Značka ABB je známým dodavatelem komponentů a zařízení pro průmysl. V tomto článku rádi bychom věnovali zvláštní pozornost relé tohoto výrobce, zejména prvkům ochranných a monitorovacích systémů. Při konstrukci nových (stejně jako při modernizaci stávajících) automatizačních systémů se vždy vyplatí zvážit řešení firmy ABB, která má na trhu komponentů pro průmysl stabilní postavení. Za důvěru svých zákazníků vděčí vysoké kvalitě, trvanlivosti a přizpůsobivosti nabízených výrobků. To je jasně vidět na příkladu specializovaných relé ABB. Jsou navrženy s ohledem na konkrétní aplikace, ale tak, aby mohly plnit svou funkci v různých systémech, instalacích a odvětvích.
V tomto článku se věnujeme následujícím tématům:
- Funkce a druhy časových relé ABB
- Dohled nad systémy oddělenými od elektrické sítě
- Kvalita energie, tedy měření napětí a proudu
- Řízení na základě měření teploty
- Sledování stavu látek a substrátů v nádržích
- Ochrana obsluhy stroje na pracovišti
- Bezpečnostní systémy s prvky rodiny Jokab Safety
Časová relé
Časová relé ABB patří do rodiny CT, která zahrnuje tři řady: C, S a D. Tento sortiment společně pokrývá potřeby prakticky všech relevantních aplikací. Výrobky jsou určeny pro dlouhodobý provoz s proměnlivým zatížením. Jsou k dispozici v jednofunkčních a multifunkčních verzích, k čemuž je třeba přihlédnout, protože možnosti relé závisí na jeho modelu. Dostupné funkce zahrnují mimo jiné cyklický provoz (zapnutí, vypnutí v nastavitelných intervalech), zpoždění uzavření/ otevření obvodu vzhledem k referenčnímu signálu, pulzní řízení, generování pulzů a nízkofrekvenční čtvercový průtok, režim hvězda/trojúhelník (řetězová aktivace několika relé) atd. Tato volba umožňuje vybrat relé schopná provádět složité automatizační operace.
Řady CT-C a CT-D jsou cenově dostupné kompaktní moduly (šířka 17,5 mm). Rozdíly mezi nimi spočívají v detailech specifikace a barevném provedení. Nastavitelné časy jsou v rozmezí od 0,05 s do 100 h. Relé mohou pracovat s napětím od 12 V do 240 V AC/DC, tedy s typickými hodnotami, které se vyskytují v energetických sítích, průmyslových systémech, ale i v osvětlovacích instalacích atd. Kontakty (s konfiguracemi SPDT, DPDT) podporují proudy do 5 A. Všechna nastavení, včetně volby režimu u multifunkčních modelů, se provádějí pomocí otočných přepínačů a potenciometrů umístěných na přední straně modulu. K dispozici jsou zde také kontrolky signalizující stav relé a jeho vstupů.
Relé CT-S je řada s vysokou pevností. Jeden výrobek může mít až 13 různých funkcí, 7 nebo 10 časových rozsahů s nastavením periody od 0,05 s do 300 h. Výrobky jsou k dispozici jak s klasickými šroubovými svorkami, tak s pružinovými svorkami Easy Connect (technologie ABB), do nichž se kabely osazují bez použití nářadí, přičemž upevnění je odolné vůči nárazům a vibracím. Vybrané modely relé CT-S mají navíc samostatné vstupy pro nastavovací potenciometr, což umožňuje dálkové nastavení.
Monitorovací relé
Monitorovací relé se používají k sestavování ochranných nebo řídicích obvodů, které uzavírají / otevírají obvody v závislosti na konkrétních podmínkách vyskytujících se v okolním prostředí, napájecích instalacích atd. V rámci této skupiny výrobků ABB nabízí mnoho řešení pro realizaci komplexních systémů. Tato nabídka je uvedena níže s rozdělením podle kontrolovaných velikostí.
Kontrola izolace
Relé pro hlídání izolačního stavu se používají v systémech oddělených od energetické sítě a uzemnění. Mezi taková řešení patří především IT systémy (serverovny, počítačové učebny apod.), kde je napájení zajištěno transformátorem nebo nezávislým zdrojem, kterým může být powerbanka (akumulátory) nebo generátor. To znamená, že v případě poškození / poruchy bude skříní nebo jinými mechanickými prvky protékat relativně nízký proud. Relé pro hlídání izolačního stavu monitoruje průtok energie a reaguje na detekci neúplného oddělení systému (od 1 kΩ do 2 MΩ). Díky těmto ochranám se počítačové a průmyslové instalace vyznačují vysokou spolehlivostí a minimálními prostoji. Tento typ relé ABB, který je k dispozici v nabídce TME, může pracovat s napětím až 1 kV DC a 690 V AC (v závislosti na modelu).
Relé pro sledováni izolačního stavu jsou k dostání v kompaktních verzích.
Kontrola napětí
Svorky jsou umístěny ve dvou řadách, aby zůstala zachována kompaktní konstrukce.
Relé tohoto typu patří mezi prvky, které monitorují tzv. kvalitu elektrické energie v třífázových soustavách. Jejich činnost může být spojena s výskytem jevů, jako je asymetrie nebo ztráta fáze(í), jejich nesprávné pořadí, pokles napětí pod/nad nastavenou prahovou hodnotu. ABB nabízí modely určené pro systémy s evropskými parametry (50 Hz) a americkými (60 Hz). Hodnoty sledovaného napětí mohou dosahovat 3×820 V AC. K dispozici je možnost zpoždění zafungování relé, takže relé nereaguje na pulzní nebo dočasné jevy v obvodu, např. způsobené sepnutím významných indukčních zátěží nebo provozem motorů.
Kontrola proudu
Řešení ABB určená k monitorování proudu v obvodech umožňují chránit jak napájecí vedení, tak i zařízení, jelikož (na rozdíl od běžných pojistek či jističů) se vyznačují širokým rozsahem měření (efektivní hodnota, skutečná efektivní hodnota) a možností podmíněného provozu. Umožňují také reagovat na pokles intenzity pod určitou hodnotu a zavést přesné zpoždění zafungování (od okamžiku sepnutí nebo buzení), a to až do 30 s. Výrobky jsou vybaveny 3 měřicími rozsahy (v závislosti na modelu), které se pohybují v rozmezí od 3 mA do 15 A. Vybrané výrobky umožňují konfigurovat výstup jako NO nebo NC a jeho provoz v bistabilním režimu.
LED kontrolky jsou umístěny v přední části pouzdra.
Kontrola teploty
LCD displej zobrazuje teplotu odečítanou z čidla.
Funkce monitorovacích relé pro hlídání teploty zahrnují reakci na překročení spodní/horní hodnoty a monitorování teplotního okna. Vybrané verze mají displej, který zobrazuje hodnotu odečtenou z čidla v reálném čase. Pro měření lze použít sondy typu PT100, PT1000, KTY83, KTY84 nebo NTC (v závislosti na modelu, jejichž vstup je monitorován také z hlediska zkratu nebo přerušení. Díky tomuto výběru řešení ABB provádějí měření na pevných látkách, v kapalinách i plynech. Maximální rozsah měřených teplot se pohybuje od -200 °C do 850 °C. Kromě toho zařízení umožňují nastavení hystereze (od 2 % do 20 %), provoz v normálně otevřeném/zavřeném režimu, nastavení dvou prahových hodnot.
Pro specifické použití byla navržena samostatná skupina výrobků určených pro kontrolu teploty motoru. Tato relé pracují se zařízeními, v jejichž vinutí je umístěn PTC senzor, typicky se jedná o průmyslové pohony. Sledováním teploty v „samotném srdci" motoru rozšiřuje relé možnosti kontroly spouštění, frekvence napájecích proudů, chlazení atd. Tyto komponenty se používají v hnacích motorech, ventilátorech (které také fungují jako součást topení), vodních/olejových čerpadlech, kompresorech. Díky využití principu fungování PTC prvku se vybraná relé ABB mohou autoresetovat (zapnutí po vychladnutí sondy); V ostatních případech je samočinně otevřený obvod uzavřen ručně.
Kontrola hladiny
Kontrola hladiny kapaliny je vhodná nebo dokonce nezbytná v mnoha aplikacích – od chemického průmyslu až po zemědělství. Se specializovanými relé ABB je možné nejen detekovat přítomnost kapalin (pomocí elektrod), ale také kontrolovat jejich vodivost, což se používá například k ověření složení směsí. Prvky tohoto typu umožňují automatizovanou kontrolu stavu nádrží (odpojení po vyprázdnění/naplnění), monitorování drénů, prevenci zadření čerpadla odpojením napájení, když je nádrž prázdná. Relé jsou k dispozici ve verzích napájených napětím od 24 V do 240 V AC/DC.
Všechna zobrazená relé jsou montovatelná na DIN lištu (TH35).
Bezpečnostní relé
Rodina produktů ABB určených pro zabezpečení průmyslových systémů má společný název: Jokab Safety. Do této skupiny patří kontroléry, relé, senzory a další ochranné komponenty. Tyto výrobky jsou vzájemně kompatibilní.
Ochranný panel
Panel zajišťuje bezpečnost osob, které dohlížejí na provoz strojů.
Panel, který je v portfolio ABB označen symbolem JSTD25K, představuje zabezpečení pracoviště určené k ochraně obsluhy stroje. Výrobek obsahuje tři bezpečnostní spínače: dva ovladače Safeball™ a nouzový vypínač. První z nich jsou monostabilní přepínače umístěné v kulovitém a ergonomickém těle. Obsluha může stroj spustit pouze v případě, že má ruce položené na přepínačích. Z praktického hlediska: jejich aktivace znamená, že zaměstnanec je na bezpečném místě a daný proces může být spuštěn (samozřejmě to také zabraňuje chodu stroje bez dohlížející osoby). Kromě toho je uprostřed panelu nouzový vypínač, který je určen k odpojení napájení v případě hrozby nebo dokonce havárie. Ovladače Safeball™ jsou chráněny ochrannými křidélky, které zabraňují náhodnému stisknutí, úmyslnému uzamčení podpěrou a poškození přepínačů.
Kontroléry řady PLUTO
Řada PLUTO zahrnuje programovatelné a kompaktní kontroléry pro bezpečnostní instalace. Umožňují sledovat signály/data přicházející z více zdrojů a co je nejdůležitější – jsou kompatibilní s většinou vstupních modulů dostupných na trhu (senzory, ovladače atd.). Lze je programovat pomocí metody žebříkové logiky, ale i v textovém formátu. Výrobce počítal s možností kombinovat kontroléry do skupin až 32 kusů a vytvářet tak složité PLC systémy. ABB poskytuje vlastní prostředí pro programování zařízení (Pluto Manager). Kontroléry jsou navrženy pro nepřetržitý provoz a jejich vstupy (v závislosti na modelu) podporují logické, analogové (napěťové a proudové) signály. Čítače modulů mohou pracovat s impulsy s frekvencí až 14 kHz. Kontroléry PLUTO jsou samozřejmě kompatibilní s komunikačními smyčkami DYNlink, což je technologie používaná v produktech ABB, mimo jiné níže popsaných relé řady SENTRY.
Společnost ABB zajistila kompaktní rozměry modulů s působivou funkčností.
Relé řady SENTRY
Displej a tlačítka umožňují komplexní nastavení relé.
Relé SENTRY jsou k dispozici ve dvou typech – s LED displejem a navigačními tlačítky pro konfiguraci a ve zjednodušené verzi s kontrolkami indikujícími stav jednotlivých kontaktů relé. Moduly mohou pracovat samostatně, ve skupinách nebo jako akční členy kontroléru PLUTO. Důležité je, že výstupy komponent mohou mít proudovou zatížitelnost až 6 A (DC), což umožňuje přímé ovládání jazýčkových spínačů používaných pro nouzové otevření napájecích obvodů pohonů, servomotorů atd. Za zmínku stojí také funkce light-button (tlačítkový vstup a výstup jeho podsvícení ovládaný jednou linkou) a multi-reset (restart až 10 relé jedním tlačítkem). Zpoždění zafungování relé je nastavitelné v rozmezí až 999 s (v závislosti na modelu) a vyznačuje se přesností na úrovni ±1 %.