TIPKALA

TIPKALA

            Tipkala su elementi električnih instalacija pomoću kojih zatvaramo ili otvaramo strujni krug. Pritiskom na tipku pomiče se mehanizam sa kontaktima i pri tome ih spaja ili otpaja, ovisno o konstrukciji. Međutim, za razliku od prekidača, kada otpustimo pritisak na tipkalo, mehanizam vraća kontakte u osnovno stanje i čini suprotno od onog što smo postigli pritiskom. Ugrubo rečeno, tipkala služe za davanje upravljačkih impulsa putem svojih kontakata, i vrše tu radnju tako dugo dok postoji pritisak na njih.

            Tipkala dijelimo u dvije kategorije: instalacijska i upravljačka. Instalacijska tipkala služe za upravljanje pojedinim strujnim krugovima električne instalacije (npr. stubišna rasvjeta, kućno zvono…) i izgledom su identični klasičnim prekidačima. Upravljačka tipkala uglavnom se ugrađuju na prednje stranice razvodnih ormara, na upravljačke kutije, uređaje itd.

            Pogledajmo sad sliku. U gornjem redu, s lijeva nadesno, prikazani su najčešći primjeri tipkala koje susrećemo u praksi. Prvo je tipkalo za isklop („gljiva“) bez blokade, dok je drugo isto takvo tipkalo, ali sa blokadom položaja. To znači da kad pritisnemo i otpustimo prvo tipkalo, ono će se vratiti u svoj osnovni položaj, dok će drugo tipkalo ostati „pritisnuto“ i kad maknemo ruku; kako bi ga vratili u osnovni položaj, moramo zakrenuti crvenu „gljivu“ u smjeru koji nam pokazuju strelice. Treće tipkalo je klasično tipkalo za uklop, dok je četvrto tipkalo kombinirano od dvije tipke: za uklop i za isklop nekog uređaja. Ovakva tipkala mogu biti i mehanički spregnuta pa ne postoji mogućnost da istodobno pritisnemo obje tipke. Peti primjer je tipkalo za isklop u nuždi; kako bi pritisnuli tipku, moramo prvo razbiti „staklo“ na prednjem poklopcu kućišta. Postoje i tipkala koja spomenuto „staklo“ drži pritisnutima; razbijanjem „stakla“ iskočiti će i sama tipka, promijenivši pri tome položaj svojih kontakata. Predzadnji i zadnji primjer su tipkala koja se koriste u klasičnim električnim instalacijama.

            Donji red slike prikazuje nam simbole koje ćemo koristiti u našim prikazima. Postoji mnogo simbola koji se koriste za prikaz tipkala, ali ovi su najčešći, i ako ništa drugo, najzorniji i najrazumljiviji.

START – STOP

            Jedan od najpoznatijih spojeva sa tipkalima je popularni „start – stop“ (0 – 1). Obično na kućištu nekog uređaja ili na upravljačkom tablou imamo dva tipkala: zeleno (start, 1) i crveno (stop, 0). U ovom slučaju nije nužno da će crveno tipkalo biti u obliku gljive. Ova tipkala služe za uključenje – isključenje električnih uređaja ili rasvjete. Međutim, kod ugradnje ovih tipkala često se zaboravlja na prioritet: imamo prioritet isključenja (primjer 1) i prioritet uključenja (primjer 2). No, za početak opišimo kako opisani sklop radi.

            Pogledajmo primjer 1; prikazano je osnovno stanje („isključeno“). Sklopnik K1 u primjeru 1 (ili K2 u primjeru 2) služe za uključenje – isključenje nekog električnog uređaja, što na slici nije prikazano. Bitno je da moramo iskoristiti jedan kontakt tog sklopnika (K1.1) sa samoodržanje rada spomenutog sklopnika. Naime, pritiskom na tipkalo „START“ (T1) zatvaramo strujni krug sklopnika K1 i on privlači. Naravno, privlači i njegov kontakt K1.1, preko kojeg se sklopnik K1 nastavlja napajati i kada otpustimo tipkalo „START“. Sklopnik K1 biti će privučen tako dugo dok ne pritisnemo tipkalo „STOP“ (T2), pomoću kojeg ćemo prekinuti strujni krug sklopnika K1 i on će otpustiti, pri čemu će isključiti napajanje uređaja kojim upravlja (što na slici nije prikazano). Sklopnik K1 otpustiti će i ako dođe do nestanka električne energije. Sklop prikazan na primjeru 2 radi potpuno identično primjeru 1.

            U čemu je razlika? Spomenuli smo prioritete. Sklop 1 ima prioritet isključenja; ako slučajno dođe do kvara i „zalijepi“ tipkalo „START“, ili kontakt K1.1, sklopnik K1 će otpustiti samo kada pritisnemo tipkalo „STOP“! Kada ga otpustimo, sklopnik će ponovo privući. Međutim, za zadovoljenje uvjeta prioriteta isključenja ovo je dovoljno: u slučaju opisanog kvara, sklopnik K1 sigurno neće privući tako dugo dok držimo pritisnuto tipkalo „STOP“ i električni uređaj neće se uključiti! Za to vrijeme možemo drugom rukom izbaciti osigurač, ili pozvati pomoć – nekoga tko će izbaciti osigurače ili trajno isključiti spomenuti uređaj. To znači da u slučaju kvara prioritet isključenja mora omogućiti isključenje uređaja tako dugo dok se drži pritisnuta tipka „STOP“.

            Prioritet uključenja (primjer 2) radi suprotno od opisanog primjera 1; on u slučaju kvara na tipkalu „STOP“ (T4), ili na kontaktu K2.1 mora osigurati mogućnost privučenog sklopnika K2 tako dugo dok se drži pritisnuto tipkalo „START“ (T3)! Na taj način električni uređaj kojim upravlja sklopnik K2 ostaje uključen tako dugo dok je tipka „START“ pritisnuta. Ovo je rijedak slučaj i služi za upravljanje električnim uređajima koji moraju biti uključeni kad to situacija zahtijeva (pumpe, ventilatori za hlađenje, rasvjeta i sl.) i dok se ne otkloni spomenuti kvar.

            Bacimo sad malo oko na primjer 3: prikazan je jedan popularan element – bistabil. Bistabili su instalacijski elementi koji se najčešće ugrađuju na DIN šine u razvodne ormare i služe kao sklopnik kojim se upravlja samo jednim tipkalom. Princip rada vrlo je jednostavan: kratkim pritiskom na tipkalo „START – STOP“ privući će kotva bistabila K3 i preko svog kontakta uključiti trošilo (najčešće se koristi za upravljanje rasvjetom hodnika). Kada nakon nekog vremena ponovno pritisnemo isto tipkalo, kotva bistabila K3 će otpustiti i isključiti trošilo. O bistabilima će biti više rečeno u poglavlju „rasvjeta“.

            

Idemo dalje sa našim „običnim“ tipkalima. Na slici u primjeru 1 vidimo dodatak: generalno isključenje svih sklopnika (K1 – K3) tipkalom za isklop u nuždi (T1). Primjer govori sam za sebe; sklopnici K1 i K3 sa pripadajućim tipkalima (koji rade kako je opisano u prethodnom primjeru 1) povezani su paralelno i rade neovisno jedan od drugoga; svaki sklopnik upravlja se svojim tipkalima. Međutim, sva tri sklopa na primjeru 1 (a može ih biti neograničeno mnogo) napajaju se preko mirnog kontakta tipkala T1 (kojih može biti više povezanih u seriju). Tipkalo T1 ima ulogu tipkala za isklop u nuždi (tu se može upotrijebiti „gljiva“ sa ili bez blokade) i pritiskom na njega prekida se strujni krug prema svim sklopnicima (K1 – K3), koji otpuštaju i isključuju električne uređaje kojima upravljaju. Ne treba naglašavati da ovo tipkalo ima značajnu sigurnosnu ulogu kojim se može prekinuti npr. kompletan proizvodni proces u slučaju kvara, nezgode, požara i sl.

            Primjer 2 prikazuje spoj tipkala za sigurnosno uključenje nekog uređaja. Obično se tu radi o prešama, giljotinama, rezačima i sl. koji su po prirodi opasni i mogli bi prignječiti ili teško ozlijediti ruke ako se uključe u pogrešno vrijeme. Kako bi se to izbjeglo, ugrađuju se dva tipkala „START“ (T1 i T2) izvan dosega stroja, npr. na postolju lijevo i desno od radne površine stroja. Pošto su tipkala spojena serijski, sklopnik K1 privući će tek kada pritisnemo oba spomenuta tipkala i time uključiti stroj, a otpustiti će ako maknemo ruku sa bilo kojega od njih. Naravno, jedno tipkalo postavlja se u poziciju za lijevu ruku, dok se drugo tipkalo postavlja u poziciju za desnu. Tipkalo T3 („STOP“) služi za isklop u nuždi.

            Primjer 3 prikazuje nam kako se sklopnikom K1 može upravljati sa dva (ili više) mjesta. Zamislimo da se tipkala T1 i T3 („START“ i „STOP“) nalaze na nekom upravljačkom tablou, dok se tipkala T2 i T4 nalaze na vratima razvodnog ormara. Obje grupe tipkala imaju istu ulogu: tipkalima T1 i T2 („START) uključujemo sklopnik K1, dok ga tipkalima T3 i T4 („STOP“) isključujemo. U biti, možemo povezati neograničen broj tipkala. Bitno je znati da radne kontakte tipkala za uključenje („START“) povezujemo paralelno, dok mirne kontakte tipkala za isključenje („STOP“) povezujemo serijski.

            Što je sigurno, sigurno je; ponovimo još jednom gradivo. Primjer 1 na slici nam prikazuje zamišljeno upravljanje rasvjetom nekog prostora pomoću tipkala. Imamo dva tipkala: „UKLJUČENO“ i „ISKLJUČENO“ (to su naša tipkala „START“ i „STOP“ iz prethodnih slučajeva). Naravno, tipkalom „UKLJUČENO“ uključujemo rasvjetu, dok ga tipkalom „ISKLJUČENO“ isključujemo. Kada pritisnemo tipkalo „UKLJUČENO“ privući će kotva releja K1, a samim tim i kontakti K1.1 i K1.2. Kontakt K1.2 uključiti će rasvjetu, dok će se preko zatvorenog kontakta K1.1 nastaviti napajanje kotve releja K1 i kada otpustimo tipkalo „UKLJUČENO“, što znači da će rasvjeta raditi tako dugo dok ne pritisnemo tipkalo „ISKLJUČENO“, čime ćemo prekinuti strujni krug napajanja releja K1 i on će otpustiti, ugasivši pri tome rasvjetu. Kada otpustimo tipkalo „ISKLJUČENO“, sklop je spreman na ponovno uključenje.

            Primjer 2 rijetko se koristi, najviše iz sigurnosnih razloga, no možemo ga koristiti za male potrošače (LED rasvjeta i sl.). To je zbog toga što, prilikom pritiska na tipkalo „UKLJUČENO“, potezna struja potrošača (u ovom slučaju rasvjete) prolazi preko tipkala tako dugo dok ne privuče kotva releja K1.

REGISTAR

            Zamislimo situaciju: imamo dva uređaja koji ne smiju raditi istodobno, ali treba omogućiti brzo uključenje jednog uz istodobno isključenje drugog, i to pritiskom na samo jednu tipku. Kako ćemo to izvesti?

            Promotrimo sliku. Zamislimo da prvim uređajem upravlja sklopnik K1, a drugim sklopnik K2. Sklopnik K1 uključuje se tipkalom T1 (kontakt T1.1), dok sklopnik K2 uključuje tipkalo T2 (T2.1). Pritisnimo sad tipkalo T1; privući će K1 i nastaviti će sa samoodržanjem preko svog kontakta K1.1. (Drugim kontaktom, koji nije prikazan na slici, uključiti će uređaj). Međutim, pritisnemo li sad tipkalo T2, privući će sklopnik K2, ali će istodobno otpustiti sklopnik K1 jer ćemo mirnim kontaktom tipkala 2 (T2.2) prekinuti strujni krug sklopnika K1. Naravno, sklopnik K2 nastaviti će sa samoodržanjem (K2.1) i uključiti će svoj uređaj. Ako sad pritisnemo tipkalo T1, privući će sklopnik K1 i otpustiti sklopnik K2. Vidimo da pomoću samo jednog tipkala upravljamo sa dva uređaja. Naravno, postoji i tipkalo T3 („STOP“) kojim možemo istodobno isključiti oba sklopnika.

            Primjer 2 daje nam poboljšanu verziju primjera 1 – u strujni krug svakog sklopnika dodali smo mirni kontakt drugog sklopnika. U ovom slučaju sklop će funkcionirati kao i u prethodnom slučaju, samo što će željeni sklopnik privući tek kad otpusti onaj koji se isključuje. Na taj način sprječavamo da oba uređaja, makar i na kratko, budu istodobno u pogonu. Opisani sklop popularno se zove registar.

PONAVLJAČI I PRETVARAČI

Što učiniti u slučaju kad imamo npr. tipkalo sa jednim radnim kontaktom, a potrebno nam je tipkalo sa tri radna kontakta? Recimo da druge opcije ne dolaze u obzir (ugradnja novog tipkala i sl.), već raspolažemo samo sa jednim slobodnim kontaktom na postojećem tipkalu?

            U tom slučaju možemo se poslužiti „ponavljačima“. Ponavljači su sklopnici (releji) kojima upravljamo tipkalom (ili nekim slobodnim kontaktom drugog sklopnika ili sklopke). Njihova namjena je u osnovi da poveća broj kontakata kojima upravljamo nekim procesom; ako npr. na tipkalo sa jednim radnim kontaktom (tipkalo T1 na slici) priključimo sklopnik (K1) sa tri radna kontakta, tad govorimo da imamo tipkalo sa ponavljačem od tri radna kontakta. Praktički, dobili smo tipkalo sa tri kontakta.

            Ponavljači se koriste i kao pretvarači – kada imamo slobodan kontakt na nekom tipkalu koji ne odgovara traženim zahtjevima; npr. kao u primjeru 1 na slici. Imamo slobodan radni kontakt na tipkalu (T1), a nama je potreban mirni kontakt (T2). Tada ćemo posegnuti za ponavljačem - pretvaračem; na naše tipkalo T1 povezati ćemo sklopnik K1 kako je prikazano na primjeru 1, a umjesto željenog tipkala T2 iskoristiti ćemo mirni kontakt (NC) sklopnika K1. I problem je riješen.

            Primjer 2 prikazuje nam obrnuti slučaj: imamo na raspolaganju tipkalo sa mirnim kontaktom T1, a potrebno nam je tipkalo sa radnim kontaktom (T2). I u ovom slučaju posegnuti ćemo za ponavljačem – sklopnikom K1. Međutim, pošto je sklopnik priključen na napon preko mirnog kontakta tipkala T1, biti će privučen tako dugo dok ne pritisnemo tipkalo T1. Tada će sklopnik otpustiti i zatvoriti kontakt koji zamjenjuje željeno tipkalo T2. Kada otpustimo tipkalo T1, sklopnik K1 će privući i njegov kontakt će prekinuti strujni krug. U ovom slučaju iskoristili smo NC (normalno zatvoren) kontakt sklopnika K1, ali zbog toga što je taj sklopnik u osnovnom stanju privučen, njegov kontakt se ponaša kao otvoren kontakt. O tome treba voditi računa prilikom planiranja rada sklopnika i njihovih kontakata.

            Primjer 3 pokazuje slučaj kad trebamo jedan radni i jedan mirni kontakt, a imamo na raspolaganju tipkalo T1 sa radnim kontaktom. U četvrtom primjeru potreban nam je preklopni kontakt, a raspolažemo sa jednim radnim kontaktom. Da bi se lakše snalazili u ovim primjerima, korišteni su simboli u bojama: crveno su označena tipkala kojima raspolažemo, dok su plavom bojom označena tipkala kakva su nam potrebna za neki sklop.

START – STOP UPRAVLJANJE SA DVA JEDNAKA TIPKALA

            Što učiniti kad imamo na raspolaganju dva istovjetna tipkala (oba sa radnim, ili oba sa mirnim kontaktima), a moramo izvesti upravljanje nekog uređaja sa START – STOP tipkalima? U tom slučaju posegnuti ćemo za našim ponavljačima, odnosno pretvaračima.

Ovo će u praksi biti rijedak slučaj, ali valja ga spomenuti – nikad se ne zna. U primjeru 1 prikazan je slučaj kad imamo na raspolaganju dva tipkala sa radnim kontaktima. Pošto znamo da za STOP koristimo tipkalo sa mirnim kontaktom, pribjeći ćemo ugradnji ponavljača K2

kojim upravlja tipkalo sa radnim kontaktom T2, u ovom slučaju naše STOP tipkalo. Princip rada je više nego jednostavan; pritiskom na tipkalo START (T1) privlači sklopnik K1 i samoodržava se preko kontakta K1.1 kada otpustimo tipkalo. Usput će putem kontakta K1.2 uključiti naš uređaj. Međutim, vidimo da smo umjesto STOP tipkala upotrijebili mirni kontakt sklopnika – ponavljača K2. Kada pritisnemo tipkalo STOP (T2), privući će sklopnik K2 i putem svog kontakta K2.1 prekinuti će strujni krug samoodržanja sklopnika K1; on će otpustiti i isključiti će uređaj (K1.2). Kada otpustimo tipkalo STOP (T2), otpustiti će i ponavljač K2 i sklop će se vratiti u osnovno stanje. U ovom slučaju vidimo da je sklopnik K2 ponavljač tipkala T2, čiji kontakt K2.1 koristimo kao pretvarač radnog kontakta tipkala T2 u mirni kontakt (K2.1) koji nam je potreban za ispravnu funkciju opisanog sklopa.

            Primjer 2 daje nam suprotan slučaj: na raspolaganju imamo samo tipkala sa mirnim kontaktima. U ovom slučaju iskoristiti ćemo sklopnik K2 kao ponavljač tipkala T1 (START) i njegov pretvarač u radni kontakt (K2.1) koji nam je potreban za pravilan rad prikazanog sklopa. Spomenimo samo da smo sklop prikazali u radnom režimu – sklopnik K2 privučen je tako dugo dok ne pritisnemo tipkalo T1. Naravno, kontakt sklopnika K2.1 (koji je prikazan u privučenom položaju) zamjenjuje naše klasično START tipkalo.

PRETVARANJE PREKLOPNOG TIPKALA U START – STOP UPRAVLJANJE

            Zamislimo jednu zanimljivu situaciju: imamo na raspolaganju preklopno tipkalo kojeg moramo prilagoditi za klasično „START – STOP“ upravljanje nekim uređajem. Preklopna tipkala su tipkala sa dva položaja; obično su izvedeni kao tipkalo sa dva radna kontakta, što možemo vidjeti na slici. Kada pritisnemo gornji dio tipkala, zatvoriti će se gornji kontakt, a kada otpustimo pritisak, tipkalo će se vratiti u neutralan položaj i kontakt će se otvoriti. Isti slučaj se događa kada pritisnemo i donji dio tipkala. Doduše, postoje releji koji su prilagođeni ovom načinu upravljanja, ali problem predstavlja njihova nabava i – cijena. Postoje i preklopna tipkala sa kombinacijom radnog i mirnog kontakta u svakom položaju, ali pretpostavimo da i to ne možemo nabaviti. Stoga se vratimo našem slučaju: preklopno tipkalo T1 kakvo vidimo na slici.

Tipkalom T1 upravljamo našim potrošačem, neka to bude npr. rasvjeta. Pritisnimo sad gornji dio tipkala T1; zatvoriti će se gornji kontakt i sada pažljivo pratimo strujni krug od osigurača F1 (koji će, naravno, biti uključen) preko

zatvorenog gornjeg kontakta tipkala T1 i misnog kontakta sklopnika K2 do sklopnika K1. On će privući. Na taj način će uključiti naš potrošač (desni kontakt), ali će osigurati i samoodržanje preko lijevog kontakta kada otpustimo tipkalo T1. Kada pak želimo prekinuti rad našeg potrošača, pritisnuti ćemo donji dio tipkala T1. Sada ćemo zatvoriti strujni krug prema sklopniku K2 i on će privući. Putem svog kontakta prekinuti će strujni krug samoodržanja sklopnika K1 i ovaj će otpustiti, pri čemu će isključiti napajanje našeg potrošača. Kada otpustimo tipkalo T1, sklopnik K2 će otpustiti i sve je spremno za novi ciklus upravljanja. Iz priloženog vidimo da je sklopnik K2 u stvari zamjena za tipkalo „STOP“ sa mirnim kontaktom koje smo koristili u prethodnim slučajevima.

NADZOR RADA TIPKALA

            Što je nadzor rada tipkala? To je proces koji nadzire pravilan rad ili ispravnost tipkala, ili pak pravilno i propisano rukovanje tipkalima u određenim situacijama. Glavne smjernice za određivanje ispravne funkcionalnosti tipkala su: specifične karakteristike uređaja kojima se upravlja putem tipkala, sprječavanje nehotičnog uključenja i sprječavanje hotimične ili slučajne blokade tipkala.

            Za početak bacimo pogled na sliku. Prikazano je upravljanje nekim potrošačem (uređajem ili rasvjetom) koji ima prioritet uključenosti, tj. ovi uređaji većinom su u pogonu i tipkala služe uglavnom za kratkotrajna isključenja. To se postiže vrlo jednostavno: zamjenom funkcije tipkala START i STOP.

            Primjer 1 prikazuje na m naš sklop kako izgleda kada je uređaj (potrošač) u pogonu. relej K1 je otpušten i potrošač se napaja preko njegovog mirnog kontakta K1.2. Pritisnemo li tipku STOP (T1), zatvaramo strujni krug preko namotaja releja K2 i on privlači. Nastaviti će sa samoodržanjem preko svog kontakta K1.1. Međutim, kad relej K1 privuče, u isto vrijeme će isključiti napajanje potrošača pomoću svog kontakta K1.2. Za uključenje uređaja dovoljno je kratko pritisnuti tipku START (T2), čime se prekida strujni krug preko releja K1 i on otpušta, a istovremeno će njegov mirni kontakt K1.2 zatvoriti strujni krug preko potrošača. U ovom slučaju vidimo da sklop radi inverzno – obrnuto; kada je kotva releja K1 privučena, uređaj je isključen i obrnuto, kada je otpuštena, uređaj će biti uključen. Ovo je jako dobro rješenje za uređaje koji se moraju samostalno uključiti nakon prekida napajanja (nestanak struje i sl.). Za mogućnost trajnog isključenja potrošača potrebno je ugraditi sklopku između osigurača F2 i kontakta K1.2.

            Slika nam prikazuje još dva primjera povećane sigurnosti upravljanja električnim uređajima. U primjeru 1 prikazano je korištenje tzv. „grupnog tipkala“ (zajedničkog tipkala, tipkala za sigurnosno uključenje…), dok je u primjeru 2 prikazan popularni „ping – pong“, to jest sklop koji onemogućuje da istodobno budu u pogonu dva uređaja.

            Krenimo od primjera 1. Zamislimo tri uređaja kojima pojedinačno upravljaju sklopnici K1, K2 i K3 (što nije prikazano na slici). Recimo da su to uređaji koji služe za sigurnost nekog procesa i sl., i vrlo je bitno da ne dođe do njihovog slučajnog uključenja (slučajnim pritiskom na tipkalo). Za razliku od ranije opisanog sigurnosnog slučaja uključenja uređaja pomoću dvije tipke, ovdje se koristimo tzv. „grupnim tipkalom“ (T1). Pošto se preko tog tipkala napajaju sva ostala tipkala (T2, T4 i T6)za uključenje sklopnika K1, K2 i K3, jednostavno nije moguće uključiti sklopnike ako se istodobno ne pritisnu dva tipkala: grupno tipkalo i tipkalo za uključenje željenog uređaja. To znači: kada bi slučajno pritisnuli samo tipkalo za uključenje uređaja 1 (tipkalo 2), ne bi se dogodilo ništa jer nismo zatvorili strujni krug pritiskom na grupno tipkalo T1. Naravno, tipkala se moraju smjestiti tako da ih se ne može istodobno pritisnuti jednom rukom. Ovaj način predstavlja velik stupanj sigurnosti, jer je za uključenje uređaja potrebna planska radnja istodobnog pritiska na dva tipkala sa obje ruke. Naravno, za isključenje svakog uređaja dovoljno je pritisnuti samo tipkalo za isključenje (T2, T4 ili T6), bez potrebe za pritiskanjem grupnog tipkala. Na ovaj način može se povezati neograničen broj tipkala.

            Primjer 2, ili „ping – pong“, služi za sprječavanje istodobnog uključenja dva uređaja (kojima upravljaju sklopnici K1 i K2, što ni u ovom slučaju nije prikazano na slici), odnosno da se ne može uključiti drugi uređaj ako je prvi u pogonu. Princip rada je jednostavan: u strujnom krugu za upravljanje sklopnikom K1 umetnut je mirni kontakt sklopnika K2 (K2.2) i obratno, u strujni krug sklopnika K2 umetnut je mirni kontakt sklopnika K1 (K1.2). Kada je npr. uređaj 1 u pogonu, znači da je privučen sklopnik K1 koji će svojim kontaktom K1.2 (u tom će slučaju biti otvoren) onemogućiti privlačenje sklopnika K2 pritiskom na tipkalo START (T3). Isti uvjet vrijedi i obratno. Iz toga zaključujemo da se ovim sklopom može uključiti samo jedan uređaj, pod uslovom da su oba isključena, i da se nikako ne mogu istodobno uključiti oba uređaja.

NADZOR RADA TIPKALA POMOĆU VREMENSKIH RELEJA

            Da li postoje načini koji će povećati sigurnost izbjegavanjem slučajnog uključenja uređaja nehotičnim pritiskom na tipkalo za uključenje, a da se to može izvršiti samo jednim tipkalom? Sličica lijevo prikazuje nam jedno od rješenja: upotreba vremenskog releja sa kašnjenjem uklopa.

            Naime, velik broj nezgoda događa se nehotičnim kratkotrajnim pritiskom na tipkalo, ili udarcem npr. drškom od metle po tipkalu, što je dovoljno da se uključi neki uređaj i dođe do problema. Primjer na slici lijevo namijenjen je izbjegavanju upravo takvih scenarija: za uključenje nekog uređaja tipkalo START (T1) se mora držati pritisnutim dulje od npr. jedne sekunde! Kako to funkcionira? Jednostavno. Umjesto da direktno upravljamo sklopnikom K1 putem tipkala START (T1), mi za to koristimo mirni kontakt vremenskog releja VR1. Vremenski relej sa kašnjenjem uklopa čini upravo ono što mu govor samo ime: kada pritisnemo tipkalo T1, vremenski relej neće odmah privući, već će privući nakon vremena koje se podesi na samom releju, pod uvjetom da je tipkalo T1 i dalje pritisnuto. Recimo da smo vrijeme kašnjenja podesili na dvije sekunde; pritiskom na tipkalo START vremenski relej će privući tek nakon dvije sekunde, i samim tim zatvoriti strujni krug sklopnika K1 koji će svojim privlačenjem uključiti uređaj kojim upravlja (što na slici nije prikazano). Ako pak tipku otpustimo prije nego što prođu dvije sekunde, neće se dogoditi ništa; vremenski relej neće privući. Uobičajeno vrijeme kašnjenja u ovakvim slučajevima je jedna sekunda, što je sasvim dovoljno za izbjegavanje većine neželjenih uključenja.

            Sada ćemo dati neka rješenja sa vremenskim relejima sa kašnjenjem isklopa. Da ponovimo: vremenski releji sa kašnjenjem isklopa su releji koji će, kada jednom privuku, biti privučeni i nakon što prekinemo dovod napona na upravljački ulaz onoliko vremena koliko je na samim relejima podešeno. To znači: ako na vremenskom releju podesimo vrijeme na npr. dvije sekunde, i dovedemo napon na upravljački ulaz, on će privući. Kada otpojimo napon sa upravljačkog ulaza, relej će biti privučen još dvije sekunde (koliko smo podesili), i tek onda će otpustiti. Naime, uz upravljački ulaz kojim određujemo privlačenje i otpuštanje kotve naponskog releja, on ima i priključak za stalno napajanje koji mu omogućuje da bude privučen i kad prekinemo napon na upravljačkom ulazu.

            Kako sve to izgleda u praksi? Pogledajmo sliku. Prikazan je sklop za sprječavanje slučajnog uklopa, kao i u prethodnom primjeru. U ovom slučaju nešto nas ne smije zbuniti: primjer 1 je prikaz spojne (montažne) šeme i prikazuje nam princip ožičenja elemenata, dok je primjer 2 funkcionalni prikaz osnovnog (pripravnog) radnog stanja samog sklopa, kada je sklop pod naponom („podignut“ je automatski osigurač F1). U primjeru 2 vidimo da je kotva vremenskog releja VR1 privučena.

            Zamislimo da smo vrijeme kašnjenja isklopa podesili na 1 sekundu. Pritisnimo sad tipkalo T1. Tom radnjom otpojiti ćemo mirni kontakt tipkala T1.2 i spojiti radni kontakt T1.1. Međutim, neće se dogoditi ništa. Otpajanjem mirnog kontakta T1.2 prekinuli smo dovod napona na upravljački ulaz vremenskog releja VR1 i on je počeo sa „odbrojavanjem“ podešenog vremena, ali je i dalje privučen. Međutim, kada vremenski relej VR1  „odbroji“ podešeno vrijeme (nakon 1 sekunde), i on će otpustiti. Tada će preko svog kontakta dovesti napon na kontakt T1.1 (tipkalo je i dalje pritisnuto i sad je ovaj kontakt „spojen“, tj. mirni), a samim tim na kotvu releja K1 koji će privući. Kada K1 privuče, preko svog kontakta K1.1 nastaviti će sa samoodržavanjem, tj. ostati će privučen i K1 će uključiti uređaj kojim upravlja. Sad možemo otpustiti tipkalo T1. U tom momentu zatvara se kontakt T1.2, vremenski relej VR1 privlači i sve je spremno za novi ciklus uključenja. Sam uređaj kojim upravlja sklopnik K1 isključiti ćemo kratkim pritiskom na tipkalo T2. Vidimo da smo postigli zadani uslov sigurnosti – kašnjenje uključenja. Ovdje smo iskoristili vremenski relej sa kašnjenjem isklopa zbog toga što se njime lakše upravlja mirnim kontaktima tipkala (kojih možemo nebrojeno mnogo povezati u seriju). Da smo koristili vremenski relej sa kašnjenjem uklopa kao u prethodnom slučaju, za njegovo aktiviranje trebali bi radne kontakte, no teško je naći tipkala sa dva radna kontakta koliko bi bilo potrebno za takav sklop. Tipkala sa jednim radnim i jednim mirnim kontaktom prilično su česta. Naravno, na ovaj način možemo povezati neograničen broj sklopnika, kojima će upravljati tek jedan vremenski relej sa kašnjenjem isklopa.

SMETNJA I KVAR

            Razlika između smetnje i kvara je u tome što kod pojave smetnje uređaj može nastaviti s radom, ali treba poduzeti određenu radnju kako bi se smetnja otklonila, dok kod kvara nastaje veći problem i uređaj mora prekinuti s radom i ne može se uključiti tako dugo dok kvar nije otklonjen. Kod jednostavnijih sklopova imamo prisustvo ili samo smetnje, ili samo kvara (slika). Nadzor smetnje i kvara koristi se kod zahtjevnijih nadzorno – upravljačkih sklopova.

            Što nam predstavlja sklop na slici? I u ovom slučaju imamo 2 primjera: primjer 1 – montažna šema, dok primjer 2 predstavlja radno stanje, nakon što smo ukopčali automatski osigurač F1 i kratko pritisnuli tipkalo T1 – RESET. Namjena ovog sklopa je davanje zvučnog signala ako bilo koje tipkalo T2 – T5 ostane pritisnuto dulje od podešenog vremena na vremenskom releju sa kašnjenjem isklopa VR1, u našem slučaju neka to budu 4 sekunde. Vrijeme od 4 sekunde je općeprihvaćeno vrijeme koliko najviše smije biti pritisnuto neko tipkalo. Uz to što će sklop dati zvučni signal ako se prekorači zadano vrijeme, istodobno će isključiti sve uređaje kojima upravljaju sklopnici K1 i K2.

            Gledajmo primjer 2. Pritisnimo i držimo pritisnuto tipkalo T2. Kada ga pritisnemo, odmah će privući sklopnik K1 i preko svog kontakta uključiti će uređaj kojim upravlja (nije prikazano na slici). Međutim, uz navedeno, otpojiti će se mirni kontakt tipkala T2, čime će prekinuti napajanje upravljačkog ulaza vremenskog releja VR1, i on će početi „odbrojavati“ zadano vrijeme. Ako sada otpustimo tipkalo T2, neće se dogoditi ništa; uređaj koji se napaja preko sklopnika K1 i dalje će raditi, tako dugo dok ne pritisnemo tipkalo T3. Međutim, ako nastavimo držati pritisnuto tipkalo T2, kad vremenski relej VR1 „odbroji“ podešeno vrijeme od 4 sekunde, on će otpustiti. Preko svog kontakta VR1.1 uključiti će zvono (sirenu, zumer, zujalicu, sijalicu…) dajući nam do znanja da nešto nije u redu sa tipkalima. Istodobno će preko svog kontakta VR1.2 prekinuti napajanje svih sklopnika (u ovom slučaju K1 i K2, ali može ih biti neograničeno mnogo), i oni će otpustiti (ako su bili privučeni) isključivši pri tom uređaje kojima upravljaju. Zvono će davati signal tako dugo dok ne pritisnemo tipkalo T1 (RESET), ili dok ne izbacimo osigurač F1. Kratko pritisnuvši tipkalo T1 (RESET) sklop se vraća u osnovno stanje. Ako je kvar prouzročio predugačak pritisak na bilo koje upravljačko tipkalo, sklop je spreman za daljnji rad (uz pokude smjenovođe, naravno). Međutim, ako je bilo koje tipkalo T2 – T5 ostalo mehanički zablokirano u pritisnutom položaju, nakon 4 sekunde ponovno će se oglasiti zvono, dajući do znanja da nešto nije u redu sa tipkalima, ili ožičenjem tipkala. Naravno, ovaj sklop nadzire i tipkala za uključenje (T2 i T4), ali i tipkala za isključenje (T3 i T5).

            Naredni primjer poznat je pod nazivom „taster budnosti“ ili „tipka budnosti“, „nadzor nazočnosti“ itd. Ovaj sklop uglavnom obožavaju oni koji moraju s njim rukovati. Kao što i samo ime govori, bit ovog sklopa je u jednom jedinom tipkalu: tipkalu za provjeru budnosti, odnosno nazočnosti (T1).

            Za početak zamislimo da smo uključili (podigli) osigurače F1 i F2. Što će se dogoditi? Ništa značajno; privući će sklopnik K1 i uključiti neki osjetljivi uređaj kojeg stalno trebamo imati na oku, ili nešto tome slično. I narednih 15 sekundi neće se ništa dogoditi, ali će nakon isteka tog vremena privući vremenski relej sa kašnjenjem uklopa VR1 i oglasiti će se zvono (zujalica, bljeskalica…) ZV (kontakt VR1.1). nakon narednih 5 sekundi privući će treći vremenski relej sa kašnjenjem uklopa VR3, koji će pomoću svojih kontakata prebaciti jedan broj na brojaču impulsa BI, i prekinuti napajanje kotve sklopnika K1. Kada otpusti sklopnik K1, pomoću svojih kontakata će isključiti uređaj kojim upravlja, ali će istodobno uključiti sirenu S1. Pritisnemo li sad tipkalo T1, sve će se vratiti u osnovno stanje: vremenski relej VR1 će otpustiti, zvono ZV će se isključiti, otpustiti će i vremenski relej VR3, sklopnik K1 će privući, sirena S1 će prestati s radom i uređaj (Potrošač) će se ponovno uključiti.

            Što će se dogoditi ako pak tipkalo T1 pritisnemo i držimo pritisnuto? Nakon 15 sekundi privući će vremenski relej sa kašnjenjem uklopa VR2 i zazvoniti će zvono Z1. Ako nastavimo sa pritiskom, nakon 5 sekundi privući će VR3, brojač impulsa BI prebaciti će jedan broj, otpustiti će K1, zasvirati će sirena S1 i isključiti će se naš pažnje potreban uređaj. I ovo sve će prestati ako otpustimo tipkalo T1, ali će se za 15 sekundi početi dešavati ono što smo opisali na početku.

            Bit je u tome da tipkalo T1 obavezno mora biti pritisnuto barem jednom unutar podešenih 15 sekundi, kako bi se sklop, nazovimo to tako, „resetirao“ (u stvari, resetiraju se naši vremenski releji sa kašnjenjem uklopa VR1 i VR2). Ili, da budemo još malo jasniji, ovaj sklop primorava nas da pritisnemo tipkalo T1 svakih 15 sekundi, ili kraće, kako se ne bi uključilo zvono (što nam ovdje predstavlja smetnju), i kako se nakon sljedećih 5 sekundi ne bi oglasila sirena i isključio nadzirani uređaj (što predstavlja definiciju kvara). Vremenski relej VR2 služi za nadzor samog tipkala, i onemogućuje blokadu tipkala u pritisnutom položaju. Ovo tipkalo najčešće ćemo naći u lokomotivama, ali i na proizvodnim trakama sa osjetljivim proizvodima, ili kod vizualne kontrole nečega što prolazi pokretnom trakom, itd. Bit je u tome da upravo redovitim pritiscima na tipkalo budnosti „javljamo“ uređaju da smo prisutni i budni. Samo tipkalo može biti i dvostruko: ručno u obliku tipke i nožno u obliku pedale, pri čemu je svejedno koje od njih ćemo pritisnuti. Brojač impulsa daje do znanja da je došlo do propusta, tj. aktiviranja sirene i kratkog zaustavljanja proizvodnog procesa. Naravno, sklop se može izvesti i tako da u potpunosti prekine proizvodni proces.

SIGNALIZACIJA – INDIKACIJA

            Indikacija rada tipkala služi davanju određene informacije o radu tipkala. To može biti obično osvjetljenje tipkala, ili pak signalizacija određene radnje ili stanja na tipkalima. U principu, velik broj tipkala sa indikacijom ima neovisne priključke za sijalicu (obično je to tinjalica) koji se povezuju sa određenim elementima u uređaju i signaliziraju nam stanje nekog procesa. O tome ćemo kasnije. Za početak pogledajmo na slici nekoliko primjera indikacije, odnosno signalizacije stanja. Prikazane lampice – tinjalice mogu biti integrirane u tipkala, ali se mogu i odvojeno ugraditi na vrata razvodnog ormara, upravljačkog tabloa i sl. Više informacija o samim indikatorskim sijalicama može se naći u poglavlju „Indikacija prakidača“.

            Krenimo redom. T1 je tipkalo sa zelenom lampicom. Ona je povezana direktno na napajanje tipkala i neutralni vodič, što znači da će svijetliti kontinuirano. Ovakva signalna lampica ugrađena je u samo tipkalo. T2 je crvena signalna lampica, koja će svijetliti samo kad je tipkalo pritisnuto. NC kontakt tipkala služi kao kratkospojnik i ne dosvoljava tinjalici da svijetli. Kada pritisnemo tipkalo, kontakt će se otvoriti i tinjalica će zatvoriti strujni krug preko elementa kojim upravlja samo tipkalo (namotaj sklopnika i sl.) Pošto za rad tinjalice treba vrlo mala struja i razlika u naponu, otpor namotaja sklopnika neće predstavljati nikakav problem za rad tinjalice; ona će zasvijetliti svaki put kad pritisnemo tipkalo T2. T3 je ista priča, samo u obrnutom redoslijedu: zelena tinjalica će svijetliti tako dugo dok ne pritisnemo tipkalo. NO kontakt samog tipkala postati će kratkospojnik na priključcima tinjalice tek kada pritisnemo tipkalo, zbog čega će se tinjalica ugasiti. T4 i T5 su primjeri korištenja pomoćnog kontakta na tipkalima za signalizaciju rada tipkala. Naravno, boje signalnih lampica mogu se i zamijeniti, ovisno o uređaju kojim se upravlja pomoću tipkala.

            Za sve primjere na slici je zajednička indikacija rada samih tipkala, a ne signalizacija rada uređaja kojima one upravljaju. Na slici dati ćemo nekoliko takvih primjera, i usput malo „ponoviti gradivo“.

            Prikazana su tri primjera indikacije rada potrošača kojim se upravlja sklopnikom K1. To je „klasična“ START – STOP kombinacija, ali ovdje smo dodali indikaciju. Krenimo redom.

            Primjer 1 daje nam klasičnu situaciju START – STOP upravljanja pomoću tipkala: tipkala upravljaju sklopnikom K1, koji preko radnog kontakta K1.2 uključuje i isključuje potrošače. S1 je kontrolna lampica „u pogonu“ i svijetli samo kad je sklopnik K1 privučen; kad je otpušten, svijetli crvena kontrolna lampica S2 - „isključeno“. Prednost ovog sklopa je određeni nadzor sklopnika: ako pritisnemo tipkalo T2 i sklopnik iz nekog razloga ne privuče, zasvijetliti će i zelena i crvena lampica istodobno. Kada izbaci osigurač F1, neće svijetliti niti jedna lampica. Lampica S3 je opcija: ona će svijetliti kada sklopnik K1 privuče i kada je osigurač F2 uklopljen.

            Primjer 2 je „napredan“ u odnosu na primjer 1: dodali smo tropoložajnu jednopolnu grebenastu sklopku GS1. U položaju 0 (srednji položaj) sklopnik K1 biti će trajno isključen. U položaju 1 biti će trajno uključen. U položaju 0-1 upravljanje sklopnikom K1 ovisiti će o tipkalima T1 i T2.

            Primjer 3 je identičan primjeru 1, samo što za signalizaciju i za upravljanje radom potrošača koristimo samo jedan kontakt sklopnika K1 i jedan osigurač (F1). Bitno je uočiti da crvene lampice svijetle kad je potrošač isključen, dok zelene svijetle kad je uključen.

            Slika prikazuje jedan poseban slučaj; imamo na raspolaganju tipkala sa jednim radnim i jednim mirnim kontaktom, signalne lampice i zvono. Recimo da ovaj slučaj služi za davanje zvučnog i svjetlosnog signala (Zv i S4) kada se pritisne bilo koje tipkalo, ali i da ujedno dobijemo informaciju koje tipkalo je pritisnuto. To znači (pomognimo si primjerom 2): ako pritisnemo tipkalo T2, zasvijetliti će kontrolna lampica S2, i istodobno će zazvoniti zvono Zv i zasvijetliti sijalica S4. (Spoj može funkcionirati i bez sijalice S4). Sam spoj malo je čudan: mirni kontakti tipkala koriste se kao kratkospojnici kontrolnih lampica, i sva struja će teći kroz kontakt (koji je praktički bez otpora), tako da lampica neće svijetliti. Međutim, kada pritisnemo tipkalo, „poslati“ ćemo napon kako je prikazano smeđom bojom: zazvoniti će zvono, zasvijetliti će lampica S4, i zasvijetliti će lampica koja je paralelno spojena mirnom kontaktu tipkala (u primjeru 2 je to S2). Lampice koje su paralelno spojene nepritisnutim tipkalima neće zasvijetliti. Broj tipkala i signalnih lampica može biti neograničen.