Jeśli zadalibyśmy większej grupie automatyków pytanie: „Jaki jest najstarszy/najpopularniejszy komponent automatyki?”, zapewne większość z nich, bez chwili zastanowienia, odpowiedziałaby, że jest nim przekaźnik. Nic w tym dziwnego. W końcu przekaźniki spotkamy niemal w każdej szafie sterowniczej. Pełnią tam wiele najróżniejszych funkcji. Sterują urządzeniami na podstawie zbudowanej logiki sygnałowej, separują wyjścia sterowników PLC, czy po prostu rozdzielają obwody o różnych napięciach.
Zadając kolejne pytanie: „Jakie znasz rodzaje przekaźników?”, na pierwszym miejscu pojawiłyby się przekaźniki elektromagnetyczne. Także w tym wypadku nie powinniśmy być zdziwieni. Cewka poruszająca stykiem to sprawdzone od lat rozwiązanie, które stosujemy w większości aplikacji. Do dziś przekaźnik elektromagnetyczny z powodzeniem jest stosowany w różnego rodzaju przekaźnikach nadzorczych, czasowych, wewnątrz samych sterowników PLC i innych urządzeń automatyki.
My natomiast, we współpracy z RELPOL, postanowiliśmy przyjrzeć się nieco innemu rodzajowi przekaźników, którymi są przekaźniki oparte o technologię półprzewodnikową. Z języka angielskiego Solid State Relay, a w skrócie SSR. Zobaczcie co z tego wyszło w filmie poniżej:
I jak? Całkiem ciekawe dopełnienie aplikacyjności dla przekaźników EMR stanowią SSR-y, prawda? Całkowicie elektroniczna konstrukcja zapewnia wielokrotnie większą ilość cykli pracy, bezgłośną pracę, duże obciążenia i szerokie zakresy napięć sterujących.
Inną cechą odróżniającą przekaźników SSR, która daje im sporą przewagę względem tradycyjnych przekaźników EMR. Otóż dostępne są przekaźniki półprzewodnikowe, które nie załączają się natychmiast po podaniu sygnału sterującego, tylko w momencie, gdy napięcie na ich zaciskach obwodu wyjściowego wynosi 0 V (oczywiście przy napięciu AC). Dzięki temu załączając duże obciążenie ograniczamy prądy udarowe i zakłócenia wprowadzane do sieci. Podobna sytuacja jest w momencie wyłączenia przekaźnika , przy czym w tym wypadku jest to wartość uwzględniająca przebieg prądu.
-
- Załączenie w dowolnej chwili
-
- Załączenie w zerze napięcia
-
- Wyłączenie w zerze prądu
Oczywiście decydując się na przekaźniki półprzewodnikowe, należy pamiętać o ich wrażliwości na zakłócenia elektromagnetyczne, czyli wrażliwości na EMC, spadku napięcia na zaciskach czy prądzie upływowym. To jest po prostu specyfika tych przekaźników. Przekaźniki te wymagają także odpowiedniego chłodzenia, przez co montowane są one na radiatorach. Na szczęście, dzięki charakterystykom podawanym przez producenta ich dobór do projektowanej aplikacji jest bardzo łatwy. Można je także montować bezpośrednio na płycie montażowej w szafie sterowniczej, dzięki czemu to ona stanowi radiator chłodzący.
Przekaźniki wymagają też szybkiego zabezpieczenia dla obwodu wyjściowego. Informację na temat bezpiecznika znajdziemy w karcie katalogowej pod pozycją l2t wraz z wymaganym czasem zadziałania.
Aplikacyjność
W filmie wyjaśniliśmy, że przekaźniki półprzewodnikowe SSR wykazują doskonałą wydajność w kontrolowaniu różnych procesów temperaturowych. W typowych przypadkach, elementy grzewcze są załączane lub wyłączane, co w połączeniu z ich znaczną opornością na zmiany temperatury, uniemożliwia czasami wykorzystanie przekaźników elektromagnetycznych (EMR). Niemniej jednak, gdy używamy przekaźników SSR, możemy zastosować technikę sterowania sygnałem PWM, co znacznie podnosi precyzję regulacji. Co istotne, ta metoda nie wpływa w żaden negatywny sposób, ani na przekaźnik, ani na element grzewczy.
Przekaźniki półprzewodnikowe dbają o stałą temperaturę w procesach produkcyjnych, w których wahania temperatur są często niedopuszczalne lub dopuszczalne w bardzo małym zakresie. Dobrym przykładem jest folia termokurczliwa. Z natury charakteryzuje się ona dość precyzyjną temperaturą skurczu. Gdy jej nie osiągniemy, nie spowodujemy skurczu folii na przedmiocie. Zbyt wysoka temperatura może natomiast doprowadzić do jej zniszczenia.
Duża częstotliwość przełączeń może być także wykorzystana w sterowaniu szybkimi elementami automatyki. Dążąc do maksymalizacji produkcji, powstają coraz dynamiczniejsze procesy produkcyjne. Ich komponenty automatyki mogą być wielokrotnie załączane w każdym cyklu, a taką możliwość dają nam właśnie przekaźniki SSR.
Na co dzień także możemy czerpać z zalet przekaźników SSR.
To idealne urządzenia do bezgłośnego załączania obwodów oświetleniowych czy grzewczych, np. biurach, szpitalach, czy wszędzie tam, gdzie wymagana jest cicha praca urządzeń. Przekaźniki półprzewodnikowe sprawdzają się doskonale w urządzeniach przemysłowych, ale i nie tylko, to bardzo dobre rozwiązania w maszynach spożywczych (np. ekspresy do kawy, frytownice), ale także w urządzeniach medycznych. Ich zastosowanie rośnie z każdym dniem, lecz nie należy spodziewać się, że kiedykolwiek kiedyś wyprą one elektromagnetyczne. Oba elementy istnieją i będą istniały obok siebie, a projektanci będą stosować urządzenia odpowiednio do wymagań aplikacji – raz będą to przekaźniki elektromagnetyczne, innym razem będą to SSR-y .Powinniśmy raczej myśleć o nich jako o dopełnieniu oferty rynkowej, o pewnych zastosowaniach, w których dana grupa sprawdzi się po prostu lepiej.
SSR-y RELPOL
Nie bez powodu tematyka ta, poruszana jest we współpracy z firmą RELPOL. Ma ona w swojej ofercie pokaźną ilość różnych przekaźników SSR. Dlatego chciałbym w pigułce przedstawić ich ofertę, która może nakieruje Was na właściwe rozwiązanie, jeśli będziecie poszukiwać go właśnie pośród przekaźników SSR.
 |
RSR52:
Uznawany produkt w branży, określany mianem rozwiązania uniwersalnego pośród przekaźników SSR.
Bywa pieszczotliwie nazywany krążkiem hokejowym 🙂 |
 |
RSR72:
Równorzędny przekaźnik do RSR52, przy czym występuje już z dobranym i zamontowanym radiatorem, dzięki czemu nie musimy go dobierać samodzielnie
|
 |
RSR62:
Możemy go stosować do obciążeń trójfazowych czyli sterować na przykład pracą silników elektrycznych lub układów grzałek:
|
 |
RSR75:
Przekaźniki idealne do rozdzielnic budynkowych i na przykład bezgłośnego sterowania oświetleniem. Posiadają wbudowany radiator a ich szerokość to jedyne 17,8mm:
|
 |
RSR45:
Przekaźnik małych rozmiarów w wersjach z zaciskami śrubowymi lub wsuwanymi. Chętnie stosowany w urządzeniach codziennego użytku (ekspresy do kawy, grille, piece do pizzy, podgrzewacze, inne RTV i AGD):
|
Oczywiście nie jest to pełna oferta Relpol a jedynie wybrane urządzenia z kategorii przekaźników półprzewodnikowych. Pełną ofertę znajdziesz na stronie producenta, podobnie jak więcej informacji na temat technologii przekaźników:
Podsumowanie
Technologia półprzewodnikowa z pewnością nie jest nowością w świecie przekaźników. Lecz odnoszę wrażenie, że mimo to pozostaje nieco w cieniu jeśli chodzi o jej wykorzystanie w automatyce. Oczywiście w momencie doboru urządzeń do sterowania procesami temperaturowymi są one powszechnym wyborem.
Z pewnością wpływ na to może mieć trochę wyższa cena półprzewodników. Lecz ujmując dłuższy okres eksploatacji może okazać się, iż oszczędności wykreowane na większej żywotności lub precyzyjniejszym sterowaniu przyniosą realne oszczędności pieniężne. Warto jest więc mieć świadomość, że elektromagnetyki to nie cały świat przekaźników, a obie grupy doskonale się uzupełniają!
