Relæer og optokoblere i praksis

Benyt dig af vores erfaring igennem mere end 35 år!

×

Nyttig viden og applikationer

Relæer eller optokoblere?

Store ledningsafstande
kombineret med 2-ledersensorer

Belysningssystemer

Karakteristika og fordele:

Som hjælp til udvælgelsen af produkter har vi lavet en kort opsummering over ligheder og forskelle på relæer og optokoblere.

Karakteristika og fordele

Relæ eller optokobler?

RelæOptokobler/solid state-relæ
Elektrisk isolerede indgangs- og udgangskredsløb
Justerer forskellige signalniveauer
Forstærker og/eller fordobler signaler
Elektrisk isolerede indgangs- og udgangskredsløb
Justerer forskellige signalniveauer
Forstærker og/eller fordobler signaler
Immunitet over for elektromagnetisk interferens og transienter Lang levetid – intet mekanisk slid på kontakter
Stor, kortvarig overbelastning på indgangs- og udgangssiden uden tab af funktionalitet Høj koblingsfrekvens grundet korte on- og off-tider
Minimalt koblingstab/omfattende effektkobling Ikke påvirket af stød og vibration
Et enkelt modul kobler både jævnstrøm og vekselstrøm
(meget alsidigt)
Ingen kontaktprel
Ingen lækagestrøm i belastningskredsløbet (luftisolering) "Støjfri" kobling
Mulighed for flere kontakter
(kontrolsignal kobler flere belastningskredsløb)
Lav styrestrøm
Koblingsstatus er delvist synlig Korte reaktionstider
Isolering imellem spole og kontaktsæt Ingen elektromagnetisk stråling fra indkoblingsgnister eller spolen – ingen interferens til de tilstødende moduler eller elektroniske komponenter under kobling

Skelnen mellem optokobler og Solid State-relæ

OptokoblerSolid state-relæ
Monteret eller loddet på print
- kan ikke udskiftes
Stikbart på sokkel
- kan udskiftes ved reparation
Et stort antal varianter giver applikationsfleksibilitet og nye muligheder Nem udskiftning fra elektronisk til elektromekanisk koblingselement

Driftsikkert skift trods kobling

Relæmodulerne skal bruge den nominelle spænding UN for at koble. Men det er kun nødvendigt med en holdespænding på 15 % af den nominelle spænding. I standardkredsløb opererer alle relæmoduler driftsikkert. Men i kredsløb med lange, parallelle ledninger, i kredsløb med aktive 2-ledersensorer eller med digitale AC-styreudgange kan en lav holdespænding medføre fejlfunktion. Modulerne kobler ikke længere fra.

Eksempel på anvendelse, ledningskapacitet (niveaumåling)Eksempel på anvendelse, 2-ledersensorer (detektion af pakkebelastning)

Denne effekt forekommer ofte ved opdatering af systemer, ændring af gamle "strømslugende" til nye "strømbesparende" relæmoduler.

Hvad er årsagerne, og hvordan kan det løses?

Lange, parallelle ledninger kobles kapacitetsmæssigt sammen. Energi overføres derefter til en tilstødende leder. Aktive 2-ledersensorer, såsom proximity switches og niveaumålere, kræver normalt som minimum en kontinuerlig strøm for at sikre, at holdespændingen fastholdes i relæets styreledninger. Grundet denne adfærd kan relæet ikke koble korrekt.

Til sådanne applikationer har WAGO udviklet særlige RC-led, der kan modstå interferenskobling, og integreret dem direkte i relæmodulerne. Modulerne minimerer de uønskede spændinger med minimalt tab og muliggør en kobling.

Kortvarige transienter – fatale konsekvenser

Til sådanne applikationer har WAGO udviklet særlige RC-led, der kan modstå interferenskobling, og integreret dem direkte i relæmodulerne. Modulerne minimerer de uønskede spændinger med minimalt tab og muliggør en kobling.

En kondensator i indgangskredsløbet for mange ECG'er forårsager en markant transient ved tænding, som langt kan overstige 10 gange den nominelle strøm. Så selv hvis strømmen blot varer ved i nogle få millisekunder, kan det få relækontakterne til at svejse sammen.

Hvad skal man tage højde for ved planlægning af belysningssystemer?

Ved valg af relæer skal der helt sikkert tages højde for koblingsstrømmen. Standardrelæer når hurtigt deres grænse. Til sådanne applikationer har WAGO udviklet relæmoduler med kontakter, der på en sikker måde kan styre kortvarige store transienter i koblingsstrømmen. Kontaktmaterialet forhindrer kontakterne i at sætte sig fast eller svejse sammen.

Til maksimale koblingsstrømme fås relæmoduler med to kontakter, som arbejder parallelt. Den første kontakt består af tungsten af høj styrke og fanger transienten. Den anden kontakt består af en stærkt ledende sølvlegering, der håndterer driftstrømmen.

Som alternativ til relæer er der i WAGO's produktprogram optokoblere og solid state-relæer til brug ved kapacitive belastninger. Særlige konstruktioner med nul spændingskoblinger reducerer transienterne.

Nyttig viden og applikationer

Sikkerhedsrelaterede kredsløb

Små kredsløbsbelastninger/hårde omgivelser

Bygningsautomation

Funktionel sikkerhed

Der skal anvendes særlige komponenter for at overholde relevante bestemmelser og regler for funktionel sikkerhed.

I EN 50205-standarden skelnes der imellem to kontakter efter typen af positiv betjening:
Type A: Relæ, hvor alle kontakterne er mekanisk forbundne Type B: Relæer, der både har mekanisk forbundne og ikke mekanisk forbundne kontakter

Disse komponenter skal leve op til strenge krav. Ved relæmoduler skal der anvendes trykførte kontakter med mindst én bryde- og sluttekontakt. De skal være mekanisk forbundne, så bryde- og sluttekontakter ikke kan lukkes eller åbnes på samme tid. Dette giver mulighed for tydeligt at identificere fejl grundet åbningsfejl. Kun fejl grundet åbnings- og isoleringsfejl er vigtige i sikkerhedsspørgsmål.

I et kredsløb kan en åben brydekontakt registreres af en lukket brydekontakt. Det samme gælder for en lukket sluttekontakt, når brydekontakten er åben.

Naturligvis gælder kravene i EN 50205 også for relæer med skiftekontakter i sikkerhedsrelaterede kredsløb. I henhold til standarden kan der kun anvendes bryde- eller sluttekontakt i en skiftekontakt, og skiftekontakterne skal være positivt styret. Derfor kan der kun anvendes relæer med mindst to skiftekontakter i sikkerhedsrelaterede kredsløb.

Kontaktmaterialet er afgørende

I visse sektorer, såsom kemikaliefabrikker og stålværker samt spildevandsanlæg, er forekomsten af aggressive gasser almindelig. Højere forureningsniveauer samt høj luftfugtighed og høje temperaturer har en negativ indvirkning på elektriske komponenter.

KontaktmaterialeAnvendelsesområde
AgNi – sølv-nikkel-kontakt Modstandsbelastninger
AgSnO2– sølv-tin-oxid-kontakt Til høje koblingsbelastninger, primært i forsyningsspændingsapplikationer med høje koblingsstrømme
Meget lav risiko for svejsning, god resistens over for sammenbrænding
Lav materiale-materiale-migration ved kobling fra DC
AgCdO – sølv-kadmium-kontakt Induktive AC-belastninger
Til høje koblingsbelastninger, primært i forsyningsspændingsapplikationer med høje koblingsstrømme
Lav risiko for svejsning, god resistens over for sammenbrænding
AgNi + Au – sølv-nikkel-kontakt med hård guldbelægning Lille belastningsområde
Meget korrosionsbestandig; vigtigt materiale til driftsikker kontakt ved lave koblingskapaciteter

Overfladerne i sølvlegeringerne har tendens til oxidering, der medfører en øget kontaktmodstand. Det er ikke noget problem ved kobling af større belastninger, da det medfører stadig mindre rengørende elektriske buer. Dette er ikke tilfældet ved mindre belastninger. Der er ikke nok energi til at opbryde og rengøre oxidlaget termisk. Dette medfører fejlfunktioner, der kan forhindres ved brug af kontakter med hårde guldbelægninger. Guld danner ikke et oxidlag, og det er også meget modstandsdygtigt over for korrosion i hårde omgivelser.

WAGO har suppleret sit program af relæer med en version med hård guldbelægning til kobling af små belastninger. De er beregnet til sådanne applikationer og garanterer driftsikker signaloverføring i en lang periode.

Manuel og elektrisk kobling

Der er nogle konkrete fordele ved at koble individuelle kredsløb specifikt uden kobling af controlleren i en række applikationer, f.eks. ved opstart.

Eksempel på anvendelsesområde, bygningsautomation

Til komplekse bygningsautomationssystemer kan individuelle bygningssystemer kontrolleres og igangsættes uafhængigt af controlleropsætningen. Det samme gælder for igangsætning af industrielle processer. Ved fejlfinding – eller for at sikre begrænset manuel betjening – sætter service- og vedligeholdelsesmedarbejdere pris på muligheden for manuel betjening.

Mekanisk eller elektrisk, manuel betjening

WAGO tilbyder to alternativer til relæmoduler med manuel betjening. Det første alternativ er beregnet til manuel betjening via frontpanel, dvs. at kontakterne kun lukkes manuelt. Ved manuel betjening er modulerne begrænset til omkring 100 koblingsoperationer. Til automatisk anvendelse gennemfører disse moduler det sædvanlige antal koblingsoperationer for relæet.

I forbindelse med det andet alternativ med manuel betjening er relæspolen elektrisk forbundet. Betjeningsstatus kan indstilles via en Manuel/OFF/Auto-kontakt på frontpanelet. Relæmodulerne gennemfører det sædvanlige antal koblingsoperationer for relæet uden begrænsning.

Nyttig viden og applikationer

Reducerer omkostninger til lager og service

Specifikke krav vedr. jernbaner

Holdbare og slidfri

Alsidigt

I princippet er relæmoduler med et stort indgangsspændingsområde fuldendte, hvilket gør dem velegnede til stort set alle applikationer. Ligesom WAGO's standardrelæmoduler overholder de alle relevante standarder og bestemmelser.

Omkostninger til lager og vedligeholdelse kan også reduceres betragteligt, da ét enkelt modul dækker næsten alle standardspændingsområder.

Disse relæmoduler er designet til DC- og AC-spændinger fra 24 til 230 V, de kan tilsluttes kontinuerlig strøm op til 6 A og har samme antal koblingscyklusser som standardudgaverne. De anbefales til en række applikationer, f.eks. service og vedligeholdelse.

Teknikere og vedligeholdelseseksperter behøver kun ét relæmodul til alle spændinger, der er let tilgængeligt i tilfælde af fejl, så det defekte relæ kan udskiftes. Det er ikke længere nødvendigt med et omfattende lager af relæmoduler til forskellige spændingsområder.

Princippet om "ét modul til alle applikationer" optimerer også produktionen og lageret for producenter med små produktioner, som eksporteres internationalt. De har kun behov for ét relæmodul som verdensstandard. WAGO udstyrer relæmodulerne med push in-CAGE CLAMP®-tilslutningsteknologi for at gøre dem lettere at bruge og sikre de elektriske tilslutninger.

Vibration, stød og temperatur

Jernbanesystemer har to grundlæggende anvendelsesområder: Der er faste installationer i signalbokse, turnout-systemer og adgangssystemer på den ene side. På den anden side er der installationer i jernbanetog. EN 50155 er afgørende på dette område, og den afviger markant fra traditionelle industristandarder.

Vibration og stød: klassifikation iht. EN 61373 Vibration og stød: klassifikation iht. EN 61373 Vibration og stød: klassifikation iht. EN 61373
Kategori Placering Beskrivelse af enhedsplacering
1 Klasse A M N O
I og J
Komponenter kan sættes direkte på eller i jernbanetoget
1 Klasse B D Komponenter installeret i en styretavle under gulvet, hvor tavlen er sat på selve jernbanetoget
1 Klasse B K og E Komponenter installeret i en stor, indvendig styretavle, hvor tavlen er sat på selve jernbanetoget
1 Klasse B F Komponenter som elementer i en præfabrikeret enhed installeret i en styretavle, hvor tavlen er sat på selve jernbanetoget
    Styretavler, præfabrikerede enheder og komponenter sat på understellet af et jernbanetog
3 H Styretavler, enheder og komponenter eller samlinger sat på hjulsættet på et jernbanetog
Omgivende driftstemperatur iht. EN 50155
  Jernbanetogets udvendige omgivende temperatur Styretavlens indvendige temperatur Styretavlens indvendige overtemperatur
(< 10 min.)
Lufttemperatur på printet
T1 -25 ... +40 °C -25 ... +55 °C +15 K -25 ... +70 °C
T2 -40 ... +35 °C -40 ... +55 °C +15 K -40 ... +70 °C
T3 -25 ... +45 °C -25 ... +70 °C +15 K -25 ... +85 °C
TX -40 ... +50 °C -40 ... +70 °C +15 K -40 ... +85 °C

Alle komponenter, der bruges i jernbaneapplikationer, skal fungere driftsikkert ved spændinger på mellem 70 og 125 % af den nominelle spænding. Kortvarige transienter op til 1,4 gange den nominelle spænding må ikke forårsage skader.

Afvigelser fra disse regler gælder kun for komponenter, der drives af stabiliserede spændingsforsyninger. Udsving på ±10 % af den nominelle spænding tolereres – værdier, der er almindelige for industrielle applikationer.

Komponenter, såsom relæmoduler, udsættes for ekstreme temperaturer fra mellem -40 og +70 C i jernbaneapplikationer afhængigt af anvendelsesområdet. Det sker, da styretavlen sommetider er installeret i en stålindkapsling under passagerkupéen, som ikke er temperaturstyret.

I princippet – afhængig af installationens placering og varmeforholdet – opdeles anvendelsesområderne for elektriske komponenter i 4 temperaturklasser fra T1 til TX. Erfaringer har vist, at en række applikationer falder ind under klasse T3, der svarer til temperaturområdet -25 til +70 C. Alle WAGO's relæmoduler til jernbaneapplikationer passer til de højeste klasser, T3 eller TX.

Belastninger grundet vibrationer og stød er også væsentlige på jernbanetog. EN 61373 "Jernbaneanvendelser - Rullende materiel - Stød- og vibrationsprøvninger" beskriver i detaljer de mekaniske indvirkninger ved brug.

WAGO's relæmoduler lever op til alle krav til anvendelse inden for jernbanedrift i kategori 1A til 1B. Takket være fjedertilslutningsteknologien giver de også modstandsdygtighed over for stød og vibrationer.

Optokoblere og solid state-relæer

WAGO har udviklet en lang række optokobler- og SSR-moduler til industrielle applikationer. Optokoblerne er integreret direkte i indkapslingen for alle WAGO's optokoblermoduler. SSR-modulerne kan udskiftes med solid state-relæer, som er PIN-kompatible med alle standardrelæer.

Eksempel på anvendelse: galvanisk isolering, f.eks. omdr.tællerEksempel på anvendelse: signalforstærkning, f.eks. trykluftventil

Der er en omfattende portefølje med versioner til både DC- og AC-spændinger. De er designet til nominelle spændingsområder for indgangen fra 5 til 230 V og for udgangen fra 3 til 280 V.

Det integrerede kredsløb beskytter og sikrer en god drift for alle applikationer, også applikationer med store indkoblings- og udkoblingsstrømme. Dette gælder for både glødepærer med ohmsk belastning og ECG'er med kapacitiv belastning samt for magnetventiler med induktive spoler til håndtering af deres hårdt belastende udkoblingsstrømme.

Til anvendelsesområder med høje koblingstransienter har WAGO udviklet optokoblere og solid state-relæer med nulspændingskobling. Det reducerer transienter.

Som interfacemodul mellem procesperiferier samt som styrings- og signaludstyr udmærker optokoblere og solid state-relæer (SSR) sig ved følgende fordele:

- Lang levetid
- Intet mekanisk slid
- Intet kontaktprel
- Korte clearingstider
- Lav koblingsstrøm
- Lydsvag
- Stød- og vibrationsmodstandsevne

Relæer og optokoblere/solid state-relæer

Vil du benytte dig af vores mange års erfaring?

Vores produktspecialister står parat til at hjælpe dig.

Har du spørgsmål?
Du er velkommen til at kontakte os
+ 45 44 35 77 77

» Kontakt

DOWNLOADS

Relays and Optocouplers – brochure (EN)
Download (Pdf, 5,35 MB)
INTERFACE ELECTRONIC - brochure (EN)
Download (Pdf, 10,06 MB)