Hvordan forbinder man to-ledersensoren til det mellemliggende relæ? Guide

Mange teknikere og ingeniører synes, at det er forvirrende at forbinde en simpel to-sensor til et mellemrelæ. Men det behøver det ikke at være. Den største udfordring er at forstå, hvordan disse to dele arbejder sammen i et kontrolkredsløb.

Forbindelsen skaber et simpelt seriekredsløb. Sensoren fungerer som en kontakt. Det fuldender eller bryder kredsløbet, der forsyner relæets styreindgang.

Denne vejledning giver dig en komplet trin-for-løsning. Vi dækker det grundlæggende i hver del. Vi dykker dybt ned i at finde relæterminaler til både Solid-State-relæer (SSR'er) og elektromekaniske relæer (EMR'er). Du får klare ledningsdiagrammer og lærer, hvordan du løser avancerede problemer, du vil møde i marken.

Forstå de grundlæggende dele

Du skal forstå hver enkelt dels job, før du begynder at ledningsføring. Dette fundament stopper almindelige fejl og hjælper dig med at vælge den rigtige enhed til dit job. Lad os opdele de to-ledere og de to hovedtyper af mellemrelæer.

To-trådssensoren

En to-sensor er dybest set en kontakt. Den åbner eller lukker et elektrisk kredsløb, når der sker noget fysisk. Dette kan være en metalgenstand, der kommer tæt på, temperaturændringer eller tryk, der når et vist niveau.

I modsætning til tre-sensorer (NPN/PNP), som har brug for deres egen strømforbindelse til intern elektronik, er en to-sensor enklere. Den har ikke en separat strømindgang. I stedet sender den styrekredsløbets strøm igennem til belastningen (i vores tilfælde relæets input), når den tænder.

Almindelige eksempler, du ofte vil se, inkluderer:

Mekaniske endestopkontakter på transportbånd eller maskinafskærmninger.

Reed-kontakter, der bruges i sikkerhedssystemer til dør- og vinduesovervågning.

Simple bimetal termostater til temperaturstyring.

Svømmerafbrydere til registrering af væskeniveau i tanke.

Mellemrelæet

Et mellemrelæ fungerer som en elektrisk forstærker og isolator. Den bruger et kontrolsignal med lav-effekt, som det fra vores to-ledersensor, til at skifte et separat, meget højere-strømkredsløb. Dette højere-strømkredsløb driver en belastning som en motor, varmelegeme eller stor kontaktor.

Der er to hovedtyper: Elektromekaniske relæer (EMR'er) og Solid-State Relays (SSR'er). Dit valg mellem dem afhænger af, hvad din applikation har brug for for hastighed, hvor længe den skal holde, og det elektriske miljø.

Forstå SSR'er bedre

Solid-State-relæer er kraftfulde, men følsomme enheder. Ikke at forstå, hvordan de fungerer, er hovedårsagen til, at de fejler. Dette afsnit giver dig information på ekspertniveau på-niveau, så du trygt kan vælge, identificere og tilslutte enhver SSR uden forvirring.

At finde SSR-terminaler

De fleste fejl starter med at blande input- og outputterminalerne. Kontroller altid producentens datablad først. Men du kan ofte identificere dem ved at se, når et dataark ikke er tilgængeligt.

Kontrolsiden, eller solid state-relæindgangen, er det sted, hvor du tilslutter det lave-strømsignal fra dit sensorkredsløb. Se efter disse tegn:

Mærkning: Terminaler siger ofte "INPUT" eller "CONTROL". For DC-indgange vil du se polaritetsmarkeringer som + og -. For AC-indgange, se efter ~ eller A1 og A2.

Spændingsområde: Etiketten viser et lavspændingsområde, såsom 3-32VDC eller 90-250VAC. Dette er den spænding, der skal til for at tænde relæet.

Fysisk størrelse: De skrueterminaler og ledninger, der går til dem, er normalt mindre, da de kun håndterer nogle få milliampere strøm.

Belastningssiden eller udgangen er det sted, hvor du tilslutter det høje-strømkredsløb, du vil skifte.

Mærkninger: Disse terminaler siger ofte "OUTPUT" eller "LOAD". De kan være markeret med L1 og T1 eller kun ~-symboler.

Spændings-/strømværdi: Mærkaten viser en meget højere rating, såsom 24-480VAC, 25A. Dette viser den maksimale spænding og strøm relæet kan skifte.

Fysisk størrelse: Terminalerne er meget større og stærkere for sikkert at håndtere høje strømme og slippe af med varme.

AC vs. DC SSR'er

En vigtig forskel er, om en SSR er lavet til at skifte en vekselstrømbelastning (AC) eller en jævnstrømsbelastning (DC). Dette afhænger af den halvleder, der bruges til at skifte, ikke kun styrespændingen.

AC output SSR'er bruger interne dele som TRIAC'er eller Silicon-Controlled Rectifiers (SCR'er). Mange har registrering af "nul-krydsning". Denne smarte funktion venter på, at AC-sinusbølgen er tæt på nul volt, før den slår belastningen til eller fra. Dette reducerer kraftigt elektrisk støj (EMI) og startstrøm, hvilket får belastningen til at holde længere.

DC-output SSR'er bruger MOSFET'er eller transistorer med høj-effekt. De fungerer som en ekstremt hurtig og kraftfuld kontakt til DC-belastninger som solenoider, DC-motorer og DC-drevne varmelegemer. De har ikke nul-gennemgang funktionalitet, fordi det ikke er nødvendigt for DC.

Den gyldne regel er absolut: Brug aldrig en DC-udgangs-SSR til at skifte en AC-belastning, eller en AC-output-SSR til at skifte en DC-belastning. En AC-belastning vil sandsynligvis ødelægge en DC SSR øjeblikkeligt. En AC SSR brugt på en DC-belastning vil tænde, men vil sandsynligvis ikke slukke, da den venter på et nul-krydsningspunkt, der aldrig vil komme i et DC-kredsløb.

Optokobler isolering

Magien bag en SSR's sikkerhed er optokoblerisolering. Inde i relæet er der ingen fysisk elektrisk forbindelse mellem input (kontrol) kredsløbet og output (belastning) kredsløb.

Mekanismen er enkel, men genial: Når du tilfører spænding til indgangsterminalerne, tændes en intern LED. Dette lys skinner hen over et lille mellemrum på en foto-følsom transistor på outputsiden. Fototransistoren tænder derefter hovedomskiftningshalvlederen (TRIAC eller MOSFET) for at forsyne belastningen.

Dette skaber en galvanisk isolationsbarriere. Den beskytter dine følsomme og lav-kontroldele-som sensoren, en PLC eller en mikrocontroller-mod høje-spændingsspidser, elektrisk støj og større fejl, der kan ske på siden med høj-effekt.

Almindelige ledningsfejl

Mange års erfaring i marken viser, at de fleste SSR-fejl kommer fra nogle få almindelige ledningsfejl, der kan forhindres. At forstå disse vil spare dig tid, penge og frustration.

Reversering af inputpolaritet. På en DC--indgangs-SSR, vil tilslutning af den positive kontrolledning til den negative terminal og omvendt-versa stoppe relæet i at fungere. Afhængigt af modellen kan det også permanent beskadige indgangskredsløbet. Dobbelttjek altid-markeringerne + og -.

Tilslutning af belastningen til indgangen. Dette er en fatal, men overraskende almindelig fejl. Indgangsterminalerne er designet til nogle få milliampere strøm. Tilslutning af en multi-amp-belastning til dem vil ødelægge inputkredsløbet øjeblikkeligt.

Ignorer køleplader. SSR'er er ikke perfekt effektive; de laver varme, når de leder strøm. En god regel er at planlægge omkring 1,5 watt varme for hver ampere belastningsstrøm. For enhver belastning, der trækker mere end et par ampere, er en køleplade ikke valgfri-det er påkrævet. Overophedning er den største dræber af SSR'er.

Glemmer minimumsbelastningsstrøm. Nogle AC SSR'er, især ikke-nul-krydsende typer, har brug for en lille mængde strøm for at strømme gennem belastningen for at fungere korrekt. Hvis din belastning er meget lille (som en lille LED-indikator), kan SSR muligvis ikke låse på eller flimre.

Uoverensstemmende belastningstype. Det er risikabelt at bruge en SSR, der er klassificeret til en "resistiv" belastning (som en varmelegeme) til at skifte en meget "induktiv" belastning (som en motor eller solenoide). Induktive belastninger kan skabe en stor spændingsspids (tilbage-EMF), når de er slukket, hvilket kan beskadige SSR'ens output. Til disse belastninger skal du vælge en SSR, der er specifikt klassificeret til induktiv kobling, eller brug et eksternt snubberkredsløb.

Hovedopgaven: Ledningsføring

Nu hvor du forstår delene og potentielle problemer, kan vi gå videre til hovedopgaven. Dette afsnit giver klare, trinvise--instruktioner til at forbinde din to-trådssensor til både SSR'er og EMR'er.

Sikkerhed først

Før du rører en ledning, skal du følge de væsentlige sikkerhedstrin. Elektrisk arbejde har indbygget-risici, og der er ikke plads til genveje.

Sluk ALTID og lås alle relaterede strømkilder ude, før arbejdet påbegyndes. Dette inkluderer både styreeffekten og belastningseffekten.

Kontroller, at kredsløbet er dødt ved hjælp af et korrekt klassificeret multimeter. Test dit måler på en kendt strømkilde først, og test derefter det kredsløb, du skal arbejde på.

Brug ledninger af den rigtige størrelse til den forventede belastningsstrøm. Ledninger, der er for små, kan overophedes og skabe brandfare.

Sørg for, at alle skrueterminalforbindelser er stramme og sikre. En løs forbindelse kan forårsage lysbuedannelse og intermitterende drift.

Hvis du nogensinde er usikker på et trin, skal du stoppe op og spørge en kvalificeret elektriker.

Scenarie 1: Tilslutning til en SSR

Logikken her er at skabe et simpelt seriekredsløb. Strømforsyningen, sensoren med to-tråde og SSR'ens input er alle forbundet i en enkelt sløjfe. Når sensoren lukker, fuldender den sløjfen og aktiverer SSR.

Nødvendige komponenter:

Styrestrømforsyning (f.eks. 24VDC)

To-trådssensor

Solid-State-relæ (med en matchende DC-indgang)

Tilslutningsledninger

Trin-for-trin instruktioner:

Find terminaler. Bekræft + og - på din strømforsyning. Find de to ledninger fra din sensor. På SSR'en skal du finde DC-indgangsterminalerne, normalt mærket 3 (+) og 4 (-).

Tilslut strøm til sensor. Tilslut en ledning fra den positive (+) terminal på din kontrolstrømforsyning til en af ​​de to ledninger fra sensoren.

Tilslut sensor til SSR. Tilslut den anden ledning fra sensoren til den positive indgangsterminal på SSR (som klemme 3).

Fuldfør kredsløbet. Tilslut en ledning fra den negative indgangsterminal på SSR (som terminal 4) tilbage til den negative (-) terminal på din kontrolstrømforsyning.

Endelig kontrol. Styrekredsløbet er nu færdigt. Når sensoren aktiveres (lukker), vil den tillade strøm at flyde fra strømforsyningen, gennem sensoren, gennem SSR'ens indgang og tilbage til forsyningen, hvorved SSR'en tændes.

For at få en komplet installation, vil du derefter forbinde dit høje-strømbelastningskredsløb til udgangsterminalerne på SSR. Tilslut f.eks. AC-linjen til terminal 1 og tilslut terminal 2 til din AC-belastning. Den anden side af AC-belastningen vil forbinde tilbage til AC Neutral.

Scenarie 2: Tilslutning til en EMR

Princippet for ledning af et elektromekanisk relæ er det samme som for et SSR. Den eneste forskel er terminologien for indgangsterminalerne. I stedet for en polariseret elektronisk indgang, aktiverer du en simpel trådspole.

Trin-for-trin instruktioner:

Find terminaler. Find din kontrolstrømkilde og sensorledninger. På EMR'en skal du finde spoleterminalerne. Disse er næsten altid mærket A1 og A2. For de fleste industrielle relæer er spolen ikke polariseret, så polariteten af ​​DC-forbindelsen er ligegyldig.

Forbind i serie. Følg den samme serielogik, opret kredsløbet:

Tilslut den positive (+) af strømforsyningen til den ene ledning af sensoren.

Tilslut sensorens anden ledning til A1-terminalen på relæet.

Tilslut A2-terminalen på relæet tilbage til den negative (-) på strømforsyningen.

Når sensoren lukker, fuldender den kredsløbet, og strømmen løber gennem spolen. Dette skaber et magnetfelt, der fysisk trækker de interne kontakter lukkede, og skifter belastningskredsløbet forbundet med relæets fælles (COM), normalt åbne (NO) og normalt lukkede (NC) terminaler.

Avancerede overvejelser

Grundlæggende ledninger vil løse de fleste problemer, men installationer i professionel-kvalitet skal forudse ikke-oplagte problemer. Dette afsnit dækker almindelige, men komplekse problemer, som kan være frustrerende at fejlfinde uden forudgående erfaring.

Den "utætte" sensor

Nogle faststof--sensorer (såsom visse nærheds- eller fotoelektriske sensorer) er ikke perfekte kontakter. Selv når de er i "slukket" tilstand, kan de tillade en meget lille mængde lækstrøm at passere igennem.

Problemet opstår, når denne lækstrøm er lige høj nok til at blive opdaget af en meget følsom SSR-indgang. SSR mener, at denne lille strøm er et "on"-signal, hvilket får relæet til at forblive strømførende eller flimre, selv når sensoren formodes at være slukket.

Løsningen er at installere en udluftningsmodstand, også kaldet en dummy belastningsmodstand. Denne modstand er forbundet parallelt med SSR'ens indgangsterminaler (+ og -).

Det virker ved at give en lettere, alternativ vej for den lille lækstrøm til at flyde til jorden. Denne strøm er for lav til at udvikle en signifikant spænding over modstanden, så SSR'ens input ser aldrig triggerspændingen og forbliver korrekt i slukket tilstand. Når sensoren tænder korrekt, giver den strøm nok til at aktivere både modstanden og SSR-indgangen og tænder relæet som tilsigtet.

Som et praktisk udgangspunkt for et typisk 24VDC styresystem er en 2,2kΩ (2200 Ohm), 1/2 Watt modstand et almindeligt og effektivt valg.

Oversigt over hurtig fejlfinding

Når tingene ikke fungerer som forventet, er en systematisk tilgang nøglen. Dette diagram viser de mest almindelige symptomer, deres sandsynlige årsager og de korrekte løsninger.

Ledninger med tillid

Sådan forbindes to-sensoren til det mellemliggende relæ er en grundlæggende opgave inden for industriel automation og kontrol. Kerneprincippet er et simpelt seriekredsløb, hvor sensoren fungerer som gatekeeper for den strøm, der aktiverer relæet.

Succes ligger dog i detaljerne. At forstå de kritiske forskelle mellem solid state-relæets input-output, respektere nuancerne i AC DC SSR-forskellen og værdsætte den beskyttende rolle af optokoblerisolering er, hvad der adskiller en novice fra en professionel.

Ved at følge denne vejledning har du nu viden om ikke kun at forbinde, men også at fejlfinde og forbedre forbindelsen mellem en sensor og et relæ. Du kan komme videre med tillid til, at din installation vil være sikker, pålidelig og bygget til at holde.

Hvordan bestemmer man kvaliteten af ​​et 12V relæ? Komplet testvejledning

Hvad skal jeg gøre, hvis 12V-relæet ikke går i indgreb, men spolen er strømførende?

Hvad er funktionen af ​​et 12V relæ i en motorcykel? Komplet guide

12V relæ DIN-skinneinstallation: Komplet vejledning til industripaneler