Wybrane elementy
automatyki
instalacyjnej
Automatyka domowa (instalacyjna) jest tak obszerną
dziedziną techniki że nie sposób w żaden sposób
opisać jej wszystkie aspekty. Nie chcąc wchodzić w
tajniki tzw. „inteligentnych instalacji” opiszemy
podstawowe urządzenia automatyki instalacyjnej na
które prawie każdy może sobie pozwolić a zgodnie z
encyklopedyczną definicją automatyki mogą w dużym
stopniu „ułatwić nam życie”
Automaty zmierzchowe
Pierwszym elementem jaki opiszemy są bardzo popularne a zarazem przydatne
automaty zmierzchowe. Służą one do automatycznego załączania oświetlenia
ulic, placów, wystaw, reklam, itp. o zmierzchu i wyłączania tegoż oświetlenia o
świcie.
Schemat podłączenia do instalacji automatu zmierzchowego:
Schemat ideowy:
automat zmierzchowy:
Czujniki ruchu
Czujnik ruchu służy do automatycznego, czasowego załączania oświetlenia w
przypadku pojawienia się osoby lub innego obiektu w takich miejscach jak
korytarze, podwórza, podejścia i podjazdy, garaże, itp.
Schemat podłączenia czujnika do instalacji:
Czujniki ruchu wykonywane są w wielu technologiach. Dwa najczęściej
spotykane rodzaje czujniki ultradźwiękowe oraz czujniki pasywne podczerwieni.
Pierwsze wykrywają ruch wykorzystując tzw. „efekt Dopplera” czyli zmianę
obserwowanej częstotliwości fali wywołanej względnym ruchem źródła fali i
odbiornika a prościej zmianę częstotliwości fali w wyniku odbicia jej od obiektu,
który się porusza.
Czujniki podczerwieni wykorzystują w swoim działaniu wykorzystuje zjawisko
emisji promieniowania cieplnego przez każdy przedmiot o temperaturze wyższej
niż zero bezwzględne, czyli -273,15°.
Przykłady czujników ruchu:
Ściemniacze oświetlenia
Ściemniacz oświetlenia służy do załączania i wyłączania oświetlenia żarowego i
halogenowego z możliwością regulacji natężenia tego oświetlenia za pomocą
dowolnego włącznika chwilowego (dzwonkowego). Spotyka się także ściemniacze
bez możliwości włączania i wyłączania oświetlenia gdzie natężenie reguluje się za
pomocą potencjometru
rys. Schemat podłączenia przykładowego ściemniacza do instalacji:
Przykłady kilku modeli ściemniaczy:
Działanie:
Załączenie oświetlenia następuje po impulsie prądu
spowodowanym naciśnięciem włącznika chwilowego
(dzwonkowego) podłączonego do przekaźnika. Wyłączenie
oświetlenia nastąpi po następnym impulsie. Przytrzymanie
przycisku >1sek. umożliwia ustawienie żądanego natężenia
oświetlenia (płynna pulsacja oświetlenia w pętli JAŚNIEJ
-CIEMNIEJ-JAŚNIEJ. Po każdym załączeniu oświetlenie powraca
do uprzednio ustawionej jasności.
Oświetlenie może być sterowane za pomocą wielu przycisków
połączonych równolegle rozmieszczonych w różnych punktach
pomieszczenia.
Przekaźniki czasowe
Przekaźnik czasowy służy do sterowania czasowego w układach
automatyki przemysłowej i domowej (np.: wentylacji, ogrzewania,
oświetlenia, sygnalizacji, itp. ). Rozróżniamy trzy zasadnicze rodzaje
przekaźników czasowych. Są to Przekaźniki z :
- opóźnionym załączeniem
- opóźnionym wyłączeniem
- opóźnionym odpadaniem (impulsowe)
Pokrótce przedstawimy zasadę działania każdego z przekaźników
1. Z opóźnionym
załączaniem:
Po podaniu napięcia
zasilającego styk
pozostaje w pozycji
11-10 i następuje
odmierzanie
nastawionego czasu
pracy. Po odmierzeniu
czasu następuje
przełączenie styku w
pozycję 11-12.
Ponowna realizacja
trybu pracy
przekaźnika możliwa
jest po odłączeniu
napięcia zasilającego i
ponownym jego
załączeniu.
2. Z opóźnionym
wyłączeniem
Do czasu załączenia
przekaźnika styk
pozostaje w pozycji 11-
10. Po podaniu napięcia
zasilającego styk
zostaje przełączony w
pozycję 11-12 i
następuje odmierzanie
nastawionego czasu
pracy. Po odmierzeniu
czasu styk powraca do
pozycji 11-10. Ponowna
realizacja trybu pracy
przekaźnika możliwa
jest po odłączeniu
napięcia zasilającego i
ponownym jego
załączeniu.
3. Z opóźnionym
odpadaniem
Podanie napięcia
sterującego S na przekaźnik
powoduje jego zadziałanie i
załączenie napięcia na
sterowanym odbiorniku. Po
zaniku napięcia sterującego
działanie odbiornika jest
podtrzymywane przez czas
podtrzymania t (nastawiany
potencjometrem). Po czasie
t wyłączenie sterowanego
odbiornika nastąpi
automatycznie. W
przypadku ponownego
podania napięcia
sterującego S przed
upływem nastawionego
czasu przekaźnik realizuje
swoją funkcje pracy od
początku.
Schemat
wyprowadze
ń
przekaźnikó
w 1 i 2
M- sterowany
odbiornik
Wejście 6-
napięcie S
(sterujące0
Zegary sterujące
programowalne
Zegar sterujący programowalny służy do sterowania czasowego
urządzeniami w układach automatyki domowej lub przemysłowej według
indywidualnego programu czasowego ustalonego przez użytkownika.
Na rynku można spotkać różne rodzaje zegarów: jednodniowe, tygodniowe,
roczne. W znacznej większości to zegary zawierające w swojej budowie
mikroprocesor co ułatwia dokładne odmierzanie czasu oraz możliwość
zaaplikowania wyświetlacza lcd wspomagającego użytkownikowi znacznie
programowanie, choć można spotkać (najczęściej dobowe) zegary
analogowe – mechaniczne.
Przykład rocznego zegara programowalnego polskiej firmy FIF Pabianice:
Funkcje zegara
PRACA AUTOMATYCZNA - praca według ROZKAZÓW WŁĄCZ-WYŁĄCZ
zaprogramowanych przez użytkownika w pamięci zegara.
PRACA RĘCZNA - [ON] trwałe załączenie styku (poz.1-5) lub [OFF] trwałe
rozłączenie styku (poz.1-6)
ROZKAZ WŁĄCZ-WYŁĄCZ - wpis programu, według którego nastąpi włączenie
lub wyłączenie odbiornika.
CYKL PRACY - ustawialny, roczny cykl w którym realizowane są załączenia
odbiornika zgodne z zaprogramowanymi ROZKAZAMI WŁĄCZ-WYŁĄCZ.
AUTOMATYCZNA ZMIANA CZASU - Zmiana czasu z zimowego na letni
dokonywana jest automatycznie w nocy, w ostatnią niedzielę marca o godzinie
2.00 (poprzez dodanie 1 godziny do bieżącego czasu). Zmiana czasu z letniego
na zimowy wykonana jest automatycznie w nocy, w ostatnią niedzielę
października o godzinie 3.00 (poprzez odjęcie 1 godziny od bieżącego czasu).
RESTART - Restartowanie procesora specjalnym przyciskiem - konieczne w
przypadku zawieszenia funkcji pracy zegara. Nie kasuje ustawień DATY i CZASU
oraz wpisów KONFIGURACJI w pamięci.
ZEROWANIE PAMIĘCI ("głęboki" reset ) - kasowanie wszystkich
wcześniejszych ustawień DATY, GODZINY i wpisów ROZKAZÓW WŁ/WYŁ.
Przekaźniki bistabilne
Elektroniczne bistabilne przekaźniki impulsowe umożliwiają załączenie lub
wyłączenie oświetlenia lub innego urządzenia z kilku różnych punktów za
pomocą równolegle połączonych, chwilowych (dzwonkowych) włączników
sterujących.
Przekaźniki bistabilne znalazły szerokie zastosowanie wszędzie tam gdzie
występuje potrzeba zał. I wył. oświetlenia z kilku miejsc np. klatki
schodowe, korytarze itp. Przekaźniki te wypierają coraz bardziej proste tzw.
„ instalacje schodowe -schodówki”.
rys. schemat podłączenia przekaźnika bistabilnego do instalacji:
Rozróżnia się 4 rodzaje przekaźników bistabilnych :
-TYPU WŁĄCZ-WYŁĄCZ
-Z WYŁĄCZNIKIEM CZASOWYM
-SEKWENCYJNE( SWIECZNIKOWE)
-GRUPOWE HOTELOWE
Zasada działania poszczególnych
typów przekaźników bistabilnych
jest taka sama, mają one jednak
dodatkowe funkcje jak np
wyłącznik czasowy który po
odmierzonym czasie wyłącza
załączone wcześniej oświetlenie.
Przekaźniki kontroli poziomu
cieczy
Przekaźniki służą do wykrywania obecności cieczy przewodzących prąd
elektryczny na poziomach zamontowanych sond zalania. Pozwalają na
utrzymywania stanów minimum i maksimum kontrolowanej cieczy w
zakresie wyznaczonym przez użytkownika.
Znajdują one szerokie zastosowanie w domowych instalacjach
hydroforowych, czy nawet basenach
Przykład działania przekaźnika kontroli poziomu cieczy:
Działanie: Po spadku poziomu cieczy do stanu MIN (tj.
rozwarte elektrody MIN i COM) styk MIN zostanie
przełączony w pozycję 11-12; styk MAX pozostaje w
pozycji 8-9. Po osiągnięciu stanu MAX (zwarte elektrody
MAX i COM) styk przekaźnika MIN zostaje przełączony w
pozycję 11-10, a styk MAX w pozycję 8-7.
Regulatory temperatury
Regulatory temperatury służą do sterowania urządzeniami grzewczymi lub
wentylacyjnymi w celu utrzymania stałej temperatury otoczenia.
rys. Przykład wykorzystania regulatora do sterowania temperaturą w
pomieszczeniu:
Wybrane modele
regulatorów
temperatury:
Przekaźniki priorytetowe
Przekaźniki priorytetowe stosujemy między innymi, gdy w obwód prądowy
podłączone są minimum dwa odbiorniki dużej mocy mogące pracować
niezależnie, a ich jednoczesna praca spowodowałaby zadziałanie
zabezpieczeń prądowych.
Zasada działania przekaźnika priorytetowego:
Potencjometrem nastawiana jest wartość
poboru prądu w obwodzie
priorytetowym, powyżej której
przekaźnik odłącza obwód
niepriorytetowy. Spadek poboru prądu w
obwodzie priorytetowym poniżej
nastawionej wartości progowej
spowoduje automatyczne załączenie
obwodu niepriorytetowego. W przypadku
kiedy załączony jest już odb.
priorytetowy przekaźnik uniemożliwi
załączenie odb. niepriorytetowego.
Elementy automatyki
zabezpieczeniowej w instalacjach
Od instalacji wymagana jest ich niezawodność i poprawność działania.
Można to osiągnąć przez ochronę instalacji przed zakłóceniami różnego
rodzaju i ich skutkami. Istnieje wiele układów mających na celu ochronę
instalacji i urządzeń w niej pracujących. Oto niektóre z nich:
•
Przekaźniki kontroli faz
•
Automatyczne przełączniki faz
•
Przekaźniki napięciowe
•
Ograniczniki poboru mocy
•
Ochronniki przeciwprzepięciowe
•
Wyłączniki różnicowoprądowe
•
Wyłączniki silnikowe
•
Wyłączniki nadprądowe
Urządzeń tych może nie klasyfikuje się już do elementów automatyki
instalacyjnej ale to dzięki nim możliwa jest poprawna praca całej
„zautomatyzowanej instalacji”.
