Ao resolver este problema, é recomendável conectar um botão na entrada do controlador, o que garantirá a inicialização de todo o sistema.

O desenvolvimento do programa é realizado em um computador no qual está instalado o software ZelioSoft 2.

A linguagem de programação gráfica para controladores FBD usa diferentes blocos de função. Cada bloco faz parte de um programa completo que fornece uma relação funcional específica entre as variáveis ​​de entrada e saída.

A conexão dos blocos leva à unificação de módulos individuais em um único programa de controle, que, de acordo com os valores das variáveis ​​de entrada dos sensores conectados às entradas do relé programável, gera sinais de controle para os atuadores conectados às saídas.

Assim, o processo de programação é reduzido à seleção de vários blocos funcionais, colocando-os na janela de edição e conectando-os em uma determinada sequência, o que fornece uma solução para um problema específico com o controle automatizado de um processo ou objeto.

Para resolver o problema, os blocos necessários foram selecionados e conectados e seus parâmetros foram configurados, o que garante a lógica de operação dada.

Uma representação gráfica do programa no ambiente ZelioSoft2 usando FBD que implementa a solução para este problema é mostrada na figura.

Corrigido problema de idioma do FBD

A verificação da exatidão da configuração de blocos individuais e suas conexões é realizada no modo de simulação. Depois de verificar se o programa está funcionando corretamente, ele é transferido do computador do instrumento para a memória do relé programável.

Saída

Os relés programáveis ​​inteligentes, apesar de suas deficiências, podem executar uma série de tarefas em áreas industriais e não industriais onde não há necessidade de usar controladores lógicos programáveis ​​(CLPs).

Eles também são significativamente mais baratos que os PLCs, permitindo economia no processo de atualização ou automação de um processo manual ou automático. Para programar um relé programável inteligente, o usuário não precisa ter habilidades de programação, pode ser usado um conjunto de programas típicos. Os relés inteligentes são fáceis de programar.