معرفی و بررسی فنی ماژول خروجی رله‌ای زیمنس SIMATIC ET 200SP RQ NO 4x 120VDC..230VAC/5A با کد فنی 6ES7132-6HD01-0BB1

ET 200SP, RQ NO 4x 120VDC..230VAC/5A Standard
 ماژول خروجی دیجیتال استاندارد،

۴ عدد کنتاکت normally open
isolated

مناسب برای BU نوع B0 و B1
کد رنگ CC40

خروجی مقدار جایگزین (substitute value output)

فانکشن تشخیصی ماژول برای:
• ولتاژ تغذیه

 

• ماژول خروجی رله‌ای زیمنس 6ES7132-6HD01-0BB1

ماژول SIMATIC ET 200SP RQ NO 4x 120VDC…230VAC/5A ST با شماره سفارش یا MLFB برابر با 6ES7132-6HD01-0BB1، یک ماژول خروجی دیجیتال رله‌ای استاندارد از خانواده ET 200SP زیمنس است. این محصول برای سوییچ‌کردن بارهای AC و DC در مدارهای صنعتی طراحی شده و چهار کنتاکت مستقل Normally Open یا NO در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

ساختار کنتاکت‌های این ماژول ایزوله است؛ بنابراین هر خروجی می‌تواند در مدارهای جداگانه و با پتانسیل‌های متفاوت مورد استفاده قرار گیرد، مشروط بر اینکه الزامات ولتاژ، جریان، فاصله‌های عایقی و حفاظت خارجی رعایت شوند. این ویژگی، مدل 6ES7132-6HD01-0BB1 را برای مدارات واسط میان PLC و تجهیزات قدرت، کنتاکتورها، شیرهای برقی، چراغ‌های صنعتی و سایر مصرف‌کننده‌های AC/DC مناسب می‌کند.

 

• مشخصات فنی اصلی

اطلاعات عمومی ماژول

مشخصات عمومی و شناسایی محصول به‌صورت زیر است:

• خانواده محصول: SIMATIC ET 200SP
• نوع ماژول: خروجی دیجیتال رله‌ای
• نام فنی: RQ NO 4x 120VDC…230VAC/5A ST
• شماره سفارش: 6ES7132-6HD01-0BB1
• کلاس عملکرد: Standard
• تعداد کانال‌های خروجی: 4
• نوع کنتاکت: Normally Open / NO
• نوع کنتاکت: Isolated
• کد رنگی: CC40
• BaseUnit سازگار: B0 و B1
• عرض تقریبی ماژول: 20mm
• ابعاد تقریبی: 20 × 73 × 58mm
• وزن تقریبی: حدود 40 گرم
• نوع بسته‌بندی این MLFB: یک عددی

در صورت نیاز به بسته‌بندی بزرگ‌تر، نسخه 6ES7132-6HD01-2BB1 از نظر عملکرد فنی مشابه است و تفاوت اصلی آن در تعداد قطعات موجود در بسته‌بندی است.

• ولتاژ تغذیه ماژول

مدار داخلی ماژول و سیم‌پیچ رله‌ها با تغذیه 24V DC کار می‌کنند. محدوده معمول مجاز تغذیه عبارت است از:

• ولتاژ نامی: 24V DC
• محدوده تغذیه: حدود 19.2 تا 28.8V DC
• حفاظت در برابر پلاریته معکوس: دارد
• جریان مصرفی بدون بار: حدود 55mA
• جریان موردنیاز برای تحریک رله‌ها: حدود 40mA برای مجموعه رله‌ها
• توان تلفاتی تقریبی: حدود 1.5W

منبع تغذیه 24 ولت باید از نظر ظرفیت جریان، کیفیت ولتاژ و تحمل افت‌های لحظه‌ای بررسی شود. در تابلوهایی که تعداد زیادی ماژول رله‌ای ET 200SP نصب شده است، جریان مصرفی سیم‌پیچ‌ها باید در محاسبه ظرفیت منبع تغذیه 24 ولت لحاظ شود.

 

بررسی خروجی‌های NO ایزوله

• عملکرد کنتاکت Normally Open

در حالت عادی، کنتاکت NO باز است و هیچ جریانی از مدار بار عبور نمی‌کند. زمانی که PLC خروجی مربوطه را فعال می‌کند، سیم‌پیچ رله تحریک شده و کنتاکت بسته می‌شود. در این حالت، ولتاژ بار به مصرف‌کننده منتقل خواهد شد.

این منطق برای مدارهایی مناسب است که تجهیزات باید در حالت عادی خاموش باشند؛ مانند:

• کنتاکتورهای موتور
• شیرهای برقی
• چراغ‌های هشدار فن- هیترها و بارهای مقاومتی
• رله‌های واسط
• فن‌ها و پمپ‌های کوچک
• تجهیزات فرمان با ولتاژ 120 یا 230 ولت

• اهمیت ایزولاسیون کنتاکت‌ها

ایزوله‌بودن چهار کنتاکت به این معناست که خروجی‌ها از نظر مدار قدرت، جداسازی الکتریکی مستقل دارند. به همین دلیل می‌توان از آن‌ها برای کنترل مدارهایی با سطوح ولتاژ متفاوت استفاده کرد؛ برای مثال:

• یک کانال برای 24V DC
• کانال دوم برای 110 یا 120V DC
• کانال سوم برای 120V AC
• کانال چهارم برای 230V AC

البته این قابلیت به معنی حذف الزامات ایمنی نیست. در طراحی باید فاصله‌های خزشی و هوایی، جداسازی سیم‌ها، ترمینال‌های مناسب، فیوزگذاری و الزامات تابلو رعایت شود.

 

• ظرفیت سوییچینگ و محدودیت‌های بار

ماژول 6ES7132-6HD01-0BB1 برای محدوده‌های زیر طراحی شده است:

• ولتاژ سوییچینگ DC: از حدود 24 تا 120V DC
• ولتاژ سوییچینگ AC: از حدود 24 تا 230V AC
• جریان بار مقاومتی: حداکثر 5A
• جریان بار القایی: حداکثر 2A
• حداقل جریان سوییچینگ: حدود 100mA در 5V DC
• حداکثر جریان حرارتی پیوسته هر خروجی: حدود 5A
• حداکثر مجموع جریان خروجی‌ها: حدود 20A
• ظرفیت سوییچینگ تقریبی: تا 1385VA یا حدود 150W، بسته به نوع بار
• فرکانس سوییچینگ بار مقاومتی: حداکثر حدود 2Hz
• فرکانس سوییچینگ بار القایی: حداکثر حدود 0.5Hz

مقادیر فوق باید با دیتاشیت نهایی، نوع بار و شرایط نصب تطبیق داده شوند. استفاده از جریان 5 آمپر برای بارهای موتوری یا القایی بدون محاسبه جریان راه‌اندازی، انتخاب مناسبی نیست.

 

• حفاظت بارهای القایی

کنتاکت‌های مکانیکی رله هنگام قطع بارهای القایی با ولتاژ برگشتی مواجه می‌شوند. این ولتاژ می‌تواند باعث جرقه، افزایش فرسایش کنتاکت، نویز الکترومغناطیسی و کاهش عمر رله شود.

• حفاظت در مدار AC

برای بارهایی مانند کنتاکتورهای AC و شیرهای برقی، استفاده از تجهیزات زیر توصیه می‌شود:

• مدار RC Snubber
• وریستور یا MOV
• شبکه سرکوب جرقه موازی با بار یا کنتاکت

• حفاظت در مدار DC

برای بارهای DC، گزینه‌های مناسب عبارت‌اند از:

• دیود هرزگرد برای سیم‌پیچ‌های DC
• دیود زنر یا TVS برای آزادسازی سریع‌تر انرژی
• ماژول‌های سرکوب‌کننده آماده روی کنتاکتورها و شیرهای برقی

در کاربردهایی که زمان قطع سریع اهمیت دارد، دیود ساده ممکن است زمان تخلیه سیم‌پیچ را افزایش دهد و باید از TVS یا مدار ترکیبی استفاده شود.

 

• BaseUnitهای B0 و B1

ماژول با BaseUnit نوع B0 و B1 سازگار است. انتخاب BaseUnit فقط یک موضوع مکانیکی نیست و در مسیر تغذیه، ترمینال‌بندی و نحوه سیم‌کشی نیز تأثیر دارد.

• ویژگی‌های کلی انتخاب BaseUnit

پیش از مونتاژ باید موارد زیر بررسی شود:

• تطابق BaseUnit با کد محصول
• تعداد سیم‌های موردنیاز مدار
• نوع ترمینال و سطح مقطع سیم
• نحوه توزیع پتانسیل
• جداسازی مدار 24V DC از 230V AC
• رعایت فاصله‌های ایمنی و EMC

به‌دلیل وجود ولتاژهای تا 230V AC، سیم‌های مدار قدرت نباید بدون تفکیک مناسب در کنار مدارهای کم‌ولتاژ PLC عبور داده شوند.

 

تشخیص خطا و Substitute Value

• تشخیص ولتاژ تغذیه

فانکشن تشخیصی این ماژول عمدتاً برای ولتاژ تغذیه L+ است. در صورت قطع یا خارج‌شدن تغذیه 24 ولت از محدوده مجاز، وضعیت خطا از طریق سیستم ET 200SP به CPU گزارش می‌شود.

این ماژول به‌صورت داخلی تشخیص کانالی موارد زیر را ارائه نمی‌کند:

• قطع‌شدن سیم بار یا Wire Break
• اتصال کوتاه خروجی
• جوش‌خوردن کنتاکت رله
• سوختن مستقل هر کنتاکت

برای پایش واقعی عملکرد بار باید مدار فیدبک خارجی، کنتاکت کمکی یا ورودی دیجیتال بازخورد در نظر گرفته شود.

• خروجی مقدار جایگزین

قابلیت Substitute Value Output امکان تعیین وضعیت خروجی در شرایطی مانند توقف CPU یا اختلال ارتباطی را فراهم می‌کند. مقدار جایگزین می‌تواند برای هر کانال مطابق نیاز فرایند تنظیم شود.

برای مثال:

• خاموش‌کردن شیر برقی در حالت خطا
• غیرفعال‌کردن کنتاکتور موتور
• حفظ وضعیت کنترل‌شده یک بار مشخص
• جلوگیری از فعال‌ماندن ناخواسته خروجی هنگام قطع ارتباط

این ویژگی با عملکرد Safety یکسان نیست و نمی‌تواند جایگزین رله ایمنی، مدار Emergency Stop یا معماری دارای SIL/PL شود.

 

• سناریوهای کاربردی صنعتی

این ماژول برای سیستم‌هایی مناسب است که PLC باید چهار بار مستقل را با کنتاکت خشک و ظرفیت نسبتاً بالا کنترل کند. نمونه‌های کاربردی عبارت‌اند از:

• کنترل چهار کنتاکتور کمکی در تابلو ماشین‌آلات
• فرمان به شیرهای برقی 24V DC یا 230V AC
• کنترل چراغ‌های سیگنال صنعتی
• قطع و وصل هیترهای کوچک
• کنترل مدارهای انتخاب منبع یا مسیر
• اتصال PLC مدرن به تجهیزات قدیمی رله‌ای
• کنترل بارهای مختلف با سطوح ولتاژ جداگانه

در مدارهای موتور، بهتر است خروجی رله مستقیماً موتور را تغذیه نکند؛ بلکه یک کنتاکتور یا رله قدرت مناسب بین ماژول و موتور قرار گیرد.

 

• استانداردها و الزامات مهندسی

طراحی و نصب این ماژول باید با استانداردهای مرتبط هماهنگ باشد، از جمله:

• IEC 61131-2 برای تجهیزات PLC و ورودی/خروجی صنعتی
• IEC 60204-1 برای تجهیزات الکتریکی ماشین‌آلات
• IEC 61439 برای تابلوهای فشار ضعیف
• IEC 61000 برای سازگاری الکترومغناطیسی
• الزامات حفاظت در برابر برق‌گرفتگی، اتصال کوتاه و اضافه‌جریان

ماژول 6ES7132-6HD01-0BB1 محصولی Standard است و برای مدارهای SIL، PL، Safety Output یا توقف اضطراری نباید به‌تنهایی استفاده شود.

 

پرسش‌های متداول

• آیا این ماژول خروجی ترانزیستوری است؟

خیر. خروجی‌ها از نوع رله مکانیکی با چهار کنتاکت NO هستند.

• حداکثر جریان خروجی چقدر است؟

برای بار مقاومتی حداکثر 5 آمپر و برای بار القایی حدود 2 آمپر است.

• آیا چهار خروجی از یکدیگر ایزوله هستند؟

بله، کنتاکت‌ها از نوع isolated هستند و برای مدارهای مستقل مناسب‌اند.

• BaseUnit سازگار چیست؟

این ماژول با BU نوع B0 و B1 سازگار است.

• آیا تشخیص Wire Break دارد؟

خیر. تشخیص داخلی عمدتاً به ولتاژ تغذیه ماژول محدود است.

• آیا برای مدار ایمنی مناسب است؟

خیر. این محصول استاندارد است و برای Safety، SIL یا PL طراحی نشده است.

 

• جمع‌بندی

ماژول رله‌ای SIMATIC ET 200SP 6ES7132-6HD01-0BB1 با چهار خروجی NO ایزوله، ظرفیت سوییچینگ تا 5 آمپر برای بارهای مقاومتی، پشتیبانی از ولتاژهای DC تا 120 ولت و AC تا 230 ولت، گزینه‌ای کاربردی برای مدارهای فرمان صنعتی است. سازگاری با BaseUnitهای B0/B1، کد رنگی CC40، قابلیت Substitute Value Output و تشخیص ولتاژ تغذیه، آن را برای تابلوهای فشرده ET 200SP مناسب می‌سازد.

با وجود این، حفاظت خارجی بارهای القایی، فیوزگذاری، رعایت جداسازی ولتاژها و استفاده از فیدبک برای پایش واقعی بار باید در طراحی لحاظ شود.