PILZ皮爾茲繼電器故障分析

PILZ皮爾茲繼電器故障分析

皮爾茲安全繼電器工作特性：
作為控制元件，繼電器有如下四個特點：皮爾茲安全繼電器工作原理及技術(shù)參數(shù)
1)擴大控制范圍。例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。
2)放大。例如中間繼電器等，只用一個很微小的控制量，
就可以控制很大功率的電路。
3)綜合信號。例如，當多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時，經(jīng)過比較綜合，達到預(yù)定的控制效果。
4)自動、遙控、監(jiān)測。例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現(xiàn)自動化運行。皮爾茲安全繼電器工作原理及技術(shù)參數(shù)
4皮爾茲安全繼電器應(yīng)用實例：以膠帶機的自動控制為例，介紹中間繼電器的隔離作用

工作原理是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的電子元件。它的輸入信號為線圈的通電或斷電。它的輸出是觸頭的動作(所帶常開點閉合，常閉點打開)，它的觸點接在其他控制回路中，通過觸點的變化導致控制回路發(fā)生變化(例如導通或截止)，從而實現(xiàn)既定的控制或保護的目的。在此過程中，繼電器主要起了傳遞信號的作用
將繼電器的設(shè)計研究與電磁場仿真軟件相結(jié)合，可以直觀有效地對現(xiàn)實中的電磁系統(tǒng)進行實驗研究和分析，將大大提高產(chǎn)品設(shè)計和改進的效率。本課題研究的繼電器在實際工作中有時會出現(xiàn)故障導致無法正常釋放，通過磁性材料特性測試系統(tǒng)測量該繼電器鐵磁材料的剩磁，并研究其對繼電器釋放故障的影響，對繼電器進一步提高可靠性有著不可忽視的影響。

PILZ皮爾茲繼電器故障分析本課題對拍合式繼電器進行建模，利用瞬態(tài)求解器研究交流繼電器的靜態(tài)特性，討論靜態(tài)吸力與反力的配合情況。對交流繼電器電磁系統(tǒng)吸合過程進行仿真，考慮電壓幅值，合閘相角，頻率影響，對電磁系統(tǒng)吸合過程中動態(tài)特性進行分析。目前對繼電器電磁系統(tǒng)吸合過程動態(tài)特性研究很多，而對交流繼電器釋放過程動態(tài)特性進行的研究并不多，本課題對交流繼電器電磁系統(tǒng)釋放過程進行仿真，考慮電壓幅值、斷電時刻影響，對電磁系統(tǒng)釋放過程中動態(tài)特性進行分析。利用基于有限元的Maxwell軟件，對拍合式繼電器電磁系統(tǒng)進行電磁場仿真和分析，得出其工作特性曲線，并對其影響因素進行分析比較，考慮實際工作中的剩磁影響，對拍合式交流繼電器的樣機研究和設(shè)計具有一定的指導意義。論文通過對現(xiàn)場總線技術(shù)的研究和比較，zui終選擇CAN總線通信方式。CAN總線是一種串行通信總線，與其它通信總線相比，CAN總線通信的實時性、可靠性、和靈活性更加突出。作為一種標準，CAN總線的應(yīng)用范圍也在逐漸擴大，從zui初的汽車控制領(lǐng)域擴展到了工業(yè)控制的許多領(lǐng)域，是目前zui有前途的數(shù)據(jù)總線之一。CAN總線通信時，繼電器在總線上根據(jù)地址進行區(qū)分識別，按照事先通訊協(xié)議的約定，主控系統(tǒng)對繼電器發(fā)出控制指令，繼電器執(zhí)行控制指令。設(shè)計的基于CAN總線的現(xiàn)場總線繼電器輸入電壓：22Vdc～32Vdc；輸出負載：1H觸點，負載電流1A；具備CAN總線通訊功能，通過CAN總線對繼電器進行控制；輸入輸出隔離；繼電器地址可離線修改。論文中詳細敘述了設(shè)計的理論依據(jù)，介紹了基于CAN總線的現(xiàn)場總線繼電器的硬件設(shè)計、工作原理以及相關(guān)的軟件程序設(shè)計思路、編制方法。

PILZ皮爾茲繼電器故障分析

磁保持PILZ繼電器是智能電表的核心部件之一，應(yīng)具有高的可靠性、安全性及抗短路電流能力。針對智能電表用磁保持PILZ繼電器的常見失效原因進行了分析。結(jié)果表明，觸頭表面污染引起磁保持PILZ繼電器熔焊失效；復(fù)合鉚釘觸頭開裂導致磁保持PILZ繼電器熔焊失效或斷開失效；在進行短路載流能力試驗時，不合理的磁保持PILZ繼電器結(jié)構(gòu)引發(fā)爆炸；中間位置導致磁保持PILZ繼電器出現(xiàn)斷開失效。

皮爾茲安全繼電器主要有兩個作用：一是隔離作用;二是增加輔助接點。在實際應(yīng)用中增加接點比較少，因為現(xiàn)在的接觸器可以另加很多對輔助接點，而且動作也可靠，所以沒有必要在一般控制日路中增加輔助繼電器。而隔離作用在目前的控制中用得是比較多的。筆者以為主要有兩個方面的隔離：一是將一個控制回路分隔為兩個甚至更多的相對獨立的回路;二是將強電量的模擬信號通過中間繼電器轉(zhuǎn)化為開關(guān)量侑源或無源)。這里強調(diào)的不是這些繼電器的作用，而是要通過工程實例，對中間繼電器應(yīng)用中的技術(shù)問題做出分析及提出解決的對策。
安全繼電器顧名思義要安全，它是一個安全回路中所必須的控制部分(安全回路包括安全輸入，控制器，安全輸出)，安全繼電器接受了安全輸入(比方說安全光幕、安全門鎖)通過內(nèi)部回路的判斷，確定性的輸出開關(guān)信號到設(shè)備的控制回路里。它的輸入輸出一般都是冗余的，并且觸點都是強制導向的開關(guān)。

其實安全繼電器說白了就是把2-4個繼電器混在了一起，各自的觸點很多是互鎖的，這樣就可以有效地監(jiān)控外部回路的觸點是否熔接，或者有沒有短路等現(xiàn)象。

而PILZ安全繼電器可以監(jiān)控功率、電流、電壓、接地故障、相位序列;同時也可以用來控制急停、安全門、光柵、安全地毯、雙手控制等，而且PILZ安全繼電器操作簡便、產(chǎn)品部件符合標準與規(guī)范(如EN954-1)而且通過zui少一家以上的機構(gòu)測試，并予以認證。帶有插入終端的單元，可確保更快的試運行，有zui小的空間，有zui高的安全等級，*的性價比，通用電源的低存儲成本?？捎糜谒邪踩δ埽绫O(jiān)控緊急停止，安全門，光柵等。

因此，PILZ繼電器電壽命的試驗方法以及試驗條件的研究一直是國內(nèi)外電器學術(shù)界所研究的重要領(lǐng)域。另外，當試驗設(shè)備和試驗裝置被設(shè)計出來并投入運行之后，一旦發(fā)生故障，用戶普遍認為是PILZ繼電器本身發(fā)生了故障，這種判斷在某種程度上是比較武斷的。在實際中，出現(xiàn)故障的原因很多，那么就需要一種便捷、行之有效的方法來判斷故障的來源和性質(zhì)。本論文主要從兩個方面展開了工作。一方面，對單相異步電動機負載的PILZ繼電器電壽命的試驗條件進行了理論研究。首先從PILZ繼電器的負載—單相異步電動機的數(shù)學模型的建立入手，分別從定性和定量兩個角度對單相異步電動機的起動和停止時的瞬態(tài)過程進行分析。然后對實際的控制情況進行了檢測，并與理論結(jié)果進行了對比，以印證理論的正確性。zui后總結(jié)得出PILZ繼電器電壽命試驗設(shè)備模擬電動機負載時的試驗條件，其中包括PILZ繼電器的觸點電壓和回路電流條件。另一方面，也對PILZ繼電器電壽命試驗設(shè)備的智能化技術(shù)進行了探討。首先對二十世紀六十年代興起的故障樹分析方法進行了介紹。在故障樹分析理論的基礎(chǔ)上，對電壽命試驗設(shè)備的主回路進行了分析，并建立相應(yīng)的故障樹。然后對建好的故障樹尋找zui小割集。zui后根據(jù)zui小割集確定故障診斷的實現(xiàn)算法。給出了激光校正的原理和激光測量方法，并用于某型號PILZ繼電器，具體測試了其簧片氣隙的大小和分布情況。利用PILZ繼電器金屬簧片進行了大量的激光校正測試試驗，測試結(jié)果表明：激光照射后，簧片得到的校正量h與激光測量點到激光校正點的間距x2成正比例線性關(guān)系，可用h=kx2近似表示；而激光功率P和照射時間t與簧片獲得的校正量h之間則大致成拋物線關(guān)系，起始時功率越大，時間越長，校正量越大，但過了拐點之后情況則相反。測試結(jié)果同時表明：在性能指標范圍內(nèi)，激光校正并不會影響PILZ繼電器簧片的機械壽命。分析和計算證明，選擇合適的激光功率P與時間參數(shù)t,利用激光對該PILZ繼電器的簧片氣隙進行校正是可行的；結(jié)合氣隙大小的測試數(shù)據(jù)分析可知，生產(chǎn)線上絕大多數(shù)PILZ繼電器的簧片氣隙調(diào)整只需通過靜簧片的激光校正就能得以實現(xiàn)，與手工校正相比具有較高的校正效率。

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