Relés inteligentes programables
Los relés inteligentes programables son un tipo de PLC (controladores lógicos programables). El uso de relés inteligentes permite simplificar significativamente los esquemas de control de equipos eléctricos y aumentar su confiabilidad.
La programación de los relés inteligentes se realiza mediante los botones del panel frontal y un pequeño indicador LCD, generalmente de una o dos líneas. Aunque existen construcciones más complejas y en estos casos los programas deben ser escritos en una computadora personal utilizando lenguajes de programación especializados para lógica de escalera LD, FBD y algunos otros.
Las interfaces como RS-232, RS-485 o Industrial Ethernet se utilizan para cargar (flashear) programas listos en la memoria del microcontrolador, lo que también permite la comunicación con ACS de nivel superior. Algunos modelos de relés inteligentes programables le permiten desarrollar capacidades de comunicación utilizando módulos de expansión especiales.
Principio de funcionamiento del PLC
La diferencia entre los relés inteligentes y los PLC completos es que tienen una pequeña cantidad de RAM y memoria de programa, y esto lleva a la imposibilidad de al menos algunos cálculos matemáticos complejos. Además, el número de canales de entrada-salida, tanto digitales como analógicos, en los relés inteligentes también es pequeño, por lo que el alcance de su aplicación es bastante limitado. En primer lugar, se trata de la automatización de unidades individuales, control de sistemas de iluminación, algunos dispositivos en el sistema para viviendas y servicios comunales, bucles locales de varios sistemas de automatización, electrodomésticos.
Una característica de tales dispositivos es su uso local para sistemas pequeños, y el programa para ellos se crea principalmente en el lenguaje de los diagramas de bloques funcionales (FBD) o en el lenguaje de la lógica de relés (LD). Estos idiomas cumplen con el estándar internacional IEC 61131-3. El software de dichos relés tiene una interfaz conveniente y amigable y le permite desarrollar programas en poco tiempo, verificar la sintaxis y la corrección del programa creado, y también tiene la capacidad de depurar el programa en tiempo real, lo que claramente da una idea de cómo se comportará el controlador en esta u otra situación.
Diseño de relés inteligentes programables con mayor frecuencia monobloque, — un pequeño gabinete contiene todos los nodos. Como regla general, se trata de una fuente de alimentación de baja potencia, un microcontrolador, canales de información de entrada y salida, terminales para conectar dispositivos ejecutivos. Las carcasas de tales dispositivos son pequeñas y permiten la instalación en armarios eléctricos en un bus DIN que cumple con los estándares modernos. Sin embargo, la fuente de alimentación también puede ser un dispositivo separado.
Relés inteligentes programables en el extranjero
Muchas empresas, en su mayoría extranjeras, producen ahora relés programables. Como ejemplo, podemos recordar la empresa Schneider Electric, que fue fundada en 1936 en Francia. Su sede se encuentra en Rueil-Malmaison Cedex. La empresa fabrica sus productos bajo las marcas Telemecanique, Merlin Gerin, Modicon.
Los productos de Schneider Electric son muy diversos: desde convencionales rompedores de circuitohasta dispositivos complejos como convertidores de frecuencia, dispositivos de señalización y control, arrancadores suaves, relés de control, sensores y relés y controladores programables. Como ejemplo de un relé inteligente, considere los relés programables Zelio Logic.
Los relés programables Schneider Electric Zelio Logic permiten la implementación de pequeños sistemas de control, el número de entradas/salidas está dentro de 10 ... 40 canales. En el caso de las dimensiones 124,6*90*59 mm, es posible colocar hasta 26 canales de entrada/salida. Al mismo tiempo, la tensión de alimentación del dispositivo se encuentra en un rango muy amplio: 24VAC, 100…240VAC, 12VDC, 24VDC, lo que facilita la integración del relé en cualquier construcción.
Por ejemplo, el relé de la serie SR2B201FU tiene 12 entradas discretas y 8 salidas de relé, está diseñado para un voltaje de CA de 100-240 V e incluye un reloj, una pantalla y un conjunto de botones. Se muestra la vista externa del relé inteligente en un diseño monobloque. en la figura.
Se pueden utilizar dos lenguajes especializados FBD o LADDER para programar el relé Zelio Logic. El dispositivo está disponible tanto en diseño monobloque como modular. La última opción permite combinar módulos para ampliar el sistema en su conjunto.
El alcance del relé Zelio Logic es lo suficientemente amplio y proporciona control de compresores o bombas, conteo de productos terminados o componentes de líneas automáticas, control de escaleras mecánicas, iluminación y pantallas electrónicas. Se puede utilizar en sistemas de seguridad como dispositivos de control de acceso.
Además de la mencionada Schneider Electric, varias empresas extranjeras se dedican a la producción de relés programables: OMRON, Control Techniques, SIEMENS, Mitsubishi Electric, Danfoss, ABB, Moeller, Braun, Allen Bradley, Autonics, Array Electronic, Eaton.
Los relés inteligentes programables más 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, ARIES PR110, ARIES PR200.
Controladores lógicos programables electrónicos de la serie Array FAB de Taiwán
Para uso industrial y doméstico, la empresa produce relés inteligentes de la segunda generación de la serie FAB. Estos dispositivos son bastante fáciles de operar y fáciles de aprender y programar. Los relés FAB se programan utilizando el lenguaje de programación FDB, que está destinado principalmente a los ingenieros de automatización. Con su ayuda, es posible crear un sistema bastante complejo, al mismo tiempo efectivo y económico.
El lenguaje de programación FDB es el lenguaje de los bloques que aparecen en la pantalla durante la entrada del programa. Los bloques funcionales simplemente se organizan y combinan en una determinada secuencia, tanto secuencial como en paralelo, lo que le permite crear visualmente algoritmos bastante complejos.No requiere conocimientos de lenguajes de programación. Para alguien que alguna vez se haya ocupado del mantenimiento de tecnologías digitales, por ejemplo, máquinas CNC, este lenguaje no le causará dificultades.
En total, el lenguaje tiene 20 bloques que realizan diferentes funciones. En primer lugar, estas son operaciones lógicas que aparentemente parecen imágenes de un libro de referencia de microcircuitos digitales. La figura muestra un fragmento de dos bloques.
Además de las operaciones lógicas, el conjunto de bloques también contiene contadores, temporizadores, retardos de tiempo, marcas de tiempo de encendido y apagado, y más.
El entorno de programación se envía con los dispositivos y también está disponible para su descarga desde el sitio web del fabricante. Los relés inteligentes de la serie FAB reemplazan una gran cantidad de dispositivos de conmutación: relés, tacómetros, contadores, temporizadores, etc. mientras que a un precio bastante bajo. Un relé inteligente programable puede reemplazar un gabinete completo ensamblado con uno convencional relés electromecánicos… Al mismo tiempo, aumenta la confiabilidad del circuito en su conjunto, disminuye el número de elementos discretos, disminuyen las dimensiones y disminuye el consumo de energía.
Los campos de aplicación de los relés inteligentes FAB son bastante amplios. Estos son sistemas domésticos inteligentes; apertura automática de puertas, barreras y portones; control de iluminación tanto internos como externos; control de ventilación y control de temperatura en empresas y en locales residenciales, en invernaderos e invernaderos. Y gestión del sistema de abastecimiento de agua, gestión de líneas de producción y máquinas individuales, aplicación en sistemas de alarma, en sistemas de alerta de emergencia y muchos otros.
Breves características técnicas de los relés inteligentes FAB
El relé está equipado con una pantalla LCD con 4 líneas de 10 caracteres, tiene un calendario incorporado y un reloj en tiempo real. Es posible el control remoto sobre líneas telefónicas y la capacidad de transmitir mensajes de voz. El kit de entrega incluye un programa SCADA simple y gratuito que permite la comunicación con una computadora a una distancia suficientemente grande, lo que permite el monitoreo y la configuración remota. En caso de utilizar la interfaz RS — 485, los relés 255 FAB se pueden conectar a una computadora. Esta conexión le permite crear sistemas más funcionales que el uso de relés FAB individuales.
Las salidas del dispositivo tienen una alta capacidad de carga: salidas de relé — 10A, salidas de transistor — 2A.
Aunque la memoria del programa es pequeña, solo 64K, el programa puede contener 127 bloques de funciones, 127 contadores, 127 intervalos RTC (tiempo real), 127 temporizadores, lo que le permite crear programas de funciones bastante complejos. La entrada del programa se realiza usando botones y una pantalla LCD, o usando una computadora. Para proteger el programa del acceso no autorizado, es posible la protección con contraseña.
Relés programables internos
En Rusia, el fabricante de relés programables trata con la empresa Voronezh «Horno» y Nizhny Novgorod «KontraAvt». La empresa «Aries» lanza sus relés bajo el nombre de Aries PLC ***.
Voronezh CJSC "Ekoresurs" produce una serie de controladores "Basic", que incluye varias modificaciones del dispositivo. Las revistas "Automatización industrial", "Ingeniería instrumental y herramientas de automatización" y "Sistemas y controladores de automatización industrial" tienen toda una serie de artículos sobre el uso de los controladores de la serie Bazis.
Algunas empresas se dedican a la distribución y venta de marcas importadas en Rusia. Por ejemplo, Intechnics, socio comercial de la empresa inglesa Invertek Drives, que produce tales populares unidades de frecuencia variable, suministros a Rusia y relés inteligentes programables, tan necesarios para la creación de sistemas de automatización.
Ejemplos de aplicaciones de relé
Control de escaleras mecánicas. Garantizando un funcionamiento continuo solo los días de semana de 8:00 a. m. a 6:00 p. m. · De 18:00 a 20:00 la escalera mecánica sólo se activa cuando aparece una persona.
Mando de ventilación. Encienda la ventilación cada 30 minutos durante 10 minutos. Encienda la ventilación durante 10 minutos cuando se exceda el nivel de CO2 establecido.
Gestionar transferencia automática de reservas. Entrada de reserva automática con 2 o más entradas. Separación. Activar/desactivar usuarios. Encender/apagar DGS y otras fuentes.
Un ejemplo de desarrollo de un programa de relevos
Supongamos que es necesario desarrollar un programa de control de mezcladores para un relé inteligente programable ZelioLogic en lenguaje FBD, la tarea es la siguiente.
Se alimenta el líquido No. 1 a un recipiente vertical de 7 m de altura hasta alcanzar un nivel de 2,8 m, luego se detiene el suministro del primer líquido y se alimenta el líquido No. 2 hasta alcanzar el nivel total de 4,2 m. se detiene el suministro del segundo líquido y se enciende el motor del agitador, que funciona durante 30 minutos. Una vez transcurrido el tiempo, se apaga el motor y se abre la válvula de drenaje de lodo.
Para resolver el problema, primero es necesario convertir los valores de nivel en datos comprensibles para el controlador, es decirel valor en el nivel de 2,8 m, basado en la capacidad del ADC integrado, corresponderá al valor de entrada del controlador igual a 102, y en el nivel de 4,2 m, el valor 153.
Además, según las condiciones del problema, las salidas del controlador deben interactuar con tres válvulas de cierre: suministro de fluido n.º 1, suministro de fluido n.º 2, drenaje de suspensión y un motor mezclador. Al resolver este problema, se recomienda conectar un botón a la entrada del controlador, lo que garantizará el inicio de todo el sistema.
El desarrollo del programa se lleva a cabo utilizando una computadora en la que está instalado el software ZelioSoft 2.
El lenguaje de programación gráfico para controladores FBD utiliza diferentes bloques de funciones. Cada bloque es parte de un programa completo que proporciona una relación funcional específica entre las variables de entrada y salida.
La conexión de los bloques conduce a la unificación de los módulos individuales en un único programa de control que, de acuerdo con los valores de las variables de entrada de los sensores conectados a las entradas del relé programable, genera señales de control para los actuadores conectados. a las salidas.
Así, el proceso de programación se reduce a la selección de varios bloques funcionales, colocándolos en la ventana de edición y conectándolos en una determinada secuencia, lo que da solución a un problema específico con el control automatizado de un proceso u objeto.
Para resolver el problema, se seleccionaron y conectaron los bloques necesarios y se configuraron sus parámetros, que aseguran la lógica de operación dada.
En la figura se muestra una representación gráfica del programa en el entorno ZelioSoft2 utilizando FBD que implementa la solución a este problema.
Problema de idioma FBD solucionado
La verificación de la corrección de la configuración de los bloques individuales y sus conexiones se lleva a cabo en el modo de simulación. Después de asegurarse de que el programa funciona correctamente, se transfiere desde la computadora del instrumento a la memoria del relé programable.
Salida
Los relés programables inteligentes, a pesar de sus deficiencias, pueden realizar una serie de tareas en áreas industriales y no industriales donde no es necesario utilizar controladores lógicos programables (PLC).
También son significativamente más baratos que los PLC, lo que permite ahorrar en el proceso de actualización o automatización de un proceso manual o automático. Para programar un relé programable inteligente, el usuario no necesita tener conocimientos de programación, se puede utilizar un conjunto de programas típicos. Los relés inteligentes son fáciles de programar.