Релейные тенденции в автоматизации производств
Несмотря на широкое распространение полупроводниковой техники, в том числе микропроцессорной, не стоит недооценивать роль реле в системах управления технологическими производствами. Благодаря своей простоте, доступной цене и надёжности реле широко применяют там, где требуется дистанционное управление. Они позволяют управлять нагрузками, превосходящими по мощности сигналы управления на несколько порядков, согласовывать различные команды управления по роду тока и значению напряжения.
Реле являются необходимыми элементами практически любого устройства, связанного с автоматизацией управления и контроля производственных процессов, различного технологического и прочего оборудования. Их функционал определяется положением переходного элемента между терминалами и другим многофункциональным электронным оборудованием с силовыми исполнительными устройствами (вакуумными выключателями, электромагнитами, магнитными пускателями и т. п.).
Рынок обновляется
«Основную область применения реле представляют системы управления технологическим процессом. Отсюда вытекают ключевые характеристики, которыми должны обладать реле, — это надёжность и соответствие заявленным требованиям на весь срок их службы», — отмечает менеджер по развитию бизнеса «Систэм Электрик» (ранее Schneider Electric) Антон Становских.
Генеральный директор ООО «ВНИИР-Промэлектро» (группа компаний «АБС Электро») Игорь Лахтиков отмечает, что реле всегда будут востребованы потребителями. Современные изделия привлекательны своей компактностью, стандартностью конструктива и удобным способом крепления. По его словам, различные реле функционально дополняют друг друга, позволяют создавать гибкие системы. Со временем их возможно модернизировать, дополняя новыми модулями.
«Рынок электромонтажного реле постоянно обновляется в связи с растущими требованиями потребителей к выпускаемой продукции. Существует необходимость в расширении номенклатуры реле для печатного монтажа, а также в унификации установочных размеров реле с импортными аналогами. Есть потребность в обеспечении защиты цепей питания от перенапряжения цепей, возникающих при включении реле, в сигнализации выключенного состояния, а также в создании реле с дополнительными функциями: временными задержками на срабатывание и отключение, с нормированными напряжениями срабатывания», — рассказывает Игорь Лахтиков.
В связи с этим в настоящее время его компания ведёт разработку и освоение производства новой серии модульных малогабаритных промежуточных реле, а также серии низковольтных реле для печатного монтажа. Модульные малогабаритные реле в зависимости от функционального назначения и требуемых характеристик будут дополняться различными модулями защиты и индикации, модулями выдержки времени и нормирования параметров срабатывания реле.
Выбирая реле, пользователи отдают предпочтение или электромеханическим, или полупроводниковым устройствам. У тех и других есть свои достоинства и недостатки.
«К основным преимуществам электромеханических реле можно отнести следующие: низкая цена, коммутационная способность, устойчивость к перенапряжениям и скачкам тока, низкое тепловыделение, небольшие габариты и электрическая изоляция цепи управления от цепи нагрузки. А недостатки у них следующие: большее время реакции на изменение сигнала управления, наличие механических деталей и, как следствие, механический износ, дуговые процессы, создающие радиопомехи, и большое потребление тока цепью управления в сравнении с полупроводниковым реле», — поясняет Антон Становских.
Гендиректор ООО «ВНИИР-Пром-электро» подтверждает: по цене электромеханические реле привлекательнее, чем полупроводниковые, к тому же они универсальны (их можно устанавливать даже в очень старые схемы) и обладают высокой нагрузочной способностью: даже небольшие реле могут коммутировать токи до сотни ампер. При этом полупроводниковые отличаются компактными размерами, они более быстродействующие, а также обладают высокой коммутационной и механической износостойкостью при малой потребляемой мощности.
«Но полупроводниковые реле имеют и свои недостатки: необходимость теплоотвода и хорошей вентиляции в окружающем корпусе, чувствительность к ЭМС, низкая нагрузочная способность индуктивных нагрузок», — перечисляет Игорь Лахтиков.
Сокращаем расходы
Правильный выбор реле позволяет сократить эксплуатационные расходы. Чтобы добиться такого эффекта, отмечает специалист «Систэм Электрик», необходимо учитывать коммутационную способность изделия, требуемую частоту коммутации, количество ожидаемых коммутационных циклов и тип коммутируемой нагрузки.
«Применение современных материалов и технологических решений позволили за последние 10–15 лет значительно повысить технический ресурс и показатель надёжности релейной продукции с улучшением ряда характеристик, таких как технические параметры, массогабаритные показатели и т. д. Например, срок эксплуатации выпускаемых нашей компанией изделий увеличился с 12 до 17 лет. Всё это позволяет существенно сократить эксплуатационные расходы потребителей», — комментирует ситуацию генеральный директор ООО «ВНИИР-Промэлектро».
По его словам, сокращение эксплуатационных расходов можно понимать в двух аспектах. Во-первых, это снижение затрат на техническое обслуживание самих изделий. Например, если старые электромеханические реле подвергались периодической проверке и настройке контактных систем, то к разработке новых реле предъявляются требования по сохранению параметров в течение всего срока эксплуатации. При этом новые реле не требуют трудоёмких регламентных работ в процессе эксплуатации, что положительно сказывается на эксплуатационных расходах.
Во-вторых, реле, применяемые в схемах защиты электрооборудования, должны своевременно его отключать при различных видах повреждений в электрической сети, сопровождающихся протеканием значительных токов короткого замыкания. Тем самым исключается возможный ущерб от повреждения оборудования.
Грамотный выбор
Как же правильно выбрать реле для автоматизации, чтобы добиться такого эффекта? Эксперты объясняют: всё зависит от того, для какого процесса и оборудования оно будет применяться и что автоматизируется. В общих чертах можно обозначить универсальные функциональные требования к параметрам: быстродействие, чувствительность, надёжность.
Но если речь идёт, скажем, о реле для систем безопасности, например «световых завес», то в цепях этих систем требуется применение специального оборудования, имеющего соответствующую сертификацию и подтверждения.
Стоит обратить внимание и на материал, из которого изготовлен корпус реле. Антон Становских напоминает, что от его качества зависит срок службы всего изделия и его стабильные характеристики на протяжении всего этого периода.
«Материалы, используемые для релейной продукции, существенно влияют на её технические характеристики и долговечность, безопасность при эксплуатации. Изделия должны быть изготовлены из материалов, обеспечивающих пожаро- и взрывобезопасность», — поддерживает коллегу Игорь Лахтиков.
Продолжим тему автоматизации процессов: по опыту компании «Систэм Электрик», как правило, для этого используют интерфейсные реле. Их суть состоит в коммутации мощных нагрузок (исполнительных механизмов) в сравнении с сигналом от системы управления, а также согласование управляющего сигнала системы управления с сигналом управления исполнительного механизма. Эксперт из «ВНИИР-Промэлектро» дополняет: также распространены реле времени с различными видами выдержек времени (на включение, на отключение, циклические), используемые как отдельные устройства либо совмещённые с промежуточными реле.
«Реле тока и ряд других типов реле используют реже по причине ухода от чистой электромеханики в сторону цифрового управления. Большую часть их функций выполняет микропроцессорная техника, имеющая ряд преимуществ: компактность, многофункциональность с возможностью быстрой переналадки и самодиагностики, низкое потребление, лучшие технические характеристики (высокая точность и стабильность), низкие затраты на техническое обслуживание», — перечисляет Игорь Лахтиков.
Текущая ситуация и перспективы
Как и во многих других отраслях промышленности, в сегменте релейной защиты до недавнего времени на отечественном рынке широко была представлена продукция иностранных компаний, в том числе таких как Phoenix Contact (Германия), Schneider Electric (Франция), Finder (Италия), TE Connectivity (Австрия), Relpol (Польша), Omron (Япония), ABB (Германия). Российские предприятия тоже выпускали и продолжают выпускать реле, однако с точки зрения производственных ресурсов и объёмов производства пока не могут составить достойную конкуренцию западным компаниям, ориентированным на мировой рынок.
«В 2022 году вследствие санкций практически все зарубежные производители реле прекратили поставки своей продукции в Россию. Это привело к росту цен на импортную продукцию, увеличению сроков их поставок, а также отсутствию гарантии, что поставки будут выполнены. Также существенно возросли цены и сроки на доставку импортных комплектующих и материалов, применяемых отечественными производителями для производства реле», — обрисовал текущее положение дел Игорь Лахтиков.
Он убеждён, что уход иностранных компаний с российского рынка позволит отечественным производителям релейной продукции развивать собственное производство, наращивать объёмы и создаст перспективу разработки новых изделий для обеспечения потребности отечественных потребителей. Так, его компания в настоящее время осуществляет разработку и подготовку производства серий модульных малогабаритных реле и низкопрофильных реле для печатного монтажа с максимальным использованием отечественных материалов. По словам г-на Лахтикова, предварительные испытания опытных образцов малогабаритных реле подтвердили их характеристики на уровне западных аналогов. «ВНИИР-Промэлектро» также планирует увеличить объёмы производства выпускаемых реле, расширить их линейку как за счёт модернизации, так и за счёт создания новых типов реле, в частности микропроцессорных.
Электромеханические реле — устройства, предназначенные для преобразования передаваемой на катушку электрической энергии управления в механическое перемещение электрических контактов с изменением их коммутационного состояния.
Текст: Мария Кармакова
