Electronics | Microcontrollers » Kamarás Péter - Vezérlések kiválasztása

Vezérlések kiválasztása Több, mint 20 éve, hogy hazánkban a felvonóiparban megjelentek a számítógépes – elterjedtebb szóhasználattal mikroprocesszoros – felvonóvezérlések. 1984 óta már hazai fejlesztésű vezérléseket is használ a szakipar, így általánosan megállapítható, hogy teljes létjogosultságot nyert a mikroprocesszoros vezérlés. A hétköznapokban ennek ellenére azonban még továbbra is beépítésre kerülnek relés vezérlések meglévő felvonók modernizálásakor vagy új telepítés esetén egyaránt. Annak eldöntésére, hogy mikor milyen típust (relést vagy mikroprocesszorost) célszerű kiválasztani, sokféle szempontot kell figyelembe venni; bár általában egyértelműen anyagi okok döntik el A probléma korrekt megoldása összetett elemzést igényel. A megfelelő kiválasztáshoz négy fő szempontot lehet elkülöníteni, ezek a következők: • műszaki szempontok • pénzügyi szempontok • szerviz háttér •

szakmai felkészültség Az összehasonlítás előtt nézzük meg a számítógépes vezérléseket, általános jellemzőiket. A relés vezérlések alkalmazásának többféle hátránya van. Villamos szempontból a relé érintkezők megbízhatósága a használat során egyre romlik, növeli a hibalehetőséget. Amennyiben bonyolultabb – gyűjtő – vezérléseket alkalmazunk, 40-50 db jelfogót kell beépíteni, amelyek összesített megbízhatósága már jelentősen csökkentheti a vezérlés biztonságos üzemét. Gyártási szempontból munka- és anyagigényes, sorozatgyártás a sok egyedi megoldás miatt gazdaságosan nem valósítható meg. A fenti indokok alapján többféle fejlesztési irány alakult ki. Elektromechanikus vezérlések Az elektronikai elemek fejlődésével tranzisztoros és integrált áramkörös kapcsolásokkal próbálták „leképezni” a relés áramkörök logikáját. Gyakorlatilag ez azt jelentette, hogy nem a relék érintkezőit

kötötték össze megfelelő logika alapján, hanem az őket helyettesítő elektronikai elemeket. Az elkészült vezérlések élettartama sokkal jobb volt, mint a relés vezérléseknek, de a gyártási nehézségek – egyedi gyártási igények – nem sokkal csökkentették a relés vezérléseknél említett problémákat. Az üzemelő felvonók esetében problémaként jelentkezett a tranziens jelenségek – a relés vezérléseknél nem jelentkező – zavaró hatása. A ki-bekapcsolási jelenségek az úszókábelen keresztül akkora zavarokat okoztak, hogy az alacsony feszültségszintű elektronikai alkatrészek nem megfelelően működtek; fantom utasításokra elindultak, szintet tévesztettek. A megfelelő zavarvédelem kialakítása sok bonyolultságot vitt a rendszerbe. Emiatt hosszú ideig igazából nem tudott kifejlődni ez a fejlesztési irányzat, azután már le is álltak a fejlesztésével, ugyanis megjelentek a számítógépek. Számítógépes –

mikroprocesszoros – vezérlések Az egy integrált áramköri tokban elférő számítógépek – mikroprocesszorok – megjelenésével az eddigi irányzat – és gondol- KamarásPéter okl.villamosmérnök HCAAutomatizálásiKft. kodásmód – teljesen megváltozott. Az áramköri bekötésekben igazából a végrehajtó, teljesítménykapcsoló áramkörökben található valamilyen hagyományos, felvonós logika; minden más funkció – pozícióérzékelés, utasítástárolás, iránykiválasztás stb. – a számítógép (ill a programozó) logikájára van bízva Így megvalósítható az, hogy nagy sorozatban gyártott termékeknél csak a programot kell kicserélni, a helyszínnek megfelelően adaptálni, a villamos huzalozás mindig ugyanaz marad. Legegyszerűbben belátható különbség pl. a szintszámhoz illeszkedés megvalósítása Relés bekötésnél ez min. 1-2 többlet relé beépítését, bekötését jelenti; mikroprocesszoros vezérlésnél max. 1-2

vezetékszál bekötését a sorozatkapcsok és az elektronika közé. Az egyedi igények megvalósítása sokkal egyszerűbb számítógépes vezérlésnél. A felvonós csatlakozó alkatrészek új igények esetén nem változnak meg, csak a működésben történnek módosulások. Ezt relés vezérléseknél bonyolult relés kapcsolásokkal lehet elérni – az új vezérléseknél csak a vezérlés logikáján (programján) kell módosítani. Programozott logikai vezérlők (PLC-k) A vezérléstechnikai iparban gyártósorok működtetésére alkották meg a PLC-ket. Ezek relékkel vagy elektronikai kimenetekkel ellátott számítógépes egységek (ipari környezethez kialakított számítógépek), amelyeket a felhasználó maga tud programozni saját alkalmazási igénye alapján. Mivel ezek komplett készülékek, mindenképpen drágábbak a felvonóvezérlésekhez kifejlesztett – csak a szükséges alkatrészekkel felszerelt elektronikáknál. Vezérléstechnika

szempontjából természetesen alkalmasak felvonó működtetésére, készülnek is ilyen vezérlések, de a piaci versenyben jelenleg hátrányban vannak. Az általános ismeretek után foglalkozzunk a relés és a mikroprocesszoros vezérlések kiválasztásának elemzésével. Műszaki szempontok A relés és számítógépes felvonóvezérlések között a fentiek alapján az az alapvető műszaki különbség, hogy a főáramkört működtető teljesítménykapcsolók áramköre nem a relés áramkörökből kialakított logikai rendszer, hanem egy számítógép (mikroprocesszor) programja alapján működik. A tényleges fizikai kialakításban tehát az a különbség, hogy a sok relé helyett egy elektronikai egység található a vezérlőszekrényben a teljesítménykapcsolók (mágneskapcsolók) működtetésére. Üzembiztonság – élettartam Megbízhatóság és élettartam szempontjából a mozgó alkatrészű és villamos kontaktusokat adó relék nagyságrendekkel

rosszabbak az elektronikánál. Sok olyan vezérlés működik még az eredeti elektronikával különösebb javítás nélkül, melyeket 1985-86-ban szereltek fel (16-17 év üzemidő). Ilyen hosszú üzemidejű relés vezérléseknél a relék nagy része már ki van cserélve – igaz, ezek már általában a legújabb típusokra (kivétel a Schindler licenc relék – ezek más relékkel nem helyettesíthetőek). Használói igények Használói szempontokat figyelembe véve is egyértelmű az előny a számítógépes felvonók javára. Relés vezérléseknél csak külön kiegészítő áramkörök beépítésével lehet a felmerülő, utólagos, egyedi használói igényeket megvalósítani, számítógépes vezérlésnél minden felmerülő igény (vagy ötlet) megvalósítása programozói feladattá alakul át minimális tényleges műszerész munkával kiegészítve. Hibakeresés Relés vezérléseknél általában kontakthibák okozzák a vezérlési hibákat. Ezek

megtalálása a hibajelenség elemzésével történhet, a kapcsolási rajz segítségével. Igényesebb számítógépes vezérléseknél hibakijelző van beépítve, melynek segítségével a szerelői hibaelhárítás szinte csak magát a javítást jelenti, hiszen a hibát kijelzi a vezérlés – nem kell keresni a probléma okát (ezek nagyrészt a csatlakozó alkatrészek, érintkezők hibái). Műszaki alkalmasság Mikroprocesszoros vezérléssel bármilyen egyszerű és bonyolult vezérlési feladat megoldható. Azonban több esetben a relés kialakítás jóval egyszerűbb, mint a számítógépes Alacsony használói igény esetén már pár relével megoldható a vezérlési feladat (pl. teherfelvonóknál, kisteherfelvonóknál); ebben az esetben az esetleg alacsony kapcsolási szám miatt a relés logika élettartama szinte korlátlan; ide indokolatlan elektronikát beépíteni. Hátrányok Az előnyök mellett műszaki szempontból két hátrányt lehet megemlíteni a

számítógépes vezérléseknél. Az egyik a zavarérzékenység: a villamos hálózaton megjelenő tranziens jelenségek meg tudják zavarni a mikroprocesszorok működését. A zavarokat kiválthatja a hálózati feszültségingadozásokon kívül a húzómágnesek (fék- és zárnyitó mágnesek), az ajtómotorok, úszókábelek hibája; újabban a frekvenciaváltók nem megfelelő szűrése. Ez a probléma relés vezérléseknél nem jelentkezik. A másik hátrány a műszaki fejlődés ütemében jelentkezik. Az elektronikai termékek technológiai fejlődése olyan gyors, hogy az egyes elektronikai alkatrészek gyártása pár év alatt megszűnhet (technikailag elavulnak). Ezek pótlása esetleges meghibásodás esetén 5-10 év múlva nagyon körülményes vagy éppenséggel lehetetlen lesz. Emiatt az elektronikus vezérlések élettartama a javíthatatlanság miatt jóval alacsonyabb lehet a relés vezérléseknél, melyeknél a relék cseréjével évtizedekig biztosítható

a felvonó működtetése teljes vezérléscsere nélkül. Összességében megállapítható, hogy átlagos felvonó esetében műszaki szempontból mindenképpen előnyösebb a mikroprocesszoros vezérléseket alkalmazni a relés megoldások helyett. Pénzügyi szempontok Amikor összevetjük egy relés és egy mikroprocesszoros vezérlés árát, az előbb elmondottak alapján ténylegesesen csak a relék és az elektronikai egység árát és a gyártási többletráfordítást kell összehasonlítani. Egy komolyabb minőségű elektronikai kártya beszerzési ára 120–180 ezer Ft körül van; egy 4 érintkezős relé foglalattal együtt 2 ezer Ft körül mozog. Ha ezeket a termékárakat vetjük össze, kb. 60–70 db relét lehet az elektronikával azonos árban beépíteni egy vezérlésbe. Gyártási időben számítva kb. 1 munkanapnyi többlet munkabérrel lehet többet számolni egy 60 db-os relés vezérlés behuzalozására A napi gyakorlatot figyelembe véve, relés

gyűjtő vezérlést max. 6–8 szintes felvonóhoz lehet olcsóbban vagy éppen azonos árban készíteni az elektronikus vezérléshez képest. A felvonós piacon beszerezhető, kizárólag egyparancsos vezérlésként működő mikroprocesszoros egységet figyelembe véve max. 5–6 szintes felvonó lehet a választóvonal (kb. 45–50 ezer Ft az elektronika ára). Összességében megállapítható, hogy pénzügyi szempontból 6–7 szintű vezérlést lehet még olcsóbban – vagy azonos árban – előállítani relés technikával a számítógépes vezérléshez képest. Természetesen a választóvonal lejjebb csúszhat bonyolultabb, igényes kialakítás esetén (pl. hidraulikus, gépi ajtós felvonónál) az időrelék ára miatt már csak 3–szintes felvonó a határeset. Szerviz háttér szempontok Relés vezérlésnél vezérlési hiba csak a relé érintkezők bizonytalansága miatt léphet fel, ez egyszerű cserével elhárítható. Ezzel szemben mikroprocesszoros

vezérlés esetében az elektronika kártya hibája szakszerűen csak megfelelő szakműhelyben javítható. Általánosságban háromféle elektronikus vezérlés található meg a hazai felvonókon: • eredeti, komplett import vezérlés • importált elektronikai kártya felhasználásával hazai összeszereléssel készült vezérlés • teljes egészében hazai fejlesztésű és gyártású vezérlés Az olyan vezérlések esetében, melyek hazai fejlesztésűek és gyártásúak, értelemszerűen adottak a szervizelési lehetőségek. A gyártó cégek rendelkeznek valamilyen szintű szerviz-kialakítással, mely segítségével hamar tudnak reagálni a felmerülő hibákra (akkor is, ha az ténylegesen nem az elektronika miatt lépett fel). Az elektronika egység javítása megoldott, és árfekvése is piacképes. Abban az esetben azonban, amikor importált elektronikai kártya vagy komplett import vezérlés hibásodik meg, a szerviz háttér általában csak az egység

cseréjére szorítkozik. A szállító ill összeszerelő cég csak optimális esetben rendelkezik tartalék elektronikával Ilyen esetben a hiba természetesen panelcserével elhárítható Azonban a panel javítása már nem biztosított, így a garanciális idő letelte után az üzemeltetőnek esetleg a cserepanel teljes árát kell megtérítenie, ami nagyságrendekkel drágább lehet az olcsóbb javítási díj helyett. Hazai összeszerelő gyártás során az is előfordul, hogy az importált kártyával történő gyártás ténylegesen csak műszerész munkára szorítkozik, a mikroprocesszor szakmai ismeretei nem állnak rendelkezésre. Ilyen esetben történhet meg az, hogy a vezérlést szállító cég nem tud érdemben szakmai tanácsot adni a vezérlés meghibásodása esetén. A gyártási fegyelmezetlenség miatt sajnos több gyártó cég el tud „feledkezni” több éve gyártott vezérléséről, még a kapcsolási rajzot sem őrzi meg. A fentiek alapján csak

olyan típusú mikroprocesszoros vezérlést érdemes választani, amelyhez biztosított a megfelelő szerviz háttér – ilyen probléma relés vezérléseknél kevésbé jelentkezik –, a relés hibák általában műszerész hibakereséssel és gondolkodással mindig behatárolhatóak. Szakmai felkészültség Az átlagos szerelők alapismerete csak néhány alaphibára vonatkozik; a leggyakrabban előforduló hibákra. Amennyiben ettől eltérő hiba jelentkezik – legyen az vezérlési vagy csatlakozó készülék hibája – gondok merülnek fel a hiba elhárításában. A mikroprocesszoros vezérléseknél előforduló hibák nem minden esetben határolhatóak be egyértelműen. A hiba oka lehet magán az elektronika kártyán, a hibás csatlakozó készülékeken (pl. szintérzékelők) vagy a kábelezésben Ezek behatárolása sok esetben csak a szerelői rutin alapján történhet. Amennyiben rendelkezésre áll a szerviz, ott tudnak segíteni a problémákon, de import

mikroprocesszoros vezérléseknél sokszor csak a külföldi szerelő tud érdemben beavatkozni. Sajnos több esetben olyan vezérlések kerülnek beépítésre, melyről pár év múlva azt sem lehet megtudni, hogy milyen típus, ki gyártotta (többen elfelejtik az azonosító feliratokat betenni a vezérlőszekrénybe). Általában a kapcsolási rajz is hiányos vagy teljesen hiányzik; ekkor a szerelő csak a saját vagy az ismeretségi köreiben megtalálható tudásban bízhat. Olyan körzetben, ahol kevés a felvonó, a szerelőnek nincs ismerete ilyen vezérlésekről, kockázatos megfelelő háttér nélküli vezérlést beépíteni. Relés vezérléseknél azért kisebb a probléma, mert végső esetben a huzalozás is lekövethető rajz hiányában és a hibaforrás elhárítható. Egyes helyeken az üzembentartó villanyszerelője ügyel a felvonókra, ő még a relés áramkörökben is tud segíteni (pl. relék cseréje) a hiba elhárításában. Ilyen körülmények

között megfontolandó relés vezérlés beépítése alacsony szintszámú ipari üzemek, kórházak stb. esetében, ahol a felvonó hosszabb állásideje a hiba javítása miatt az épület üzemvitelét is veszélyeztetheti. Értelemszerűen, ha a karbantartó cégek és személyek szakmai színvonala illeszkedik a modernebb (mikroprocesszoros) vezérlésekhez, ez a szempont elhanyagolhatóvá válik. Sajnálatosan a jelenlegi szakmai utánpótlás helyzete miatt erre a közeljövőben nem kerülhet sor. A négyféle szempont elemzése alapján megállapítható, hogy 2–3–4 szintes, alacsony igényű (egyparancsos) vezérléseknél műszaki és pénzügyi szempontból még versenyképesek a relés vezérlések. Amennyiben a jövőben a mikroprocesszoros vezérlések gyártói megbízható minőségű és megfelelő szerviz-hátterű, használható dokumentációval ellátott berendezéseket készítenek, növekedhet a számítógépes vezérlések iránti bizalom és

felhasználói igény