Emniyet Rölesi Devreleri

UCMP'nin mantıksal omurgası

tarafından Lakshmanan Raja

İstenmeyen Kabin Hareketi Koruma (UCMP) sistemi, asansör makinesinde veya tahrik kontrol sisteminde tek bir arıza sonucu kat kapısı kilidi açıkken ve kabin kapısı açık kaldığında asansör kabininin kat seviyesinden uzaklaşmasını önlemek veya durdurmak için tasarlanmıştır. UCMP sistemi üç temel unsurdan oluşur: istenmeyen hareketi izleyen bir algılama mekanizması, bir kontrol mekanizması ve bu tür bir hareket algılandığında kabini güvenli bir şekilde durduran bir durdurma mekanizması.

Bu makalede, yedekli izleme, arıza tespiti ve arıza emniyetli yanıt yetenekleri sağlayarak UCMP kontrolünün mantıksal omurgasını oluşturan kontrol mekanizmasına, yani güvenlik röle devresine odaklanıyoruz.

Bu emniyet rölesi devresinin mantığını anlamak için, basit bir başlatma-durdurma motor kontrol devresinden başlayıp, adım adım geliştirerek emniyet rölesi devresine ulaşacağız. 

Daha derine inmeden önce, bazı önemli terimlere aşina olmamız şart: 

• Röleler ve kontaktörler, otomatik anahtarlar gibidir. Bobinlerine giden akımı kontrol ederek, ne zaman açılıp kapanacağına karar verebiliriz. Normalde açık veya normalde kapalı olabilen bir veya daha fazla kontak çiftine sahip olabilirler.
• Normalde açık (HAYIR) ve Normalde Kapalı Kontakları (NC) — Elektrik röleleri ve kontaktörleri için, NC/YOK Bu, bobinleri herhangi bir elektrik kaynağına bağlı olmadığında elektrik kontaklarının durumuna bağlıdır. Mekanik anahtarlar için ise, anahtar etkinleştirme mekanizmasına harici mekanik enerji uygulanmadığında, yani boşta kalma durumundayken kontaklarının durumuna bağlıdır. 
• Kuvvetle Yönlendirilen Kontaklar/Mekanik Olarak Bağlantılı Kontaklar — Bunlar, tüm kontakların röle içindeki rijit bir bağlantı ile mekanik olarak birbirine bağlandığı özel bir röle kontak tasarımı türüdür. Bu yapı, bir kontak sıkışırsa veya kaynaklanırsa, diğerlerinin bağımsız olarak durum değiştirememesini sağlar. Başka bir deyişle, hareketleri mekanik olarak senkronize edilir ve bu da kontak arıza durumunun tespit edilmesini sağlar. 

Basit Başlat-Durdur Kontrolü

Tartışmamıza Şekil 1'de gösterilen basit bir motor çalıştırma-durdurma kontrol devresi ile başlıyoruz. Kontrol rölesi ise şöyledir: AM Motorun gücünü kontrol eden kontaktörü temsil eder. Başlatma düğmesi ise şu şekildedir: YOK HAYIR Temas noktası ve durdurma düğmesi de başka bir basma düğmesidir. NC temas. 

Tüm kablolar doğru şekilde bağlandığında ve güç verildiğinde, başlat düğmesine basıldığında kontak kapanır ve rölenin bobini bağlanır. A Güç kaynağına. Bu, röleyi enerjilendirir ve normalde açık olan kontaklarının hareket etmesine neden olur. A1 birinci basamakta ve A2 İkinci basamakta, kapatmak için. Temastan beri A1 Başlatma düğmesine bağlı olan kontak, bobine gerekli gücü sağlar ve başlatma düğmesi bırakıldıktan sonra röleyi sürekli açık (latched-ON) durumda tutar. A2 motor kontaktörünü bağlar M Güç kaynağına. DURDUR düğmesine basıldığında, röleye giden besleme hattı kesilir. ABu da sırayla, elektrik tedarikini keser. M Kontaktör. Bu, motordan gücü keser. 

Burada önemli bir soru ortaya çıkıyor. Durdur düğmesine bastığımızda, motor kontaktöründen gücün kesileceğinden ne kadar eminiz?

Yedeklilik Ekleme 

Şekil 1'de gösterilen devredeki en önemli güvenlik açığı, röle arızalandığında meydana gelir. A Temaslı kaynak nedeniyle enerjili konumda sıkışıp kalır. Sonuç olarak, M Kontaktör, sürekli kapalı devre üzerinden sürekli olarak enerjilendirilir. A2 Temas kesildiğinde DURDUR düğmesine basmak etkisiz hale gelir. Bu sorunu gidermek için ikinci bir röle ekledik. BŞekil 2'de gösterildiği gibi, yedeklilik amacıyla.

Ayrıca, DURDUR düğmesinin mekanik olarak sıkışmış olması ve gerektiğinde çalışmasını engellemesi olasılığı da vardır. Bu nedenle, iki düğmeli bir durdurma anahtarı kullanılabilir. NC Kontaklar kullanılır ve her iki kontak da seri olarak bağlanır. Bu nedenle, bir tanesi mekanik olarak sıkışırsa, durdurma düğmesine basıldığında en azından diğeri devreyi açacaktır. Böylece, Şekil 2'de gösterilen kontrol rölesi ve durdurma anahtarı devresine yedeklilik eklenmiştir. 

Şekil 2'deki devrenin önemli bir dezavantajı, röle A veya röle B'nin kontak kaynaklanması nedeniyle sıkışması durumunda devrenin amaçlandığı gibi çalışmaya devam etmesidir. Aynı durum durdurma anahtarı kontağı için de geçerlidir. Ancak, kullanıcı bileşenlerden birinin arızasını her ikisi de sıkışana kadar fark etmeyecektir. Bu tehlikelidir ve bunu nasıl ele alabiliriz? 

Yedeklilik İzleme – Arıza Tespiti

Uygun izleme ve arıza tespiti olmadan yapılan yedeklilik, yedekliliğin amacını tehlikeye atar. Arızaların birikmesine ve kullanıcı tarafından fark edilmemesine izin verir. Bu sorunu çözmek için bir arıza tespit devresi uygulamak şarttır.

Şekil 3'te gösterilen devre düzenlemelerinde röle C Rölelerin durumunu izlemek için kullanılır. A hem de B Kaynak temasına dair herhangi bir belirti olup olmadığını kontrol edin. "İzleme" terimi belirsiz olabilir, bu nedenle bu izlemenin sıklığını açıklığa kavuşturmak önemlidir. Bu düzenlemelerde, tespit her başlatma döngüsünden önce gerçekleşir. Bunu bir sonraki paragrafta açıklayacağım.

Şekil 3'teki şemaya göre bileşenlerin kablolandığını ve gücün açık olduğunu varsayalım. Röle C ikinci kademede bulunanlar, şu şekilde açılacaktır: NC UAF ile A2, B2 rölenin A ve aktar B. Başlat düğmesine basıldığında kontaklar kapanır ve rölelerin bobinleri bağlanır. A hem de B güç kaynağına aracılığıyla C1 Birinci basamaktaki kontak. Bu, her iki röleyi de enerjilendirir ve ardından ikinci basamaktaki ilgili kontaklarını açarak rölenin çalışmasına neden olur. C Enerjiyi kesmek için (Not: Röle bobinine bağlı zaman gecikme elemanı) C röle öncesinde çok hızlı kalkmasını geciktirecektir. A hem de B (açmak.) Enerjiyi kesmek C Röle, röleden gelen gücü kesmeyecektir. A ve röle B İlk basamaktaki bobin, karşılıklı kendiliğinden tutunma yolu nedeniyle C1 ve başlat düğmesi şunlardan oluşur: A1, B1 Kontaklar. A ve B röleleri enerjili ve C rölesi enerjisiz olduğunda, M Üçüncü kademedeki kontaktör güç kaynağına bağlıdır.

Durdur düğmesine basıldığında, her iki röleden de güç kesilir. A hem de B Birinci kademede bobinler. Rölelerden birinde kontak kaynağı meydana gelirse. A veya aktar BYedeklilik nedeniyle, M kontaktörüne giden güç, amaçlandığı gibi kesilmeye devam ediyor.  

Kaynaklı kontak, söz konusu rölenin AÇIK konumda takılı kalmasına neden olabilir. Bu durum, röleye güç ulaşmasını engeller. C İkinci kademede bobin. Röle olmadan C Enerji verildiği için bir sonraki başlatma işlemi mümkün değil çünkü C1 Birinci kademede temas noktası. Bu sayede rölelerde temas noktası kaynaklanmasından kaynaklanan herhangi bir arıza önlenir. A or B röle tarafından algılanır CBu tespit, sonraki başlatma döngüsü sırasında da etkilidir.

Şekil 3'te gösterilen devre, çıkış rölesinin durumunu izleyebilir. Peki ya durdurma düğmesi ve başlatma düğmesi gibi giriş kontrollerindeki takılı kalmış kontaklarla ilgili sorunlar? Bu sorunlar, Şekil 4'te gösterilen devrede ele alınmıştır. 

Yedeklilik ve Arıza Tespiti İçeren Son Devre

Şekil 4'te gösterilen devrede, 1 ve 2 numaralı hatlarda iki adet durdurma anahtarı kontağı kullanılarak iki kanallı kontrol sağlanmaktadır. Bu, her bir kontağı izleme ve yedeklilik sağlama seçenekleri sunar. Başlatma düğmesi, iki kontak seti içeren bir tasarıma yükseltilmiştir: bir NC ve diğer YOK HAYIRBunlar, sert bir bağlantı ile birbirine bağlanmıştır. Bu nedenle, izleme işlemi... NC Başlatma düğmesinin kontakları, diğer kontak konumunun gerçek durumunu doğru bir şekilde yansıtır (kuvvetle yönlendirilen röle ile aynı şekilde).

Durdur düğmesine basıldığında, eğer bunlardan biri NC Kontaklardan biri kaynaklanmış veya kapalı konumda sıkışmışsa, o belirli kanaldaki röle enerjili kalırken diğer kanallardaki röleler kapanacaktır. Sonuç olarak, M Kontaktör, planlandığı gibi güç kaynağından ayrılacaktır. Aynı zamanda, durdurma şalterinin takılı kalması nedeniyle sürekli enerjili röle, C Rölenin etkinleşmesini engelleyerek bir sonraki başlatma işlemini önler.

Başlat düğmesi AÇIK konumda takılı kalırsa, normalde kapalı kontağının kapanmasını engelleyecektir. Sonuç olarak, bu durum cihazın çalışmasını durduracaktır. C Bir sonraki döngüde rölenin enerjilenmesini engelleyerek bir sonraki başlatma işlemini aksatır. Bu nedenle, Şekil 4'teki devre, bir sonraki başlatma döngüsünde arızaların birikmesini önlemek için kontrol rölelerinde, anahtar kontaklarında ve izlemede yedekliliğe sahiptir.

Not: Bu makalede motor kontaktörünün kaynaklanması ele alınmıştır. M Bu konu tartışma kapsamına dahil edilmemiştir. Burada odak noktası yalnızca emniyet rölesi devresinin mantığını ve çalışma prensibini ve UCMP sistemi içindeki uygulamasını anlamaktır.

UCMP'de Başvuru

Röleler kullanan bir güvenlik röle devresi örneği. A, B hem de C UCMP'nin bir yöntemi olarak aşağıda açıklananlar, asansör kontrol cihazının aşağıdaki görevleri yerine getirdiğini varsaymaktadır.

• Gelişmiş kapı açma işlemi sırasında, asansör belirlenmiş bir kata yaklaşırken, asansör kontrol ünitesi, kabinin güvenli seviyeleme bölgesinde olduğunu doğruladıktan sonra kapı köprüleme (DB) kontağını etkinleştirir. Bu doğrulama, seviyeleme plakası tarafından çalıştırılan S1 ve S2 anahtarlarının devreye alınmasıyla sağlanır.
• Ek olarak, araç eşiği ile iniş eşiği arasındaki seviye farkı, yeniden seviyelendirme amacıyla, yönetmeliklerde kabul edilebilir mesafe olan ±20 mm'yi aştığında kapı köprüleme sinyali devreye girer. 

Bu senaryoların herhangi birinde, araç S1 veya S2 kontaklarından birinin dengeleme plakasıyla temas etmediği bir konuma ulaşırsa, ilgili kontak açılır ve sistem kapı köprüleme kontaklarını açarak durdurma işlemini başlatır. Böylece istenmeyen hareket önlenir. 

Kapı köprüleme kontakları, aşağıdaki seri kombinasyondan oluşmaktadır: A4, B4, C4 hem de D2. 

A3 ve B3 serisi kombinasyonu, asansör kontrol ünitesine belirli bir katın seviyeleme plakasının devreye girdiğine dair bir onay sinyali vermek için kullanılabilir. S1 hem de S2 Anahtarlar, yani araç iniş noktasına daha yakın ve kilit açma bölgesinin içindedir (Şekil 5'e bakınız). 

Devreyi yakından incelerseniz, daha önce bahsettiğimiz emniyet rölesi devresiyle ilişkili olduğunu fark edeceksiniz. 

Bu yapılandırmada, S1 hem de S2 durdurma anahtarları görevi görürken, DB Kontrol düğmesi başlatma düğmesi görevi görür. Kontakları S1 hem de S2 ve ilgili kademeleri iki kanallı bir kontrol devresi oluşturur. Bu devrede kullanılan röleler kuvvet kontrollüdür. C Röle, arıza tespiti ve izleme için kullanılır. Devrede kısa devre olduğunda devreye girer. S1 hem de S2 Arızalı anahtarlar nedeniyle oluşan temas sorunları veya DB Asansör kontrol sistemindeki bir arıza nedeniyle kontrol sürekli açık kalıyor, ardından C Röle açılmayacak ve böylece bir sonraki çalışma döngüsü engellenecektir. Bu, arıza birikimini önler ve her zaman yedekliliğin mevcut olmasını sağlar. Her anahtar kontağı ve kontrol rölesi sağlıklıysa kapı kilidi devresi köprülenir ve bileşenlerden herhangi biri arızalıysa köprü açılır. Böylece UCMP durdurma işlemi gerçekleştirilir.

Sonuç 

Bu makalede, basit durdurma-başlatma kontrolleriyle başladık ve ardından hem giriş hem de çıkış kontrollerine kademeli olarak yedeklilik ve arıza tespiti ekledik. Bu yaklaşım, okuyucuların asansörlerde istenmeyen kabin hareketini tespit etmek için kullanılan güvenlik röle modüllerinin kontrol mantığını anlamalarına ve takdir etmelerine yardımcı olur. Güvenlik rölesi kullanan tespit sistemi güvenilir olsa da, bir UCMP sistemi ancak bu amaçla kullanılan durdurma araçları düzgün çalışıyorsa doğru şekilde çalışabilir. Yedek fren setleri kullanılıyorsa, her fren seti ve izleme anahtarları kod gerekliliklerine göre test edilmeli ve düzenli olarak kontrol edilmelidir. 

Referanslar

[1] EN 81-20:2020 — Asansörlerin yapımı ve montajı için güvenlik kuralları – Kişi ve eşya taşıma asansörleri – Bölüm 20: Yolcu ve yük asansörleri

[2] EN 60947-5-1:2004, Alçak gerilim şalt cihazları ve kontrol cihazları — Bölüm 5-1: Kontrol devresi cihazları ve anahtarlama elemanları — Elektromekanik kontrol devresi cihazları (IEC 60947-5-1:2003) 

[3] IEC 61810-3:2015 – Elektromekanik temel röleler – Bölüm 3: Zorla yönlendirilen (mekanik olarak bağlantılı) kontaklara sahip röleler

[4] D. Macdonald, Pratik Makine Güvenliği, Oxford, Birleşik Krallık: Newnes, 2004.