Több a sokknál!

Nem…nem elírás a két „k”! A címet elsőre valószínűleg egy felháborodást kifejező mondatként halljuk és értelmezzük, de leírva látjuk is a különbséget. A sokk szót orvosi jelentésétől eltekintve általában valamilyen hirtelen keletkező erős megrázkódtatásra vagy zavarra mondjuk. Hamarosan látni fogjuk, hogy a két jelentés hogyan mosódik össze egy megoldandó feladat kapcsán.

Az iparban, gazdaságban vagy más területeken alkalmazott feldolgozó gépek működésének gyakori része az alapanyagot adagoló szerkezet. Ilyen gép pl. a faaprító vagy bármilyen más anyagot daráló, aprító vagy vágó berendezés, ahol az alapanyagot folyamatosan tölti be egy adagoló gép. A feldolgozógép anyagmennyiség fogadó teljesítménye korlátozott, akár milyen erőforrás is legyen a meghajtása. Sok esetben villamos hajtást használnak. A feldolgozó gép túladagolása végső esetben akár a motor leégését is eredményezheti.

A „leckét” egyik kedves ügyfelünk adta fel nekünk, mely szerint egy faaprító adagolását kellene szabályozni a feldolgozó motor áramfelvételének figyelésével. A szabályozáshoz elegendő kétállásos megoldást alkalmazni, így elkerülhető a feldolgozó egységet hajtó villanymotor szabályozása. Ha a túladagolás miatt elkezd kicsit „fáradni” a feldolgozó egység villanymotorja, akkor nő az áramfelvétele. Ekkor leállítjuk az adagolást, megvárjuk, amíg újra „életre kel” a motor, azaz lecsökken az áramfelvétele, majd elindítjuk az adagolást.

A terhelés figyeléséhez áramfigyelő relét használhatunk, melynek kiválasztásánál figyelembe vettük, hogy az adott alkalmazásban 5 A szekunder áramú áramváltóval mérhető a feldolgozó egység villanymotorjának áramfelvétele. Ráadásul olyan áramfigyelő relére lenne szükség, amelyiknél viszonylag nagy tartományban állítható a hiszterézis, ugyanis elég nagy áramkülönbséget kellene kezelni. Az ELKO EP áramfigyelők közül a PRI-41/230V (vagy PRI-42/230V) típusnál választható a legnagyobb hiszterézis (5% vagy 10%), de a 10% is kevés ahhoz, hogy a feldolgozó motorjának túlterhelése elkerülhető legyen, ha túl gyorsan újrakezdődik az adagolás. A megoldáshoz egy kis trükköt vetünk be.

„Hiszterézis” növelés állapottárolással

Az alcím máris sejteti, milyen trükkel „verjük át” az áramfigyelő relét, hogy szélesebb tartományú „hiszterézist” kapjunk, ami egyébként nem is valódi hiszterézis. 

De előbb nézzük az áramkört az első ábrán.

A PRI-41 söntjei közül az 1 - 5 A tartomány felel meg az alkalmazáshoz, ezért a fogyasztó áramát, illetve ebben az esetben az x/5 áttételű áramváltó szekunder oldalát a C - B2 sorkapcsokba kötjük be. A 2. ábra a teljes rendszer működési folyamatát mutatja, de a két relé állapotainak megjelenítése megegyezik az áramfigyelő alapműködésével: ha a figyelt áram a beállított I_min - I_max határok között van, akkor mindkét kimeneti relé meghúz (15 - 18 és 25 - 28 zárt). Ha I_max fölé emelkedik az áram, akkor az 1-es relé enged el, ha I_min alá csökken, akkor a 2-es. Ha bármelyik hiba megszűnik és a memória funkció nincs bekapcsolva, akkor az adott hibához tartozó relé ismét meghúz. A hibáról normálállapotba visszatérés a beállított 5% vagy 10% hiszterézissel történik, de ez nekünk ebben az alkalmazásban kevés. 

Az adagolót vezérlő CRM-113/UNI időrelé kimenetének hiba utáni visszaállítását az időrelé „d” jelű, impulzusrelé funkciójával oldjuk meg. A CRM-113/UNI egy három váltóérintkezős multifunkcionális időrelé, melynek „d” impulzusrelé funkciója állapotmemóriaként működik. Az „S” bemenetre adott feszültség minden felfutó élére átvált a kimenete. Nem használhatunk hagyományos impulzusrelét, mert nincs szükségünk áramszünet alatti állapottárolásra, sőt arra van szükségünk, hogy bekapcsolás után működhessen a rendszer és ne függjön a kikapcsolás előtti állapottól. 

A működés folyamata a következő:

• Ha a feldolgozó motor normál terheléssel üzemel, akkor az áramfigyelő 15 - 18 és 25 - 28 kontaktusai zártak, és a 25 - 26 nyitott. Az áramfigyelő 15 - 18 zárt és az időrelé 15 - 16 nyugalmi kontaktusán keresztül az adagoló mágneskapcsolója vezérlést kap.
• Ha a feldolgozó motor túlterhelődik, akkor a megnövekedett áramfelvétel átlépi a beállított I_max értéket és az áramfigyelő 15 -18 kontaktusa bont, megszakítja ezzel az adagoló vezérlését. Ugyanekkor az áramfigyelő 15 - 16 nyugalmi kontaktusa zár és az időrelé 36 - 35 - S útvonalán keresztül átváltja az időrelé kimeneteit, mely saját 15 - 16 kontaktusának bontásával tárolja a hibaállapotot.
• Az adagolás kikapcsol, a feldolgozó motor áramfelvétele csökkenni kezd és I_max alá érve visszakapcsolja az áramfigyelő 15 - 18 kontaktusait, de erre a kimenet nem változik. Amikor az áramfelvétel I_min érték alá csökken, akkor az áramfigyelő bontja a 25 - 28 kontaktust, egyúttal zárja a 25 - 26 érintkezőket. Az időrelé 38 - 35 - S útvonalán keresztül visszaváltanak az időrelé kimenetei, így 16-os kontaktusán keresztül ismét vezérlést kap az adagoló.

Röviden tehát ha túlterhelés van, akkor kikapcsoljuk az adagolást, ha megszűnik a túlterhelés és a feldolgozó motor szinte üresen jár, akkor bekapcsoljuk az adagolást. Vegyük észre, hogy az impulzusrelé funkcióban működő időrelé 3-as reléje arra szolgál, hogy a kimenet kikapcsolása csak túlterheléskor és csak a kimenet bekapcsolt állapotában történjen meg, valamint fordítva, a kimenet bekapcsolása csak kikapcsolt kimenetnél és csak lecsökkent áramfelvételnél következhessen be.

Reméljük a rajzok és a leírás birtokában olyan szinten követhető az áramkör működése, hogy akár más, hasonló alkalmazásokhoz is felhasználható.

Figyelem! A bemutatott megoldások elvi kapcsolási rajzokkal vannak illusztrálva, melyekben a többszöri ellenőrzés vagy műhely körülmények közötti tesztek ellenére is lehetnek hibák. Adott feladatra való alkalmasságuk ellenőrzése, esetleges módosítása a telepítő feladata és felelőssége! A szerző és a cég nem vállal felelősséget a bemutatott elvi megoldások felhasználásából eredő károkkal és egyéb problémákkal kapcsolatban. A rajzokon látható vezetékek színei csak a könnyebb átláthatóságot segítik, nem feltétlenül egyeznek meg a szabványos vezetékezés színeivel!