Przekaźniki i optoseparatory w zastosowaniu

Skorzystaj z naszego ponad 35-letniego doświadczenia!

×

Informacje i zastosowania

Przekaźnik czy optoseparator?

Długie przewody
i czujniki 2-przewodowe

Instalacje oświetleniowe

Właściwości i zalety

Aby ułatwić wybór odpowiedniego produktu, zestawiliśmy podobieństwa i różnice między przekaźnikami i optoseparatorami.

WŁAŚCIWOŚCI I ZALETY

Przekaźnik czy optoseparator?

PrzekaźnikiOptoseparatory/przekaźniki półprzewodnikowe
Separacja galwaniczna między obwodami wejściowym i wyjściowym
Dopasowanie zróżnicowanych poziomów sygnału
Wzmocnienie i/lub powielenie sygnału
Separacja galwaniczna między obwodami wejściowym i wyjściowym
Dopasowanie zróżnicowanych poziomów sygnału
Wzmocnienie i/lub powielenie sygnału
Odporność na zakłócenia elektromagnetyczne i chwilowe przepięcia Duża trwałość ze względu na brak mechanicznego zużycia zestyków
Możliwość krótkotrwałych przeciążeń po stronie wejść i wyjść bez wpływu na funkcjonalność Wysoka częstotliwość łączeniowa dzięki krótkim czasom załączenia i wyłączenia
Niewielkie straty przy przełączaniu/odporność przy wysokich mocach łączeniowych Odporność na udary i wibracje
Jeden moduł do załączania prądu stałego lub przemiennego (do uniwersalnego zastosowania) Brak drgania zestyków
Brak prądu upływu w obwodzie obciążenia ze względu na izolację powietrzną Niesłyszalne załączanie
Możliwy układ wielozestykowy
(jeden sygnał sterowniczy załącza wiele obwodów obciążenia)
Wymagana niewielka moc sygnału sterowniczego
Stan załączenia rozpoznawalny na pierwszy rzut oka Krótkie czasy załączania
Bezpieczna separacja między cewką i układem zestyków Brak promieniowania elektromagnetycznego na skutek braku wyładowań pomiędzy stykami oraz braku cewki, a tym samym brak zakłóceń sąsiadujących ze sobą podzespołów lub komponentów elektronicznych w momencie załączenia

Róźnice między optoseparatorami i przekaźnikami półprzewodnikowymi

OptoseparatoryPrzekaźniki półprzewodnikowe
Wbudowane na stałe lub lutowane na płytce
- Brak możliwości wymiany
Mocowane wtykowo na podstawce montażowej
- Możliwość wymiany w przypadku uszkodzenia
Możliwość optymalnego dostosowania do aplikacji dzięki dużej liczbie wariantów Łatwa wymiana elementu załączającego elektromechnicznego na elektroniczny i odwrotnie

Niezawodne przełączanie mimo sprzężeń

Aby pobudzić przekaźnik, wymagane jest napięcie na poziomie napięcia nominalnego UN. Do pracy wystarczy im jednak napięcie podtrzymania, wynoszące zaledwie 15% napięcia nominalnego. W obwodach standardowych wszystkie moduły przekaźnikowe działają niezawodnie. Natomiast w obwodach wykorzystujących długie przewody prowadzone równolegle oraz w obwodach łączących 2-przewodowo aktywne czujniki lub z dwustanowymi wyjściami sterowniczymi AC zbyt niskie napięcie podtrzymania prowadzi do zakłóceń. W efekcie przekaźniki nie odpadają.

Przykład uwzględniający pojemność przewodu (pomiar stopnia napełnienia zbiornika)Przykład uwzględniający czujniki 2-przewodowe (rozpoznawanie elementów)

Ten efekt pojawia się często przy modernizacji układów, polegającej na wymianie starych "energochłonnych" modułów przekaźnikowych na nowe „energooszczędne“.

Gdzie leży przyczyna i jak ją usunąć?

Długie, równolegle prowadzone przewody są ze sobą sprzężone pojemnościowo. Między sąsiadującymi ze sobą przewodami następuje przepływ energii. W przewodzie, pomiędzy sąsiadującymi żyłami występuje pojemność pasożytnicza. I w przypadku prądu przemiennego pomiędzy tymi żyłami przepływa prąd. Może on spowodować, iż pomimo otwartego zestyku czujnika, zestyk przekaźnika pośredniczącego nie odpadnie, ponieważ nie zostanie osiągnięta minimalna wartość napięcia i prądu odpadania. Może to być powodem nieprawidłowego działania przekaźnika. .

Do tego typu aplikacji WAGO opracowało specjalne układy RC wbudowane w moduły przekaźnikowe, których zadaniem jest wyeliminowanie tego niepożądanego zjawiska. Dodatkowe dociążenie cewki powoduje odpowiednie podniesienie progu napięcia i prądu odpadania. Ograniczają one powstawanie niepożądanych napięć dzięki temu, że nie dociążają zbytnio układu oraz posiadają ściśle zdefiniowane progi załączania i wyłączania.

Krótkie impulsy prądowe – fatalne trwałe skutki

Nowoczesne lampy, wyposażone w balasty elektroniczne, mają wiele zalet. Z dużą skutecznością zapewniają niemigotliwe światło. Przy projektowaniu nowej lub modernizacji starej instalacji oświetleniowej należy uwzględnić prąd łączeniowy balastów.

Kondensator w obwodzie wejściowym wielu balastów elektronicznych powoduje przy załączaniu gwałtowy wzrost prądu, nawet ponad kilkudziesięciokrotną wartość nominalną. Chociaż trwa to tylko kilka milisekund, może spowodować sklejenie zestyków przekaźnika.

Co więc należy uwzględnić przy projektowaniu instalacji oświetleniowej?

Przy wyborze przekaźnika trzeba koniecznie zwrócić uwagę na prąd załączeniowy. Standardowe przekaźniki mają w tym względzie ograniczone możliwości. Dlatego WAGO opracowało moduły przekaźnikowe, których zestyki są przystosowane do krótkich, wysokich pików prądowych podczas załączania. Materiał, z którego są wykonane, zapobiega zgrzewaniu styków.

Do załączania wysokich pików prądowych przeznaczone są moduły przekaźnikowe z dodatkowym stykiem wyprzedzającym. Zestyk, który załącza się jako pierwszy, wykonany jest z wolframu o dużej wytrzymałości i przejmuje impet piku prądowego. Załączający się po nim drugi zestyk, wykonany ze stopu srebra o dobrych właściwościach przewodzących, przewodzi prąd roboczy.

W aplikacjach o dużych obciążeniach pojemnościowych alternatywą dla przekaźników mogą być optoseparatory i przekaźniki półprzewodnikowe, dostępne w asortymencie WAGO. Wykonania specjalne z układem włączania i wyłączania obciążenia zmniejszają impulsy prądowe do minimum.

Informacje i zastosowania

Obwody prądowe
w systemach
bezpieczeństwa

Małe moce łączeniowe
– trudne warunki
środowiskowe

Automatyka budynkowa

Bezpieczeństwo funkcjonalne

Zachowanie zgodności z dyrektywami i zaleceniami związanymi z bezpieczeństwem funkcjonalnym wymaga między innymi zastosowania specjalnych komponentów.

Norma EN 50205 rozróżnia 2 typy zestyków o określonym sposobie blokowania zestyków:
Przekaźnik ze wszystkim zblokowanymi mechanicznie zestykami. Przekaźnik z zestykami zblokowanymi mechanicznie, jak i niezblokowanymi.

Muszą one spełniać surowe wymogi.

Dla modułów przekaźnikowych minimalnym wymogiem jest mechaniczne zblokowanie zestyku zwiernego z rozwiernym. To połączenie mechaniczne musi zapobiegać występowaniu jednakowego stanu położenia zestyków NO i NC. Dzięki temu następuje jednoznaczne rozpoznanie błędu działania wynikającego z nieprawidłowego otwierania zestyku. Tylko tego typu błędy oraz uszkodzenia izolacji mają znaczenie dla bezpieczeństwa funkcjonalnego.

Z punktu widzenia techniki sterowania otwarcie zestyku zwiernego potwierdza zamknięcie zestyku rozwiernego (sygnalizacja błędu). Analogicznie zamknięcie zestyku zwiernego potwierdza otwarty zestyk rozwierny.

Te same wymagania wynikające z normy EN 50205 dotyczące obwodów elektrycznych w systemach bezpieczeństwa obowiązują również dla przekaźników ze zestykami przełącznymi. Wymaga się jednak, aby wykorzystywać z zestyku przełącznego jedynie część zwierną lub rozwierną i każdy musi być zblokowany z drugim zestykiem przełącznym. Z tego względu w systemach bezpieczeństwa mogą być wykorzystywane przekaźniki z minimum dwoma zestykami przełącznymi.

Znaczenie ma materiał zestyków

W niektórych branżach przemysłowych, np. w zakładach chemicznych i metalurgicznych oraz gospodarki komunalnej, występowanie agresywnej atmosfery jest na porządku dziennym. Wysokie stężenie szkodliwych substancji, duża wilgotność i wysokie temperatury mają negatywny wpływ na komponenty elektryczne.

Materiał zestykówZakres zastosowań
AgNi - zestyk srebrowo-niklowy Obciążenia rezystancyjne
Niewielkie obciążenia indukcyjne
Do średnich i wysokich mocy łączeniowych
AgSnO2 - zestyk srebrowo-cynowy Do dużych mocy łączeniowych, przede wszystkim w sieciach zasilających, w których występują duże prądy łączeniowe
Duża odporność na efekt zgrzewania się styków oraz wytrzymałość na łuk elektryczny
Odporność na przenoszenie materiału
AgCdO - zestyk srebrowo-kadmowy Indukcyjne obciążenia AC
Do dużych mocy łączeniowych, przede wszystkim w sieciach zasilających
Duża odporność na zgrzewanie się styków, wytrzymałość na łuk elektryczny
AgNi + Au - zestyk srebrowo-niklowy pozłacany Niskie obciążenia
Bardzo odporny na korozję; materiał zapewniający dużą niezawodność styku przy niskich mocach łączeniowych

Powierzchnie stopów srebra mają skłonność do utleniania, co prowadzi często do wzrostu rezystancji styku. Przy załączaniu większych obciążeń nie stanowi to problemu, gdyż powstający niewielki łuk elektryczny powoduje oczyszczenie styku. Przy mniejszych obciążeniach dzieje się inaczej. Wytworzona ilości energii nie wystarcza do termicznego usunięcia utlenionej warstwy i tym samym oczyszczenia styku. Tego efektu można uniknąć stosując zestyki pozłacane. Złoto nie utlenia się i nawet w niekorzystnych warunkach zewnętrznych jest bardzo odporne na korozję.

Do załączania niewielkich obciążeń WAGO oferuje specjalne warianty przekaźników z pozłacanymi zestykami. Są one przeznaczone specjalnie do takich zastosowań i gwarantują niezawodny przepływ sygnałów przez długi czas.

Załączanie ręczne i elektryczne

Precyzyjne załączanie poszczególnych obwodów prądowych, bez udziału systemu sterowania, jest w wielu przypadkach bardzo przydatne, na przykład podczas rozruchu.

Przykład zastosowania w automatyce budynkowej

W złożonych układach sterowania budynkiem istnieje możliwość przetestowania i uruchomienia poszczególnych urządzeń niezależnie od sterownika. To samo dotyczy rozruchu w procesach przemysłowych. Służby serwisowe bardzo cenią sobie opcję ręcznego przełączania przy lokalizacji błędów lub sprawdzenia funkcjonowania.

Przełączanie ręczne mechaniczne lub elektryczne

WAGO oferuje dwie wersje modułów przekaźnikowych z ręcznym pobudzeniem. Pierwszy wymaga manipulacji elementami umieszczonymi w obudowie urządzenia, tzn. poprzez ręczne przełączenie. W trybie ręcznym żywotność ograniczona jest do ok. 100 cykli łączeniowych. W trybie automatycznym utrzymują pod tym względem standardową trwałość mechaniczną.

W drugim wariancie trybu ręcznego pobudzenie odbywa się poprzez podanie napięcia na cewkę przekaźnika. Na urządzeniu można ustawić przełącznikiem tryb pracy ręczny-0-automatyczny. W trybie automatycznym utrzymują standardową trwałość mechaniczną bez ograniczeń.

Informacje i zastosowania

Redukcja kosztów magazynowania i serwisowania

Wymagania w transporcie szynowym

Długa żywotność
i wytrzymałość mechaniczna

Wszechstronność zastosowań

Moduły przekaźnikowe z szerokim zakresem napięcia wejściowego są urządzeniami wszechstronnymi, sprawdzającymi się we wszystkich zastosowaniach. Spełniają wszystkie wymagane normy i wytyczne, podobnie jak standardowe moduły przekaźnikowe WAGO.

Jeden wariant przekaźnika obsługuje niemal wszystkie poziomy napięcia. Dzięki temu możliwe jest zredukowanie kosztów magazynowania i serwisowania. Jeden wariant przekaźnika obsługuje niemal wszystkie poziomy napięcia. Dzięki temu możliwe jest zredukowanie kosztów magazynowania i serwisowania.

Moduły przekaźnikowe dostępne są w wykonaniach dla napięcia stałego i przemiennego od 24 V do 230 V, mogą załączać graniczne prądy stałe do 6 A i oferują taką samą liczbę cykli łączeniowych, co standardowe przekaźniki. Mają one wiele zastosowań, np. do utrzymania ciągłości ruchu oraz serwisowania.

Służby techniczne oraz pracownicy utrzymania ruchu potrzebują przekaźnika przeznaczonego do wszystkich rodzajów napięć, aby mają go zawsze pod ręką, wymienić uszkodzony modułu o dowolnym napięciu wejściowym. Stąd nie ma konieczności przechowywania na magazynie przekaźników do różnych napięć.

Zasada „jeden moduł do wszystkich zastosowań“ optymalizuje także produkcję i gospodarkę magazynową tych firm, które wytwarzają krótkie serie produktów. One zazwyczaj używają jako standard jednego typu przekaźnika. Łatwą obsługę i niezawodną jakość połączeń elektrycznych w modułach przekaźnikowych WAGO gwarantuje obecność zacisku Push-in CAGE CLAMP.®

Drgania, udary i temperatura

Zasadniczo w technice kolejowej rozróżniamy dwa obszary zastosowań urządzeń. Z jednej strony są to stałe instalacje w nastawniach, zwrotnicach oraz systemach kontroli dostępu, z drugiej strony instalacje w pojazdach szynowych. Podstawowe znaczenie dla tej branży ma norma EN 50155, częściowo odbiegająca znacznie od norm przemysłowych.

Drgania i udary: podział na grupy zgodnie z EN 61373 Drgania i udary: podział na grupy zgodnie z EN 61373 Drgania i udary: podział na grupy zgodnie z EN 61373
Kategoria Pozycja Opis warunków zabudowy urządzenia
1
Klasa A
M N O
I i J
Podzespoły montowane bezpośrednio na lub w pojazdach
1
Klasa B
D Podzespoły zabudowane w skrzynkach podłogowych, montowanych przy szafkach rozdzielczych pojazdów
1
Klasa B
K i E Podzespoły zabudowane w dużych wewnętrznych skrzynkach rozdzielczych, montowanych przy szafkach rozdzielczych pojazdów
1
Klasa B
F Podzespoły będące częścią większych zespołów urządzeń, zabudowanych w skrzynkach rozdzielczych, montowanych przy szafkach rozdzielczych pojazdów
2 G Skrzynki rozdzielcze, układy, urządzenia i podzespoły, montowane przy wózkach wagonu
3 H Układy, urządzenia i podzespoły, montowane przy zestawie kołowym
Temperatura otoczenia zgodnie z EN 50155
  Temperatura otoczenia na zewnątrz pojazdu Temperatura wewnątrz skrzynki rozdzielczej Przekroczenie temperatury wewnątrz szafy
(< 10 min)
Temperatura powietrza na płytce drukowanej
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°

Wszystkie podzespoły stosowane w transporcie szynowym muszą działać niezawodnie przy napięciach roboczych, leżących w zakresie od 70% i 125% napięcia nominalnego. Krótkotrwałe skoki do wartości 1,4 napięcia nominalnego nie mogą powodować uszkodzeń.

Odstępstwa od tych zasad mogą dotyczyć tylko podzespołów zasilanych ze stabilizowanych źródeł napięcia. W tym przypadku dopuszczalne są wahania ±10% napięcia nominalnego, a więc wartości, które dopuszczalne są w zastosowaniach przemysłowych.

Moduły przekaźnikowe w aplikacjach kolejowych są zazwyczaj wystawione na działanie ekstremalnych temperatur od -40 °C do +70 °C, ponieważ szafki sterownicze umieszczone są na ogół w nieklimatyzowanych, stalowych kasetach pod wagonami.

Ze względu na miejsce montażu elementów elektrycznych i panujących warunków temperaturowych rozróżnia się cztery klasy temperaturowe, od T1 do TX. Doświadczenie pokazuje, że większość zastosowań mieści się w klasie T3, czyli dotyczy zakresu temperatur od -25 °C do +70 °C. Wszystkie przekaźniki WAGO dla aplikacji kolejowych odpowiadają właśnie najwyższej klasie T3 lub TX.

W przypadku pojazdów szynowych dodatkowym obciążeniem są wibracje i udary. Mechaniczne oddziaływania podczas jazdy opisuje norma EN 61373 „Zastosowania kolejowe - Wyposażenie taboru kolejowego - Badania odporności na udary mechaniczne i wibracje“.

Moduły przekaźnikowe WAGO spełniają wszystkie wymogi związane z eksploatacją w kategoriach 1A do 1B. Obecność zacisku sprężynowego w jeszcze większym stopniu zapewnia odporność na udary i wibracje.

Optoseparatory i przekaźniki półprzewodnikowe

WAGO oferuje bogaty program optoseparatorów i modułów SSR do przemysłu. Wszystkie moduły optoseparatorów WAGO są bezpośrednio zintegrowane z obudową. Moduły SSR wyposażone są w wymienialne przekaźniki półprzewodnikowe, kompatybilne pod względem układu pinów przyłączeniowych ze standardowymi przekaźnikami.

Przykład: separacja galwaniczna:
pomiar liczby obrotów
Przykład: wzmocnienie sygnału:
zawór ciśnieniowy

W ofercie dostępnych jest wiele wariantów dla napięć DC i AC. Zakres napięcia nominalnego wynosi: od 5 V do 230 V po stronie wejścia i od 3 V do 280 V po stronie wyjścia.

Zintegrowane wewnętrzne zabezpieczenie gwarantuje prawidłową pracę w każdego rodzaju aplikacji. Moduły w równym stopniu nadają się do załączania odbiorów z udarami przy załączeniu i wyłączeniu. Na przykład do załączania rezystancyjnego oświetlenia żarowego, pojemnościowych balastów elektronicznych powodujących udar przy załączeniu oraz zaworów magnetycznych z cewkami indukcyjnymi powodującymi udary przy wyłączeniu..

Do zastosowań, w których podczas stanów nieustalonych występują wysokie udary, WAGO oferuje optoseparatory i przekaźniki półprzewodnikowe z układem łączenia w momencie przejścia przez zero. Zmniejszają one impulsy prądowe do minimum.

Zaletami wykorzystania optoseparatorów oraz przekaźników półprzewodnikowych (SSR) do separacji urządzeń peryferyjnych wykorzystywanych w sterowaniu, sygnalizacji oraz regulacji są:

- długa żywotność
- brak zużycia mechanicznego
- brak drgania zestyków
- krótkie czasy łączeniowe
- niewielki prąd łączeniowy
- bezgłośna praca
- wytrzymałość na udary i wibracje

Przekaźniki i optoseparatory/ przekaźniki półprzewodnikowe

Chcesz wiedzieć więcej? Chętnie służymy pomocą!

Masz więcej pytań?
Prosimy o kontakt telefoniczny.
71 360 29 70

» Kontakt

DO POBRANIA

Broszura „Przekaźniki i optoseparatory“
Download (PDF, 5,35 MB)
Broszura „Moduły interfejsowe“
Download (PDF, 10,06 MB)