Die Rolle von Relais in industriellen Steuerungssystemen

Ein Steuerrelais ist ein elektrisch betriebener Schalter, bei dem Strom durch eine Spule fließt, die den Schalter schließt oder öffnet. Relais verwenden einen kleinen Strom, um einen größeren Strom zu steuern, was sie ideal für die Steuerung von Hochleistungsgeräten wie Motoren, Leuchten, Ventilen und Sensoren macht. Ihre Vielseitigkeit ermöglicht Funktionen wie Automatisierung, Fernsteuerung und Sicherheitsverriegelung in komplexen Systemen in den Bereichen Fertigung, Energieerzeugung und Transport. Dieser Artikel befasst sich mit den allgemeinen Schaltplänen von 4-poligen und 5-poligen Relais, die in typischen Anwendungen verwendet werden.

Inhaltsübersicht

• Was ist ein Steuerrelais?
• 4 und 5-polige Relais
• Relais-Schutzeinrichtungen
• Beispiel für einen Steuerrelais-Schaltplan
• Steuer- und Relaistafel
• FAQs

Was ist ein Steuerrelais?

Ein Relais ermöglicht den Stromfluss durch eine Spule, die einen Schalter schließt oder öffnet. Die Spule erzeugt bei Erregung ein Magnetfeld und betätigt eine Reihe von Kontakten. Diese Kontakte können dann verwendet werden, um einen anderen Stromkreis ein- oder auszuschalten oder um ein Hochleistungsgerät zu steuern.

Vorteile

Relais bieten die folgenden Vorteile:

• Relais helfen dabei, den Strom auf dem kürzesten Weg zu einem Gerät zu leiten und so Spannungsverluste zu vermeiden.
• Für den Anschluss des Steuerschalters an das Relais können dünnere Kabel verwendet werden; dies spart Platz, Gewicht und Kosten.
• Die gleichen Spannungs- und Stromwerte wie bei anderen Schaltertypen, z. B. mechanischen Schaltern, schränken Relais nicht ein. Dadurch eignen sie sich ideal zum Schalten von Lasten mit hoher Leistung, wie z. B. Motoren und Transformatoren.

4 und 5-polige Relais

4-polige Relais sind zum Ein- und Ausschalten eines einzelnen Stromkreises bestimmt, während 5-polige Relais zum Schalten von Strom zwischen zwei Stromkreisen verwendet werden.

4-poliges Relais

4-polige Relais haben zwei Stifte (85 und 86) zur Betätigung der Relaisspule und zwei Stifte (30 und 87) zur Steuerung eines Stromkreises. Es gibt zwei Arten von 4-poligen Relais: normal offen und normal geschlossen. Ein normalerweise offenes (NO) Relais hat unter normalen Bedingungen einen offenen Kontakt. Wenn es sich schließt, schaltet es den Strom zu einem Stromkreis ein, wenn die Relaisspule erregt ist (Abbildung 3). Ähnlich schaltet ein Öffnerrelais die Stromzufuhr zu einem Stromkreis ab, wenn die Relaisspule erregt ist (Abbildung 4).

Arbeiten

Die Pins 85 und 86 bilden die Steuerseite. Die Pins 30 und 87 bilden die Schalterseite. Durch Anlegen von Strom an die Klemmen 85 und 86 wird die Relaisspule aktiviert. Dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt, das auf die Schalterseite wirkt und den Kontakt bei einem Schließerrelais aus seiner offenen Position schließt (oder bei einem Öffnerrelais aus seiner geschlossenen Position öffnet).

5-poliges Relais

5-polige Relais verwenden zwei Stifte (mit den Bezeichnungen 85 und 86) zum Betätigen der Spule und drei Stifte (mit den Bezeichnungen 30, 87 und 87A) zum Umschalten der Stromversorgung zwischen zwei verschiedenen Stromkreisen. 5-polige Relais haben normalerweise geschlossene und normalerweise offene Anschlussstifte (Abbildung 5).

Arbeiten

Die Pins 85 und 86 bilden die Steuerseite. Die Pins 30, 87 und 87A bilden die Schalterseite. Die Schalterseite hat drei Kontakte, von denen einer normalerweise geschlossen und der andere normalerweise geöffnet ist. Wenn die Steuerseite (Stifte 85 und 86) durch Stromzufuhr erregt wird, erzeugt die Spule ein Magnetfeld, das auf die Schalterseite wirkt und den normalerweise geschlossenen Kontakt zum normalerweise offenen Kontakt zieht.

Relais-Schutzeinrichtungen

Relais erzeugen eine große Spannungsspitze, wenn sie ausgeschaltet werden. Dies geschieht durch das schnelle Abklingen des Magnetfelds in der Relaisspule, was zu einem kurzen Spannungsstoß führt, der möglicherweise elektronische Komponenten im Stromkreis beschädigen kann. Aus diesem Grund werden häufig Widerstände oder Dioden zusammen mit Relais verwendet, um die Spannungsspitzen zu verwalten und abzuführen.

Beispiel für einen Steuerrelais-Schaltplan

Betrachten Sie ein 4-poliges Relaissystem, mit dem der am Armaturenbrett montierte Lichtschalter (Abbildung 7, Bezeichnung A) eine Hochstromlast, wie z. B. einen Scheinwerfer oder eine Nebelschlussleuchte (Abbildung 7, Bezeichnung D), steuern kann. Das Relais fungiert als Verstärker, der es einem kleinen Strom vom Lichtschalter ermöglicht, einen viel größeren Strom zur Last zu steuern.

Das System funktioniert wie folgt:

1. Wenn der Lichtschalter eingeschaltet wird, wird eine positive Spannung an Pin 86 des Relais angelegt.
2. Diese Spannung erregt die Relaisspule, wodurch die Relaiskontakte geschlossen werden.
3. Wenn die Relaiskontakte schließen, verbinden sie Pin 30 des Relais mit Pin 87 des Relais.
4. Dadurch kann der Strom von der Batterie durch das Relais zur Glühbirne fließen und diese einschalten.

Steuer- und Relaistafel

Eine Steuer- und Relaistafel (CRP) ist ein Gehäuse, das elektrische und elektronische Komponenten enthält, die zur Steuerung und Überwachung elektrischer Geräte dienen. CRPs werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. in der industriellen Automatisierung, der Energieverteilung und der Gebäudeverwaltung. CRPs enthalten in der Regel die folgenden Bestandteile:

• Relais: Relais sind elektrische Schalter, die durch ein stromsparendes Signal gesteuert werden. Sie werden zum Schalten von Lasten mit hoher Leistung, wie Motoren und Transformatoren, verwendet.
• Schütze: Schütze sind Hochleistungsrelais, die zum Schalten von Hochspannungs- und Hochstromlasten eingesetzt werden.
• Stromkreisunterbrecher: Leitungsschutzschalter sind Schutzeinrichtungen, die bei einem Fehler einen Stromkreis öffnen.
• Sicherungen: Sicherungen sind Schutzvorrichtungen, die schmelzen, um einen Stromkreis zu öffnen, wenn ein Fehler auftritt.
• Messgeräte: Messgeräte messen elektrische Größen wie Spannung, Strom und Leistung.
• Indikatoren: Anzeiger geben optische und akustische Rückmeldungen über den Zustand der elektrischen Ausrüstung.
• Kontrolleure: Steuerungen sind programmierbare Geräte, die den Betrieb von elektrischen Anlagen steuern.
• CRPs können individuell gestaltet werden, um den spezifischen Anforderungen einer Anwendung gerecht zu werden. Sie können einfach oder komplex sein, je nach den Bedürfnissen der Anwendung.
• Hier sind einige Beispiele für Anwendungen, bei denen CRPs eingesetzt werden:
• Industrielle Automatisierung: CRPs werden zur Steuerung des Betriebs von Industriemaschinen und -anlagen wie Förderbändern, Robotern und Werkzeugmaschinen eingesetzt.
• Stromverteilung: CRPs werden zur Steuerung und Überwachung des Stromflusses in elektrischen Verteilungssystemen eingesetzt.
• Gebäudeverwaltung: CRPs werden zur Steuerung und Überwachung von Gebäudesystemen wie Heizung, Lüftung und Klimaanlagen (HVAC), Beleuchtung und Sicherheit eingesetzt.

FAQs

Was ist der Unterschied zwischen 4- und 5-poligen Relais?

4-Pin-Relais haben 4 Anschlussstifte, die einen einzigen Stromkreis steuern. 5-polige Relais verfügen über 5 Stifte und verwalten zwei Stromkreise über Schaltkontakte.

Was ist der Unterschied zwischen Relaissteuerungen und kommunizierenden Steuerungen?

Relaissteuerungen verwenden elektromechanische Relais für grundlegende Ein/Aus-Funktionen. Kommunizierende Steuerungen nutzen digitale Technologie zum Datenaustausch und ermöglichen so eine fortschrittliche Automatisierung und Integration in komplexe Systeme.