Was ist ein Steuerrelais?
Ein Steuerrelais ist ein Bauteil, das ein elektrisches Signal empfängt und ein digitales Signal zur Steuerung einer Maschine ausgibt.
Sie heißen so, weil die Art und Weise, wie ein Eingang entsteht und einen anderen Ausgang beeinflusst, an ein Stabrelais erinnert.
Verwendungszwecke von Steuerrelais
Steuerrelais gehören zu den am häufigsten verwendeten Komponenten in der Industrie und im täglichen Leben. Nachfolgend einige Anwendungsbeispiele für Steuerrelais
- Zur Steuerung von automatischen Förderanlagen
- in PLCs (Speicherprogrammierbare Steuerungen)
- in Personalcomputern
- in Haushaltsgeräten wie Klimaanlagen und automatischen Staubsaugern
- In Transportfahrzeugen wie Autos und Motorrädern
Hauptsächlich werden sie verwendet, um Eingangssignale von Sensoren und Tastern an andere Geräte weiterzuleiten. Da sie dort eingesetzt werden, wo eine Steuerung erfolgt, werden sie nicht nur in Industrieanlagen, sondern auch in Elektrogeräten verwendet.
Ist das Steuersystem komplex, sind mehrere hundert Punkte erforderlich, um es mit Steuerrelais abzubilden, was kompliziert ist, so dass SPS und PCs zur Berechnung des Ausgangs verwendet werden. Werden jedoch nur einige wenige Relais verwendet, ist es billiger und einfacher, eine Steuerung mit elektromagnetischen Relais einzuführen.
Prinzip der Steuerrelais
Es gibt zwei Arten von Steuerrelais, die sich in Kontaktrelais mit Kontakten und berührungslose Relais unterteilen lassen.
1. Kontaktbehaftete Relais
Kontaktrelais sind Relais, die ihre Kontakte mechanisch betätigen, um ein Kontaktsignal auszugeben. Aufgrund ihres Funktionsprinzips werden sie auch als mechanische Relais bezeichnet. Sie bestehen aus elektromagnetischen Spulen und Kontakten.
Wenn ein Eingangsspannungssignal empfangen wird, wird die interne elektromagnetische Spule erregt. Die erregte elektromagnetische Spule wirkt wie ein Elektromagnet und betätigt den beweglichen Kontakt, der sich zusammen mit dem beweglichen Eisenband bewegt. Der bewegliche Kontakt wird mit dem festen Kontakt in Kontakt gebracht oder von ihm weggezogen und gibt ein elektrisches Kontaktsignal aus.
Wenn die Eingangsspannung weggenommen wird, kehren die Kontakte in ihre Position zurück, indem sie von einer internen Rückstellfeder zurückgedrückt werden. Die elektromagnetische Spule besteht aus Kupferdraht, der um einen Eisenkern gewickelt ist, der zur Isolierung lackiert ist.
Zur Verringerung des elektrischen Widerstands werden auf den Kontakten auch Silberlegierungen oder Gold verwendet. Sie sind in der Regel durch ein Gehäuse oder ähnliches geschützt, damit sie nicht leicht berührt werden können.
2. Kontaktlose Relais
Kontaktlose Relais sind Bauteile, die mit Hilfe von Halbleitern ein Kontaktsignal ausgeben, ohne dass die Kontakte physisch betätigt werden. Aufgrund ihres Funktionsprinzips werden sie auch als Halbleiterrelais bezeichnet. Der Hauptbestandteil eines Halbleiterrelais ist der Optokoppler.
Wenn eine Spannung an die Eingangsklemme angelegt wird, wird zunächst die LED im Inneren des Optokopplers erregt; die LED erzeugt Licht, das auf ein internes lichtempfindliches Element gerichtet wird. Das lichtempfindliche Element besteht aus einem lichtleitenden Fototransistor, der mit Hilfe des Lichts der LED ein Kontaktsignal ausgibt.
Charakteristisch für kontaktlose Relais ist, dass es keinen mechanischen Kontakt wie bei Kontaktrelais gibt, so dass kein Metallverschleiß durch Öffnungs- und Schließvorgänge auftritt. Auch die Übertragungsgeschwindigkeit ist hoch, so dass sie sich für das Öffnen und Schließen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Frequenz eignen. Weitere Merkmale sind die gute Isolierung, der Wegfall der Geräuschunterdrückung, die einfache Miniaturisierung und das Fehlen jeglicher Betriebsgeräusche.
Ein Nachteil ist jedoch, dass das Halbleiterelement schnell zerstört wird, wenn eine höhere Spannung oder ein höherer Strom als der Nennwert angelegt wird. Sie sind hitzeempfindlich und erfordern angemessene Maßnahmen zur Wärmeableitung. Außerdem sind sie teurer als Kontaktrelais.
Arten von Steuerrelais
Es gibt drei Arten von Steuerrelaiskontakten
1. a-Kontakt
Der a-Kontakt ist ein Kontakt, der offen ist, wenn kein Signal an der Eingangsklemme anliegt, und der leitet, wenn ein Eingangssignal anliegt. Er wird auch als normalerweise offener Kontakt oder als Schließer bezeichnet. Er ist der gebräuchlichste Kontakt, der nur zur Signaltrennung dient.
2. b-Kontakt
Der b-Kontakt ist ein Kontakt, der leitet, wenn kein Signal an der Eingangsklemme anliegt, und öffnet, wenn ein Signal anliegt. Er wird auch als Öffner oder Öffnerin bezeichnet.
Er zeichnet sich durch eine zum a-Kontakt entgegengesetzte Bewegung aus und kann das Eingangssignal invertieren. Er wird häufig in Verriegelungsschaltungen und Fehlerunterbrechungsschaltungen verwendet.
3. c-Kontakt (Übergabekontakt)
Der C-Kontakt ist ein dreipoliger Kontakt, der einen A-Kontakt und einen B-Kontakt kombiniert. Er hat drei Anschlüsse: einen gemeinsamen Anschluss, einen a-Kontakt-Anschluss und einen b-Kontakt-Anschluss. Wenn kein Signal an den Eingangsklemmen anliegt, besteht Durchgang zwischen der gemeinsamen und der b-Kontaktklemme, und die gemeinsame a-Kontaktklemme ist offen.
Wenn ein Signal an den Eingangsklemmen anliegt, ist die gemeinsame b-Kontaktklemme offen und die gemeinsame a-Kontaktklemme ist leitend. Dies wird z. B. in Schaltungen zum Umschalten zwischen Vorwärts- und Rückwärtslauf verwendet. Ein weiteres Merkmal ist, dass der c-Kontakt nur für Kontaktrelais geeignet ist.