Твердотельное реле G3PE от выхода напряжения E5CC: вход, период, тревоги HB и HS
Выход напряжения терморегулятора OMRON E5CC (QX в обозначении) даташит называет выходом для управления твердотельным реле (for driving SSR): нагреватель коммутирует реле, а регулятор подаёт на его вход 12 В. Здесь разобрано, как выход E5CC согласуется со входом твердотельного реле G3PE, какие входные токи сверять с пределом выхода, какой период управления задан для такого выхода и как с ней работают тревоги обрыва нагревателя (HB) и пробоя реле (HS). Источники — даташит и руководство E5□C (H177, H174), даташит G3PE (J174) и справочник OMRON Technical Guide for Solid State Relays. Характеристики G3PE, выбор по току и монтаж — в карточке G3PE, исполнения и опции регулятора — в карточке E5□C.
Выход E5CC и вход G3PE
| Выход E5CC (QX) | PNP, 12 В DC ±20 %, ток нагрузки до 21 мА, защита от короткого замыкания; клеммы 1 (+) и 2 (−) |
|---|---|
| Вход однофазного G3PE | клеммы A1 (+) и A2 (−) |
Плюс выхода регулятора (клемма 1) соединяют с A1 реле, минус (клемма 2) — с A2. По допуску H177 напряжение выхода E5CC может опускаться до 9,6 В (12 В минус 20 %). В J174 напряжение срабатывания G3PE — не выше 9,6 В DC; для однофазных реле таблица входа дана при 25 °C, у трёхфазных строка та же — не выше 9,6 В DC, тоже при 25 °C.
Входной ток реле и предел выхода
Предел выхода E5CC — 21 мА (H177). Входной ток G3PE в J174 дан как наибольшее значение при 25 °C (номинальное входное напряжение однофазных — 12–24 В DC): до 7 мА у G3PE-□□□B и до 15 мА у G3PE-□□□BL; у трёхфазных — до 10 мА при 24 В DC, тоже при 25 °C. Как ток и входное сопротивление меняются с напряжением, J174 показывает графиками Input Voltage vs. Input Impedance and Input Voltage vs. Input Current. Справочник OMRON Technical Guide for Solid State Relays запрещает включать входы нескольких реле последовательно: входное сопротивление у реле разное, и возможна неправильная работа.
У регулятора с двумя выходами напряжения (QQ) или с токовым выходом и выходом напряжения (CQ) выходы 1 и 2 между собой не изолированы (H174). По схеме клемм H177 у QQ общий минус на клемме 2, второй выход — на клемме 3.
Период управления
При ПИД-регулировании выход включается и выключается с периодом, который задают параметром Control Period. По H174 заводское значение — 2 с для выхода напряжения (for driving SSR) и 20 с для релейного выхода; для реле руководство советует 20 с и больше, чтобы сберечь его ресурс, а короткий период, по тому же разделу, даёт лучшее качество регулирования. При токовом выходе параметр не используется.
Тревоги HB и HS с трансформатором тока
Тревоги HB (heater burnout) и HS (SSR failure) E5CC формирует по току нагрузки, который измеряет трансформатор тока E54-CT1 или E54-CT3. Для них нужно исполнение регулятора со входом CT (коды опций — в карточке E5□C); у E5CC трансформатор подключают к клеммам 16 и 17 (CT1) или 17 и 18 (CT2), а через его окно пропускают провод питания нагрузки. Наибольший ток нагревателя — 50 А AC.
HB измеряет ток в интервалы, когда выход регулятора подан, и ток ниже уставки даёт тревогу. HS измеряет его в паузах, когда выход снят, и тревогу даёт ток выше уставки. У выключенного G3PE через нагрузку всё равно идёт ток утечки — у однофазных до 10 мА при 200 В AC (G3PE-2□□B и G3PE-2□□BL) и до 20 мА при 480 В AC (G3PE-5□□B и G3PE-5□□BL), у двухэлементных трёхфазных в фазе S он примерно в √3 раза больше. Уставку HS руководство H174 считает от тока утечки при выключенном выходе: (ток утечки + ток при пробое) × число витков / 2; фактическую утечку показывает монитор Leakage Current (lcr1, lcr2). Уставка HB — (нормальный ток + ток при обрыве) × число витков / 2.
Условия, при которых тревоги работают, по H174:
| Время включения для HB | обрыв не определяется, если выход включён на 100 мс и меньше (при периоде 0,1 или 0,2 с — на 30 мс и меньше) |
|---|---|
| Время выключения для HS | пробой не определяется, если выход выключен на 100 мс и меньше (при периоде 0,1 или 0,2 с — на 35 мс и меньше) |
| Разница токов | не меньше 1,0 А у нагревателей меньше 10 А и не меньше 2,5 А у нагревателей от 10 А; при малом токе провод пропускают через трансформатор несколько раз — один лишний виток удваивает измеряемый ток |
| Порядок включения | питание нагревателя подают одновременно с питанием регулятора или раньше, иначе выдаётся тревога HB |
| Трёхфазный нагреватель | два трансформатора тока при любой схеме соединения — исполнения с двумя входами CT |
По H174 при тревогах HB и HS регулирование продолжается.
Другие твердотельные реле — в разделе «Реле твердотельные», регуляторы и датчики температуры — в разделе «Термоконтроллеры и термодатчики».
Документы
Даташит E5□C/E5□C-T (Cat. No. H177-E1-19, на английском) — выход напряжения E5CC, схема клемм, входы CT, пределы тревог HB и HS. E5□C Digital Temperature Controllers User’s Manual (Cat. No. H174-E1-18) — изоляция выходов, период управления, установка трансформатора тока, расчёт уставок HB и HS. Даташит G3PE (Cat. No. J174-E1-03) — вход, ток утечки, клеммы. Technical Guide for Solid State Relays (CSM_SSR_TG_E_4_1) — подключение входов нескольких реле.