رله‌ها در اتوماسیون صنعتی

رله‌ها در اتوماسیون صنعتی

اتوماسیون صنعتی از پردامنه‌ترین صنایع نوین محسوب می‌شود. طیف گسترده محصولات مرتبط به اتوماسیون صنعتی و توسعه و ارتقای مستمر این فرآورده‌ها نشان‌دهنده ضرورت رشد کیفیت و کمیت اتوماسیون صنعتی محسوب می‌شود. همچنین بازار پر رونق این محصولات در سرتاسر جهان نشان می‌دهد که صاحبان صنایع در اقصی نقاط دنیا نسبت به استفاده از فن‌آوری‌های اتوماسیون صنعتی احساس ضرورت می‌کنند. بمظنور ارتقای فن‌آوری‌ها و حفظ توان رقابتی خود در بازار توزیع، صنایع امروزی چاره‌ای جز به کار گیری مدرن‌ترین ابزارها ندارند و اتوماسیون صنعتی یکی از این فرآورده‌های مدرن محسوب می‌شود.
از جمله فن‌آوری‌های اتوماسیون صنعتی که امروزه در صنایع خاص کاربرد گسترده‌ای یافته است رله ها و تایمرها (Relay & Timer) محسوب می‌شوند. این فن‌آوری بیش از همه برای تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEM) موارد کاربردی دارد. با توجه به شناورسازی فرایند تولید در دهه‌های اخیر و برون‌سپاری تولید برخی محصولات و فراورده‌های پشتیبان توسط شرکت‌های بزرگ، امروز شاهد رشد و توسعه کارگاه‌های مدرن که تولید کننده تجهیزات مورد نیاز شرکت‌های بزرگند هستیم. استفاده از رله‌ها و تایمرها در این نوع از محل‌ها بیشتر احساس می‌شود. این ابزارها بهترین تجهیزات کنترل زمانی برای دستگاه‌ها و موتورهای محرک می‌باشند؛ چرا که قابلیت این را دارند که به صورت اتوماسیونی و بر حسب تنظیمات اولیه استارت موتور، فرایند کارکردی موتور، خاموش شدن آن و شرایط باردهی یا بارگیری موتور را با دقت و سرعت واکنشی بالا کنترل کنند.
شرح فعالیت این محصولات به این ترتیب است که بر اساس تنظیمات صورت گرفته وقتی ولتاژ کاری موتور از حد مجاز تعریف شده اولیه بالاتر می رود سریعاً تماس‌های الکتریکی را قطع، و موتور را خاموش می‌کنند. همچنین بالعکس، وقتی ولتاژ از حد مجاز کمینه کمتر می‌شود نیز با برقراری سریع تماس روند کاری موتور را به حالت نرمال باز میگردانند. در واقع این محصولات اتوماسیون صنعتی جریان الکتریکی محرک‌ها را کنترل و مدیریت می‌کنند.
رله‌ها معمولا برای سوئیچ کردن جریانات کوچک‌تر در مدارهای کنترلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین رله ها قابلیت مدیریت و ممانعت از آسیب رسیدن به تجهیزات الکتریکی بخاطر مشکلاتی نظیر عملکرد غیر نرمال می‌شوند. برای مثال، زمانی که جریان بیش از اندازه یا کمتر از میزان نرمال سیالیت دارد، یا در مواقعی که جریان در مسیر عکس قرار می‌گیرد و مواردی نظیر آن، این تجهیز اتوماسیون صنعتی قابلیت کنترل فرایند را خواهد داشت. علاوه بر این از رله می‌توان برای سیم‌پیچ‌ های استارتر، المنت‌های حرارتی، چراغ پایلوت و هشداردهنده ‌های شنیداری استفاده کرد. بنابراین می‌توان گفت رله‌ها ابزاری مناسب جهت کنترل فرایندهای الکتریکی و خصوصاً شناسایی و رفع خطرات ناشی از عملکردهای غیر نرمال موتورها و دستگاه‌ها هستند.
رله‌ها را می‌توان بر حسب عملکرد به دو نوع رله های الکترومکانیکی (EMR) و رله های حالت جامد (SSR) تقسیم کرد. EMR ها از طریق مغناطیسی روشن و خاموش می‌شوند و SSR ها کاملاً الکتریکی عمل می‌کنند. انتخاب هر یک از این دو نوع فرآورده اتوماسیون صنعتی بستگی به نوع کاربرد، محدودیت هزینه‌ای و انتظار زمانی از عملکرد رله دارد؛ از این رو ترجیح هر یک بر دیگری ماهیتاً امکان پذیر نیست. با این وجود بهتر آن است که برای تجهیزات دارای عملکرد سنگین‌تر از رله های الکترومکانیکی استفاده کرد و برای ابزارهای الکتریکی که حین جریان فاقد حرکت بوده و مقیاس عملکردی کوچک‌تری دارند از رله های حالت جامد استفاده کرد. 
صاحبان صنایع می‌توانند بر حسب کاربرد مورد نیاز خود، و عطف توجه به مزایای هر یک از انواع رله‌ها بر دیگری دست به انتخاب بزنند. برای مثال رله های SSR نیازی به نیرو دادن به سیم‌پیچ و تماس‌های باز ندارند، همچنین برای روشن و خاموش کردنشان به ولتاژ کمتری احتیاج هست. همچنین از آن‌جا که این رله ها هیچ قطعه دارای حرکت ندارد زودتر خاموش و روشن می‌شوند و از این‌رو سرعت واکنشی بیشتری خواهند داشت. بنابراین طول عمر این نوع رله ها بیشتر است چون قطعه متحرک و تماس در آن‌ها موجود نیست، اما در صورت بروز خرابی چاره‌ای جز تعویض رله های SSR نیست. در عوض رله های الکترومکانیکی قابلیت تعمیر و تعویض قطعات را دارند. از سوی دیگر خاموش و روشن کردن رله های الکترومکانیکی قابل اطمینان‌تر است چرا که فاصله میان برقراری تماس‌ها در آن بیشتر می‌باشد.
اجزای یک رله الکترومکانیکی به شرح زیر است:
۱-    قاب که اجزا و قطعات رله روی آن نصب می‌شوند.
۲-    سیم‌پیچ که یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند.
۳-    آرماتور که روشن و خاموش کردن رله توسط آن انجام می‌گیرد. با پایین آوردن آن تماس برقرار می‌شود و با بالا رفتن، تماس قطع می‌شود.
۴-    بخش برقرار کننده تماس که جریان را قطع و وصل می‌کند.
در مقابل رله‌های حالت ثابت دارای اجزای زیر می‌باشند:
۱-    ورودی جریان که نقش سیم‌پیچ در رله های الکترومغناطیسی را ایفا می‌کند.
۲-    کنترل کننده جریان که تعیین می‌کند چه زمانی خروجی جریان تحریک یا عدم تحریک شود. در واقع این جزء میان ورودی و خروجی جریان ارتباط برقرار می‌کند.
۳-    خروجی جریان که همچون بخش‌های برقرار کننده تماس در رله های الکترومکانیکی نقش سوئیچ را بر عهده دارد.
این فن‌آوری اتوماسیون صنعتی با توجه به دامنه کاربردی و پتانسیل عملکردی روی انواع دستگاه‌ها و موتورها در سال‌های اخیر رشد و توسعه مشهودی داشته و انواع فرآورده‌ها بر حسب عملکرد آن توسط شرکت‌های بزرگ نظیر امرن تولید می‌شوند. از این‌رو رله ها و فرآورده‌های آن‌ها نقش بارزی در آینده فن‌آوری اتوماسیون صنعتی، و به تبع آن در سایر صنایع ایفا خواهد کرد.