Hvordan kobler jeg to-sensoren til det mellomliggende reléet? Guide

Mange teknikere og ingeniører synes det er forvirrende å koble en enkel to-sensor til et mellomrelé. Men det trenger ikke være det. Hovedutfordringen er å forstå hvordan disse to delene fungerer sammen i en kontrollkrets.

Forbindelsen skaper en enkel seriekrets. Sensoren fungerer som en bryter. Den fullfører eller bryter kretsen som driver reléets kontrollinngang.

Denne veiledningen gir deg en komplett, trinn-for-løsning. Vi vil dekke det grunnleggende for hver del. Vi skal dykke dypt inn i å finne reléterminaler for både Solid-State-releer (SSR) og elektromekaniske reléer (EMR). Du vil få klare koblingsskjemaer og lære hvordan du løser avanserte problemer du vil møte i felten.

Forstå de grunnleggende delene

Du må forstå jobben til hver del før du begynner å koble til. Dette grunnlaget stopper vanlige feil og hjelper deg med å velge riktig enhet for jobben din. La oss bryte ned de to-trådssensorene og de to hovedtypene mellomreléer.

To-trådssensoren

En to-sensor er i utgangspunktet en bryter. Den åpner eller lukker en elektrisk krets når noe fysisk skjer. Dette kan være en metallgjenstand som kommer i nærheten, temperaturen endrer seg eller trykket når et visst nivå.

I motsetning til tre-trådssensorer (NPN/PNP), som trenger sin egen strømtilkobling for intern elektronikk, er en to-trådssensor enklere. Den har ikke en separat strøminngang. I stedet sender den kontrollkretsens kraft gjennom til lasten (i vårt tilfelle reléets inngang) når den slås på.

Vanlige eksempler du ofte ser inkluderer:

Mekaniske endebrytere på transportbånd eller maskinvern.

Sivbrytere som brukes i sikkerhetssystemer for dør- og vindusovervåking.

Enkle bimetalltermostater for temperaturkontroll.

Flottørbrytere for registrering av væskenivå i tanker.

Mellomstafett

Et mellomrelé fungerer som en elektrisk forsterker og isolator. Den bruker et kontrollsignal med lav-effekt, som det fra sensoren vår med to-ledere, for å bytte en separat, mye høyere-strømkrets. Denne kretsen med høyere-effekt driver en belastning som en motor, varmeapparat eller stor kontaktor.

Det er to hovedtyper: Elektromekaniske reléer (EMR) og Solid-State Relays (SSRs). Valget ditt avhenger av hva applikasjonen din trenger for hastighet, hvor lenge den skal vare, og det elektriske miljøet.

Forstå SSRs bedre

Solid-reléer er kraftige, men sensitive enheter. Å ikke forstå hvordan de fungerer er hovedårsaken til at de mislykkes. Denne delen gir deg informasjon på ekspertnivå på-nivå slik at du trygt kan velge, identifisere og koble en hvilken som helst SSR uten forvirring.

Finne SSR-terminaler

De fleste feil starter med å blande inn inngangs- og utgangsterminalene. Sjekk alltid produsentens datablad først. Men du kan ofte identifisere dem ved å se når et dataark ikke er tilgjengelig.

Kontrollsiden, eller solid state-reléinngangen, er der du kobler til lav-strømsignalet fra sensorkretsen. Se etter disse tegnene:

Merking: Terminalene sier ofte "INPUT" eller "CONTROL". For DC-innganger vil du se polaritetsmarkeringer som + og -. For AC-innganger, se etter ~ eller A1 og A2.

Spenningsområde: Etiketten viser et lavspenningsområde, som 3-32VDC eller 90-250VAC. Dette er spenningen som trengs for å slå på reléet.

Fysisk størrelse: Skrueterminalene og ledningene som går til dem er vanligvis mindre, siden de bare håndterer noen få milliampere strøm.

Lastsiden, eller utgangen, er der du kobler til-høyeffektkretsen du vil bytte.

Merking: Disse terminalene sier ofte "OUTPUT" eller "LOAD". De kan være merket med L1 og T1 eller bare ~-symboler.

Spennings-/strømvurdering: Etiketten viser en mye høyere vurdering, som 24-480VAC, 25A. Dette viser maksimal spenning og strøm releet kan bytte.

Fysisk størrelse: Terminalene er mye større og sterkere for å trygt håndtere høye strømmer og kvitte seg med varme.

AC vs. DC SSRer

En viktig forskjell er om en SSR er laget for å bytte en vekselstrømbelastning (AC) eller en likestrømsbelastning (DC). Dette avhenger av halvlederen som brukes til å bytte, ikke bare styrespenningen.

AC-utgangs-SSR-er bruker interne deler som TRIAC-er eller Silicon-Controlled Rectifiers (SCR-er). Mange har «null-passering»-deteksjon. Denne smarte funksjonen venter på at AC-sinusbølgen er nær null volt før den slår belastningen på eller av. Dette reduserer elektrisk støy (EMI) og startstrøm kraftig, slik at belastningen varer lenger.

DC-utgangs-SSR-er bruker MOSFET-er eller transistorer med høy-effekt. De fungerer som en ekstremt rask og kraftig bryter for likestrømsbelastninger som solenoider, likestrømsmotorer og likestrømsdrevne-varmere. De har ikke null-kryssingsfunksjonalitet fordi det ikke er nødvendig for DC.

Den gyldne regel er absolutt: Bruk aldri en DC-utgangs-SSR for å bytte en AC-last, eller en AC-ut-SSR for å bytte en DC-last. En AC-belastning vil sannsynligvis ødelegge en DC SSR umiddelbart. En AC SSR brukt på en DC-last vil slå seg på, men vil sannsynligvis ikke slå seg av, siden den venter på et null-krysspunkt som aldri vil komme i en DC-krets.

Optokobler isolasjon

Magien bak en SSRs sikkerhet er optokoblerisolasjon. Inne i reléet er det ingen fysisk elektrisk forbindelse mellom inngangs (kontroll) kretsen og utgangs (last) kretsen.

Mekanismen er enkel, men strålende: Når du legger spenning på inngangsterminalene, slås en intern LED på. Dette lyset skinner over et lite gap på en fotofølsom transistor- på utgangssiden. Fototransistoren slår deretter på hovedsvitsjingshalvlederen (TRIAC eller MOSFET) for å drive belastningen.

Dette skaper en galvanisk isolasjonsbarriere. Den beskytter de sensitive og lavspente kontrolldelene-som sensoren, en PLS eller en mikrokontroller-mot høye-spenningsspisser, elektrisk støy og store feil som kan oppstå på siden med høy-effekt.

Vanlige ledningsfeil

År med felterfaring viser at de fleste SSR-feil kommer fra noen få vanlige ledningsfeil som kan forebygges. Å forstå disse vil spare deg for tid, penger og frustrasjon.

Reversering av inngangspolaritet. På en DC-inngangs-SSR, vil kobling av den positive kontrollledningen til den negative terminalen og omvendt-versa stoppe releet fra å fungere. Avhengig av modellen kan det også permanent skade inngangskretsen. Dobbelt-sjekk alltid +- og --merkingene.

Koble lasten til inngangen. Dette er en fatal, men overraskende vanlig feil. Inngangsterminalene er designet for noen få milliampere strøm. Å koble en multi-amp-belastning til dem vil ødelegge inngangskretsen umiddelbart.

Ignorerer varmeavledere. SSR-er er ikke perfekt effektive; de lager varme når de leder strøm. En god regel er å planlegge for omtrent 1,5 watt varme for hver ampere med belastningsstrøm. For enhver belastning som trekker mer enn noen få ampere, er en kjøleribbe ikke valgfri-det er påkrevd. Overoppheting er dødsfall nummer én av SSR-er.

Glem minimum belastningsstrøm. Noen AC SSR-er, spesielt ikke-null-kryssingstyper, trenger en liten mengde strøm for å flyte gjennom lasten for å fungere riktig. Hvis belastningen din er veldig liten (som en liten LED-indikator), kan det hende at SSR-en ikke låser seg eller flimrer.

Ikke samsvarende belastningstype. Å bruke en SSR vurdert for en "resistiv" belastning (som en varmeovn) for å bytte en svært "induktiv" belastning (som en motor eller solenoid) er risikabelt. Induktive belastninger kan skape en stor spenningstopp (back-EMF) når den slås av, noe som kan skade SSR-ens utgang. For disse belastningene, velg en SSR spesifikt klassifisert for induktiv svitsjing eller bruk en ekstern snubberkrets.

Hovedoppgaven: Kabling

Nå som du forstår delene og potensielle problemer, kan vi gå videre til hovedoppgaven. Denne delen gir klare, trinnvise-trinn-instruksjoner for å koble den to-trådssensoren til både SSR-er og EMR-er.

Sikkerhet først

Før du berører en ledning, må du følge viktige sikkerhetstrinn. Elektrisk arbeid har innebygde-risikoer, og det er ikke plass til snarveier.

Slå ALLTID av og lås ute alle relaterte strømkilder før du starter arbeidet. Dette inkluderer både kontrolleffekten og lasteffekten.

Kontroller at kretsen er død ved å bruke et riktig rangert multimeter. Test måleren på en kjent strømkilde først, og test deretter kretsen du skal jobbe med.

Bruk ledninger av riktig størrelse for forventet belastningsstrøm. Ledninger som er for små kan overopphetes og skape brannfare.

Sørg for at alle skrueterminalforbindelser er stramme og sikre. En løs forbindelse kan forårsake lysbuedannelse og periodisk drift.

Hvis du noen gang er usikker på et trinn, stopp og spør en kvalifisert elektriker.

Scenario 1: Kobling til en SSR

Logikken her er å lage en enkel seriekrets. Strømforsyningen, to-sensoren og SSR-inngangen er alle koblet i en enkelt sløyfe. Når sensoren lukkes, fullfører den sløyfen og gir energi til SSR.

Komponenter som trengs:

Kontroller strømforsyning (f.eks. 24VDC)

To-trådssensor

Solid-relé (med en matchende DC-inngang)

Tilkoblingsledninger

Trinn-for-trinn-instruksjoner:

Finn terminaler. Bekreft + og - på strømforsyningen. Finn de to ledningene fra sensoren din. På SSR, finn DC-inngangsterminalene, vanligvis merket 3 (+) og 4 (-).

Koble strøm til sensor. Koble en ledning fra den positive (+) terminalen til kontrollstrømforsyningen til en av de to ledningene fra sensoren.

Koble sensoren til SSR. Koble den andre ledningen fra sensoren til den positive inngangsterminalen på SSR (som terminal 3).

Fullfør kretsen. Koble en ledning fra den negative inngangsterminalen til SSR (som terminal 4) tilbake til den negative (-) terminalen på kontrollstrømforsyningen.

Siste sjekk. Styrekretsen er nå fullført. Når sensoren er aktivert (lukker), vil den tillate strøm å flyte fra strømforsyningen, gjennom sensoren, gjennom SSRs inngang og tilbake til forsyningen, og slå SSR på.

For en fullstendig installasjon vil du deretter koble høy-belastningskretsen til utgangsterminalene på SSR. Koble for eksempel AC-linjen til terminal 1 og koble terminal 2 til AC-belastningen. Den andre siden av AC-belastningen vil koble seg tilbake til AC Neutral.

Scenario 2: Kobling til en EMR

Prinsippet for kabling av et elektromekanisk relé er det samme som for en SSR. Den eneste forskjellen er terminologien for inngangsterminalene. I stedet for en polarisert elektronisk inngang, gir du energi til en enkel ledningsspole.

Trinn-for-trinn-instruksjoner:

Finn terminaler. Finn din kontrollstrømkilde og sensorledninger. På EMR, finn spoleterminalene. Disse er nesten alltid merket med A1 og A2. For de fleste industrielle releer er spolen ikke polarisert, så polariteten til DC-tilkoblingen spiller ingen rolle.

Koble til i serie. Følg den samme serielogikken, lag kretsen:

Koble den positive (+) til strømforsyningen til en ledning på sensoren.

Koble den andre ledningen til sensoren til A1-terminalen på reléet.

Koble A2-terminalen på reléet tilbake til den negative (-) på strømforsyningen.

Når sensoren lukkes, fullfører den kretsen, og strømmen flyter gjennom spolen. Dette skaper et magnetfelt som fysisk trekker de interne kontaktene lukket, og bytter lastkretsen koblet til reléets felles (COM), normalt åpne (NO) og normalt lukkede (NC) terminaler.

Avanserte vurderinger

Grunnleggende kabling vil løse de fleste problemer, men installasjoner av profesjonell-kvalitet må forutse ikke-åpenbare problemer. Denne delen dekker vanlige, men komplekse problemer som kan være frustrerende å feilsøke uten tidligere erfaring.

Den "lekke" sensoren

Noen solid-sensorer (som visse nærhetssensorer eller fotoelektriske sensorer) er ikke perfekte brytere. Selv når de er i "av"-tilstand, kan de tillate en svært liten mengde lekkasjestrøm å passere gjennom.

Problemet oppstår når denne lekkasjestrømmen er akkurat høy nok til å bli oppdaget av en veldig følsom SSR-inngang. SSR tror denne lille strømmen er et "på"-signal, noe som får reléet til å forbli aktivert eller flimre selv når sensoren skal være av.

Løsningen er å installere en utløpsmotstand, også kalt en dummy belastningsmotstand. Denne motstanden er koblet parallelt med SSRs inngangsterminaler (+ og -).

Det fungerer ved å gi en enklere, alternativ vei for den lille lekkasjestrømmen til å flyte til bakken. Denne strømmen er for lav til å utvikle en betydelig spenning over motstanden, så SSR-inngangen ser aldri triggerspenningen og forblir riktig i av-tilstand. Når sensoren slås på riktig, gir den nok strøm til å aktivere både motstanden og SSR-inngangen, og slår på reléet som tiltenkt.

Som et praktisk utgangspunkt for et typisk 24VDC kontrollsystem er en 2,2kΩ (2200 Ohm), 1/2 Watt motstand et vanlig og effektivt valg.

Rask feilsøkingsskjema

Når ting ikke fungerer som forventet, er en systematisk tilnærming nøkkelen. Dette diagrammet skisserer de vanligste symptomene, deres sannsynlige årsaker og de riktige løsningene.

Kabling med tillit

Hvordan koble to-sensoren til det mellomliggende reléet er en grunnleggende oppgave innen industriell automatisering og kontroll. Kjerneprinsippet er en enkel seriekrets, hvor sensoren fungerer som portvakt for strømmen som gir reléet energi.

Suksess ligger imidlertid i detaljene. Å forstå de kritiske forskjellene mellom solid state-reléinngangsutgangen, respektere nyansene til AC DC SSR-forskjellen og sette pris på den beskyttende rollen til optokoblerisolasjon er det som skiller en nybegynner fra en profesjonell.

Ved å følge denne veiledningen har du nå kunnskapen om ikke bare å koble til, men også å feilsøke og forbedre koblingen mellom en sensor og et relé. Du kan gå videre med tillit til at installasjonen din vil være sikker, pålitelig og bygget for å vare.

Hvordan bestemme kvaliteten på et 12V-relé? Komplett testveiledning

Hva skal jeg gjøre hvis 12V-reléet ikke kobles inn, men spolen er aktivert?

Hva er funksjonen til et 12V relé i en motorsykkel? Komplett guide

12V relé DIN-skinneinstallasjon: Komplett veiledning for industripaneler