Электроника:Цифровая электроника/Релейная логика/Разрешающие и блокирующие схемы

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Разрешающие и блокирующие схемы[1]

Коммутационная и релейная логика находят практическое применение в системах управления, где необходимо выполнить несколько условий процесса, прежде чем разрешить запуск оборудования.

Хорошим примером этого является автоматически включаемые горелки для мощных печей.

Для безопасного запуска горелок в большой печи система управления запрашивает «разрешение» от нескольких переключателей процесса, включая датчики высокого и низкого давление топлива, датчик воздушного потока, нагнетаемого вентилятором, датчик положения заслонки выхлопной трубы, датчик положения дверцы (закрыта она или открыта) и т.д.

Каждое это условие процесса называется разрешающим, и каждый разрешающий переключающий контакт подключён последовательно, так что, если какой-либо из них обнаруживает небезопасное состояние, цепь будет разомкнута:

Рис. 1. Каждый разрешающий контакт переключателя подключён последовательно.
Рис. 1. Каждый разрешающий контакт переключателя подключён последовательно.

Только тогда, когда все до единого допустимые условия соблюдены, CR1 включится и загорится зелёный индикатор.

В реальной жизни было бы запитано больше, чем просто зелёная лампочка: обычно управляющее реле или соленоид топливного клапана помещали бы в эту ступень цепи, чтобы запитать, когда все разрешающие контакты «давали добро», то есть, если они все замыкались.

Если какое-либо из допустимых условий не выполнено, последовательная цепочка контактов переключателя будет разорвана, CR2 будет обесточен, и загорится красный индикатор. Обратите внимание, что контакт высокого давления топлива нормально замкнут. Это потому, что мы хотим, чтобы контакт переключателя размыкался, если давление топлива становится слишком высоким.

Поскольку «нормальное» состояние любого датчика давления – это когда к нему прикладывается нулевое (максимально низкое) давление, и мы хотим, чтобы этот переключатель открывался при чрезмерном (слишком высоком) давлении, мы должны взять такой переключатель, который замкнут в своём нормальном состоянии.

Применение релейной логики в системах управления

Другое практическое применение релейной логики – в системах управления, где обеспечивается гарантия, что два несовместимых события не могут произойти одновременно. Примером этого является управление реверсивным двигателем, у которого два контактора подключены для переключения полярности (или чередования фаз) на электродвигатель, и мы не хотим, чтобы контакторы прямого и обратного хода включались одновременно:

Рис. 2. Практическое применение релейной логики – система управления реверсивным двигателем.
Рис. 2. Практическое применение релейной логики – система управления реверсивным двигателем.

Когда контактор M1 находится под напряжением, 3 фазы (A, B и C) подключаются непосредственно к клеммам 1, 2 и 3 двигателя соответственно.

Однако, когда контактор M2 находится под напряжением, фазы A и B меняются местами, A подключается к клемме 2 двигателя, а B к клемме 1.

Это реверсирование фазных проводов приводит к тому, что двигатель вращается в противоположном направлении. Рассмотрим схему управления этими двумя контакторами:

Рис. 3. Переключение фазных проводов приводит к вращению двигателя в противоположном направлении.
Рис. 3. Переключение фазных проводов приводит к вращению двигателя в противоположном направлении.

Обратите внимание на нормально замкнутый контакт «OL», который представляет собой контакт тепловой перегрузки, активируемый «нагревательными» элементами, включёнными последовательно с каждой фазой двигателя переменного тока.

Если нагреватели станут слишком горячими, контакт изменится из нормального (замкнутого) состояния на разомкнутый, что предотвратит включение любого контактора. Эта система управления будет работать нормально, пока никто не нажимает обе кнопки одновременно.

Если бы кто-то сделал это, фазы A и B были бы замкнуты накоротко вместе в силу того факта, что контактор M1 шлёт фазы A и B прямо на двигатель, а контактор M2 меняет их местами; фаза A будет замкнута на фазу B и наоборот.

Очевидно, это никудышная конструкция системы управления!

Как предотвратить короткое замыкание в системе управления?

Чтобы этого не произошло, мы можем спроектировать схему так, чтобы включение одного контактора предотвращало включение другого.

Это называется блокировкой (а блокирующие контакты называется блокираторами) и достигается за счёт использования вспомогательных контактов на каждом контакторе как таковых:

Рис. 4. Включение одного контактора предотвращает включение другого.
Рис. 4. Включение одного контактора предотвращает включение другого.

Теперь, когда M1 находится под напряжением, нормально замкнутый вспомогательный контакт на второй ступени будет разомкнут, предотвращая подачу напряжения на M2, даже если нажата кнопка «Реверс».

Точно так же подача напряжения на M1 предотвращается, когда M2 находится под напряжением. Также обратите внимание на то, как были добавлены дополнительные номера проводов (4 и 5), показывающие, что в проводке сделаны изменения.

Следует отметить, что это не единственный способ блокировки контакторов для предотвращения короткого замыкания.

Некоторые контакторы оснащены опцией механической блокировки: рычагом, соединяющим якоря двух контакторов вместе, так что они физически не могли замкнуться одновременно.

Для дополнительной безопасности всё же можно использовать электрические блокировки, и из-за простоты схемы нет веских причин не использовать их в дополнение к механическим блокировкам.

Итог

  • Переключающие контакты, установленные в ступени релейной логики, предназначенные для прерывания цепи, если определённые физические условия не выполняются, называются разрешающими контактами, потому что система требует разрешения от этих входов для активации.
  • Переключающие контакты, предназначенные для предотвращения одновременного выполнения системой управления двух несовместимых действий (например, одновременное прямое и реверсное включение электродвигателя), называются блокираторами.

См.также

Внешние ссылки