Permissieve en Interlock Schakelingen in Industriële Besturingssystemen

Een praktische toepassing van schakelaar- en relaislogica is in besturingssystemen waar diverse procescondities voldaan moeten zijn voordat een stuk apparatuur mag starten.

Een algemeen voorbeeld is het brander besturingssysteem voor grote verbrandingsovens. Om de branders veilig te starten, moet de besturingslogica "toestemming" ontvangen van meerdere proces schakelaars: hoge en lage brandstofdruk, luchtwaaier stroom, uitlaatstap damper positie, toegangdeur positie, en meer.

Elke procesconditie heet een permissief. De permissieve contacten zijn in serie bedraad zodat als er één een onveilige conditie detecteert, het circuit opent.

Als alle permissieve condities voldaan zijn, geenergiseert CR₁ en de groene lamp verlicht. In een productiesysteem zou een besturingsrelais of brandstofklep-solenoid in die trap geplaatst worden, wat alleen activeert wanneer alle permissieve contacten gesloten zijn.

Als enige conditie faalt, opent de serie-reeks, CR₂ de-energiseert, en de rode lamp brandt.

Let op dat de hoge-brandstofdruk schakelaar normaal gesloten is: het opent wanneer de druk de ingestelde waarde overschrijdt. Aangezien de normale toestand van een drukschakelaar nul (lage) druk is, kiezen we een normaal-gesloten apparaat om overmaat druk te triggeren.

Relaislogica in Besturingssystemen

Relaislogica zorgt er ook voor dat twee wederzijds uitsluitende gebeurtenissen niet simultaan kunnen optreden. Een typisch geval is reverseerbare motorbesturing, waar twee contactoren de motor's fasevolgorde schakelen. Beide voorwaarts en achterwaarts contactoren simultaan geenergiseeren zou fasen A en B kortsluiten.

Met contactor M₁, verbinden fasen A, B, en C direct met motorterminals 1, 2, en 3. Met contactor M₂, worden fasen A en B gewisseld, wat de motor's rotatie omkeert.

Het diagram toont ook een normaal-gesloten "OL" thermische-overbelasting contact op elke fase. Als een verwarmingselement oververhit, opent het contact en blokkeert geenergisering van beide contactoren.

Dit ontwerp werkt alleen als de operator nooit beide knoppen tegelijk indrukt. Simultane activering zou fasen A en B kortsluiten, een gevaarlijke conditie creërend.

Kortsluiting Voorkomen met Interlocks

Om dit risico te elimineren, kan het circuit bedraad worden zodat het geenergiseren van één contactor de andere automatisch uitschakelt. Dit heet interlocking en wordt typisch bereikt met auxiliaire contacten:

Wanneer M₁ geenergiseerd wordt, opent zijn normaal-gesloten auxiliair contact, wat M₂ voorkomt te geenergiseren zelfs als de achterwaarts knop ingedrukt wordt. Het omgekeerde geldt wanneer M₂ geenergiseerd is.

Sommige contactoren bevatten een mechanische interlock – een hefboom die fysiek voorkomt dat beide armaturen samen sluiten. Voor extra veiligheid kunnen elektrische interlocks gecombineerd worden met mechanische, en de eenvoud van het circuit maakt deze praktijk standaard in de industrie.

Overzicht:

• Schakelaarcontacten die een circuit onderbreken wanneer bepaalde fysieke condities niet voldaan zijn, heten permissieve contacten; het systeem vereist hun "toestemming" om te activeren.
• Schakelaarcontacten die een besturingssysteem voorkomen twee incompatibele acties simultaan uit te voeren, heten interlocks.

Gerelateerde Werkbladen:

• Tijdvertraging Electromechanische Relais Werkblad