Skoraj vsi avtomatizirani sistemi vsebujejo takšno napravo kot končno stikalo, ki je odgovorna za njihovo izklapljanje, ko premikajoči del doseže določeno točko. V sistemih za nadzor osvetlitve se kot senzorji uporabljajo končna stikala. Ko nastanejo programirane okoliščine, tvorijo signal.
Povedali vam bomo vse o funkcionalnem namenu in vrstah potovalnih naprav. V članku, ki smo ga predstavili, smo opisali preizkušene diagrame namestitve, navedli pravila povezave. Podane so funkcije označevanja, podani so nasveti za izbiro.
Kaj so končna stikala?
Mejna stikala so električne naprave, namenjene odpiranju in zapiranju delovnega tokokroga. Namestite jih na premične mehanizme, da omejite njihovo gibanje znotraj vnaprej določenih meja. Funkcije, ki jih te naprave opravljajo, so identične kot standardno stikalo.
Polnjenje končnih stikal je priloženo v trpežnem ohišju, najpogosteje kovinskem. Vsi njegovi elementi so optimizirani za enostavno pritrditev in enostavno orientacijo v prostoru.
Svetle, različne barve LED omogočajo nadzor nad napajanjem in odzivom senzorja. Dva para stikov, ki sta najpogosteje na voljo v prikolici, omogočata spremljanje stanja njegove povezave.
Če prenos signala ne sledi zaprtemu paru, se ne vrne, to kaže na okvaro kabla, ki vodi do stikala. Po sprožitvi senzorja lahko za prenos signala uporabite odprt par kontaktov.
Občutljivi senzorji so temelj v sistemih zaščite pred uhajanjem. Ko zaznajo vodo, za identifikacijo katere so namenjene, naprave ne signalizirajo samo alarma v zvočnem in barvnem načinu, temveč tudi blokirajo delovanje sistemov, skozi katere se prevaža voda.
Funkcionalna klasifikacija
Obstajajo tri glavne skupine končnih stikal: mehanska, brezkontaktna, magnetna. Glavna funkcija vseh teh naprav je samodejni odklop delovnega mehanizma, ko njegov premični del doseže ustaljeni položaj. Ta stikala ne služijo samo za odpiranje vezja, ampak tudi za njegovo povezavo.
Delovanje vezja v končnih senzorjih je usklajeno na dva načina: z neposrednim delovanjem na premične kontakte in s pozicijskim krmiljenjem nad njimi. V prvem primeru se imenujejo kontaktni, v drugem - nekontaktni. Primer končnih kontaktnih stikal so senzorji, odgovorni za zapiranje avtomobilskih vrat.
Na fotografiji je prikazana zasnova mejne vrste končnega stikala. Njeni glavni sestavni deli so: pokrov (1), podstavek (2), kontakti (3), valj (4), ročica (5), tesnilni trak (6), vhod žice (7)
Senzorji te vrste ne morejo samo vklopiti in izklopiti mehanizmov, ampak tudi določiti položaj predmeta nadzora. Sem spadajo plovna stikala in senzorji nivoja goriva. Signal za njihovo delovanje je sprememba upora, ki ustreza določeni ravni tekočine.
Minus kontaktnih senzorjev ob prisotnosti mehanskih gibljivih delov, sorazmerno kratka življenjska doba zaradi neučinkovite zaščite pred vlago in prahom. Prednost je preprosta zasnova, namestitev in delovanje. Bližnji stikali so veliko bolj zanesljivo zaščiteni pred zunanjimi vplivi. Trajnejši je njihov vir.
Mehanski konci
Upravljanje te vrste priklopnika je lahko z valjčkom ali ročico. Delujejo takoj, ko je krmilni mehanizem v obliki kolesa, gumba ali ročice izpostavljen mehanskim obremenitvam.
V tem primeru pride do spremembe položaja kontaktov - lahko se zaprejo ali odprejo. Postopek spremlja signal ali nadzor ali opozorilo.
Najpogosteje imajo končna stikala dva kontakta - odprta in zaprta. Naprave so enojne, vendar so redke. Vsekakor so v vsakem primeru stiki, na plošči pa je prikazan delovni diagram z njihovimi številkami.
Zasnova valja VK predvideva izklop s pritiskom na aktuator na gumb v obliki majhne palice. Ker je povezan z dinamičnimi kontakti, se v trenutku stika odpre omrežni tokokrog.
Razlika med stikali vzvoda je v tem, da so njihovi premični kontakti povezani preko droga ali preko palice na majhen vzvod. Dejanje se zgodi, ko aktuator pritisne na to ročico.
Na fotografiji mehanski končni mikrostikalnik KW4-3Z-3 s tlačnim drogom. Razlikuje se od standardne vrednosti giba delovnega elementa. Uporablja se v CNC strojih, 3D tiskalnikih.
Poleg standardnih končnih naprav obstajajo tudi mikro stikala. Delujejo po istem principu, vendar njihova prilagoditev med namestitvijo zahteva večjo natančnost zaradi majhnega giba. Za povečanje delovnega giba se zatečejo k takšni tehniki, kot je vključitev vmesnega elementa v vezje - ročica z valjčkom.
Uporabite to vrsto odklopnikov, tako v proizvodnji kot doma. Za zasnovo dvigala je bilo uporabljeno veliko število KU.
Med njimi je stikalo v obliki senzorja, ki omejuje najmanjši in največji hod dvigala, signalizira prelom kabla, daje signal za odpiranje vrat in opravlja še veliko drugih dejanj. Na vratih v številnih apartmajih so mikroskopi, ki v sobi prižgejo luč, ko se odpre.
V avtomobilih so takšni mehanski končni senzorji vključeni v alarmna in svetlobna vezja. Njihova značilnost je prisotnost enega samega vhoda s pozitivnim potencialom. Ohišje je negativni terminal, pritisnjen na kovinski element na karoseriji avtomobila, brez barve.
Z maso avtomobila je ta element povezan s kablom. Glavni pogoj je, da stikalo ne sme priti v stik z mokro površino. Ko namestite avtomobilski alarm z uporabo vezja, priključite končne senzorje. Njihovi izhodi se lahko namestijo tako na vratih kot v potniškem prostoru na svetilkah.
Če želite vklopiti, ko se vrata odprejo, in ko jih zaprete, izvedite kratek v pozitiven položaj. Če je za strop kabine in vrat osvetlitev ozadja, se uporablja priklopni blok, ki opravlja različne funkcije. Zaradi delovanja bloka so pomembni senzorji blokirani, ko poskušate odpreti ključavnice.
Značilnosti brezkontaktnih končnih stikal
Ena od vrst končnih stikal je njihova brezkontaktna modifikacija (BVK). Komunikacijske naprave, konfigurirane za delovanje, ko pade v območje občutljivosti določenega predmeta.
Ti omejevalci se prilagodijo določenemu materialu in dani velikosti. Takoj, ko predmet s takšnimi parametri pade v občutljivo cono, se amplituda nihanja generatorja transformira
V sami napravi ni premikajočih se delov, tako kot med mehanskim vplivom in stikalom, ki je na njem konfiguriran, ni mehaničnega stika.
BVK je sestavljen iz naslednjih delov:
- občutljiv element;
- tipka za vklop;
- komponenta, ki analizira signal.
Razdalja, na kateri naprava začne delovati, se nastavi na podlagi spremembe senzorja in zahtev postopka. Izključitev elementov, ki se premikajo in drgnejo iz njega, znatno poveča zanesljivost teh naprav.
Brezkontaktni senzorji ali, kot jih imenujejo tudi senzorji bližine, imajo široko funkcionalnost. Obstajata dve kategoriji - stikala in senzorji položaja.
Prva naloga IOO je zaznati položaj predmeta. Poleg tega senzor izvaja štetje, pozicioniranje, ločevanje, razvrščanje predmetov. Zna nadzirati hitrost, gibanje, izračunati kota vrtenja, prilagoditi nagib in izvajati številna druga dejanja.
V domačih razmerah se stikala za bližino še vedno uporabljajo predvsem pri organizaciji nadzora osvetlitve. Vendar ima na področju urejanja sistemov Smart Home veliko večji obseg in veliko več možnosti.
Občutljive naprave se uporabljajo v industriji, v prometni industriji, kot element avtomatizacije, pri predelavi nafte. Po načelu zaznavanja bližnjih predmetov se BKV razlikujejo po induktivnih, kapacitivnih, optičnih, ultrazvočnih.
Induktivni senzorji bližine
Konfigurirani so tako za kovinske kot amorfne materiale. Med tistimi, ki reagirajo na kovino, obstajajo magnetne in feromagnetne različice. Znotraj tipala je jedro - kovinsko ali magnetizirano.
Odklopnik lahko sprejme moč s širokim nihanjem vrednosti napetosti - od 10 V pri konstantnem toku, izmenični tok - od 264 V. Izhodni signal se ustvari pri 0,2 A za enosmerni tok in 0,5 A za AC
Če podrobneje opišete zasnovo takega senzorja, je sestavljen iz pretvornika, vključno z bakreno tuljavo, ki se nahaja v feritni skodelici. Njegove funkcije vključujejo preusmeritev vektorja elektromagnetnih vodov na fasado stikala.
Oscilator v tokokrogu je lahko s fiksnim negativnim uporom ali s katero koli drugo vrsto. Linije magnetnega polja so usmerjene pravokotno na smer toka, ki teče skozi zavoje magnetiziranega jedra.
Polje izmenične sile povzroča izmenična napetost na vhodih v jedro. Naslednje pomembno vozlišče je oblikovalec signala, ki ustvarja histerezo in obseg krmilnega signala. Vključuje detektor, ki ga upravlja sprožilec.
Diagram prikazuje induktivno stikalo za gibanje v akciji. Njegov glavni element je induktor, ki se uporablja iz generatorja
Ključna točka delovanja indukcijskega mejnega stikala so spremembe, ki nastanejo pri približevanju ali odmiku predmeta. Takoj, ko napetostni prag preseže dovoljeno vrednost, se senzor sproži s povezovanjem sprožilca, ki odpre ključ.
Zmogljiva stikala za bližino
Po pojavu predmeta se zažene vezje vibratorja kapacitivne naprave, nastavljeni so časovni parametri. Ko se objekt približa senzorju, se njegova slednja poveča, frekvenca, ki jo ustvari multivibrator, pa se zmanjša.
Ko se prekorači frekvenčni prag, se naprava izklopi. Po tem načelu obstaja veliko modelov senzorjev gibanja, ki ugasnejo in prižgejo luči, ko zaznamo predmet v območju občutljivosti.
Strukturni diagram kapacitivnega tipala spominja na induktivno napravo: oba modela imata generator in detektor.
Načelo delovanja priklopnika kapacitivnega tipa temelji na spremembi kapacitivnosti sprejemnega elementa - kondenzatorja. Pri takih senzorjih se preklopna operacija začne, ko v svoje polje pridejo dielektrični in kovinski predmeti
Poleg generatorja, ki ustvarja električno polje, njihova zasnova vključuje takšne osnovne dele, kot je demodulator. Deluje kot pretvornik amplitude visokofrekvenčnih nihanj s hkratno spremembo napetosti. Naslednja pomembna komponenta je sprožilec, ki je odgovoren za določeno raven signala, preklop in odvisnost od histereze.
Za povečanje vhodnega signala na določeno vrednost je v kapacitivno stikalo vključen ojačevalnik. LED indikator je odgovoren za spremljanje nastavitev in delovanja naprave.
Stikalo, kot je spojina, ščiti stikalo pred vlago in trdnimi delci. Plastični ali medeninasti kovček ščiti vse v njem pred mehanskimi poškodbami. V kompletu so tudi pritrdilni elementi.
Preklopni element v tej napravi je nameščen na kondenzatorju in je plošča, ki deluje z vibratorjem. Vlogo elementa praga opravlja primerjalnik, priključen na vibrator. Slednji je povezan s frekvenčnim in napetostnim pretvornikom.
Zmogljiva končna stikala se odzivajo na trdne materiale, v prahu, tekoče, tako prevodne kot neprevodne
Razlika med kapacitivnimi in induktivnimi modeli je, da se prvi odzivajo na vlažnost zraka in spremembe gostote. Drugi pa so do takšnih vplivov neobčutljivi.
Naprava ultrazvočnih stikal
Zasnova ultrazvočnih končnih stikal predvideva prisotnost kvarčnih zvočnih oddajnikov, ki tvorijo impulzne valove v dolžini 100 - 500 kHz, in sprejemnika, katerega nastavitve ustrezajo določeni frekvenci.
Ko spreminja amplitudo zvočnih valov kot rezultat manevrov premikajočega se objekta, mikropreklopnik BVK zajame nove vrednosti in na podlagi tega nadzira izhodne signale.
Načelo delovanja ultrazvočnih senzorjev temelji na spremembi časa, v katerem se zvočni val premika od senzorja do nadzorovanega predmeta. Oddaljenost zaznavanja takšnih naprav je precej velika - do 10 m. Njihova velika prednost je, da lahko zaznajo predmet katere koli oblike in barve, ki odraža zvok.
Delovanje tega ultrazvočnega senzorja temelji na preprostem principu: takoj ko signal prispe na eno od njegovih nog, drugi sprejme impulz, dolžine, ki je enaka razdalji do predmeta
Takšni senzorji se uporabljajo za zaznavanje predmetov z ravno površino, ki zaseda pravokotno glede na srednjo črto zaznavanja.
Nepravilnosti pri njihovem delu lahko povzročijo:
- Nenadoma nastajajo zračni tokovi velike moči, ki ojačajo ali olajšajo val.
- Močna sprememba temperature. Z veliko količino toplote, ki jo oddaja predmet, se spreminja hitrost razširjenih valov.
- Odstopanje od navpičnega kota med vodoravno ravnino predmeta in osjo senzorja. Če ta napaka presega 10⁰, senzor ne deluje.
- Kotni obrisi predmeta. V tem primeru je njegova identifikacija zelo težavna.
Nihanja se širijo v trdnem, plinastem, tekočem mediju, hitrost pa je odvisna od ustreznih parametrov. Ultrazvočni senzorji nimajo gibljivih delov, zato ni razmerja med številom ciklov in življenjsko dobo naprave. Zanje je značilna povečana odpornost na zunanje vplive vseh vrst.
Optične brezkontaktne naprave
BKV te vrste krmilimo objekte, ki se prekrivajo sevanje in odsevajo. Ko predmet vstopi v prostor med stikalom in svetlobnim virom, senzor prekine svetlobo. Element, odgovoren za to dejanje, je lahko rele ali polprevodnik. Polmer odziva sega do 150 m.
To je fotografija optičnega končnega senzorja. Določa položaj skrajnih točk premikanja gibljivih delov v 3D tiskalnikih, CNC strojih
Senzorji bližine delujejo v širokem temperaturnem območju - od -60 do + 150 ° C. Izdržijo tlak okoli 500 barov, lahko delujejo v agresivnem okolju in celo v pogojih večje eksplozijske nevarnosti.
Tipi magnetnega konca
Ta vrsta odklopnikov, sicer imenovana plovna stikala ali trstična stikala, postopoma nadomešča mehanske modele. Njihovi stiki spremenijo položaj, ko so na neki razdalji od magneta. V tem primeru se v krmilni tokokrog odda signal.
V trstičnem stikalu sta en ali dva stika iz posebnega materiala - feromagnet. Magnetna prikolica je majhna. Namestijo ga v kovček iz plastike ali stekla in so v električni tokokrog nameščeni v njegovo režo.
Stiki v takšnem stikalu so odprti, zaprti, preklopljivi. V napravah prve vrste se stik zapre, ko je aktiviran. Običajno zaprti stiki se odprejo v podobnih okoliščinah, stikala pa se obnašajo glede na situacijo.
Izbira modela je odvisna od posebnih okoliščin. Reed stikala se uporabljajo pri gradnji drsnih vrat. Z njihovo pomočjo se struktura ustavi, ko doseže svoj skrajni položaj ob odpiranju ali zapiranju.
Nekateri modeli plovcev se uporabljajo kot del alarmnega vloma na vhodu v hišo. Ko so vrata zaprta, se vezje zapre zaradi vpliva magnetnega polja na prikolico. Odpiralna vrata izzovejo gibanje magneta in odpiranje kontakta, kar sproži alarm.
Pri nameščanju magnetov se upošteva njihova polarnost. Če so nameščeni nepravilno, ne bodo izpolnili dodeljenih funkcij
Dejstvo, da v tej zasnovi ni mehanskega stika, je njegova prednost, ki povečuje dolgo življenjsko dobo. Razlikujejo se po najpreprostejši strukturi, ki temelji na interakciji magnetno nadzorovanih stikov z običajnim magnetom.
Pravila in posebnosti povezave
Čeprav so sama končna stikala v konstrukciji precej preprosta, jih uporabljamo v opremi s kompleksnimi električnimi vezji. Zato bi morali njihovo povezavo izvajati strokovnjaki in strogo po principih, ki temeljijo na značilnostih tehnologije.
Oglejte si primer priključitve preprostega mehanskega stikala v 3D-tiskalniku. To je potrebno za določitev skrajnih koordinat za njegov prevoz. Priklopnik ima 3 kontakte - COM, NO, NC. Ko je senzor odprt, sta prvi in zadnji stik pod napetostjo + 5V. Drugi kontakt (NO) je ozemljen.
V diagramu sta stika COM (1) in NO (2) v zaprtem stanju, COM in NC (3) pa odprta. Ko nosilec tiskalnika doseže skrajni položaj, se stiki COM in NC povežejo in pride do odboja za 2 mm
Senzor priključite z dvema žicama - rdečo in črno. Ko se aparat izklopi, se mora oglasiti tipičen klik. Indikatorsko stikalo je povezano na enak način, ima pa tudi tretjo žico - zeleno.
Njeno delovanje signalizira prižgana LED in klik. Njeni priključki na plošči imajo oznake: za rdečo žico V (+5 V), za črno - G (ozemljitev), za zeleno - S (signal).
Isti črki označujeta priključke na optičnem stikalu. Natančneje bo nadziral delovanje vozička, v prašnih in sončnih žarkih pa lahko deluje nepravilno. Sprožitev optičnega para spremlja vključitev svetleče diode in poteka popolnoma tiho.
Končna stikala široko uporabljajo proizvajalci pohištva, ki jih namestijo v drsne omare. Priključitev se izvede v skladu z navodili, priloženimi vsakemu modelu. Diagram prikazuje mesto pritrditve plastične konstrukcije s ključem. Za srednja vrata morajo biti nameščena tako, da ne ovirajo pravilnega gibanja drugih vrat odseka po vodilih.
Diagrami prikazujejo vrstni red priključitve končnih stikal za drsna vrata v drsnih omarah (možnost b) in za nihajna vrata (možnost a)
V primeru namestitve končnega stikala za nihajna vrata je pritrjen s pomočjo samoreznih vijakov znotraj omare. Ko so vrata zaprta, pritisnejo gumb, odprejo vezje in osvetlitev ne deluje. Na odprtem - vrata sprostijo gumb in osvetlitev se prižge.
Označevanje končnega stikala
Vsaka od teh stikalnih naprav je ustrezno označena. Po dešifriranju lahko dobite vse informacije o določenem modelu končnega stikala. Če je na njem zapis VU222M, to pomeni, da imate pred seboj stikalo terminala serije VU222. Premični element je posodobljen vzvod.
Ta blokovna shema prikazuje simbol končnega stikala, ki je zasnovan za delovanje v krmilnih tokokrogih, ki delujejo na izmenični in enosmerni tok z največjo napetostjo 660V
Podrobno dekodiramo na primer označevanje stikala VP 15M4221-54U2. Opremljen je z enim premičnim delujočim elementom iz serije 15. Ima en stik in en vzpostavi kontakt, opremljen s potiskom z valjčkom.
Stopnja zaščite je na strani pogona IP54, „U“ označuje klimatsko različico, številka 2 pa kategorijo namestitve. Izdelek je skladen s TU U 31.2-25019584-005-2004.
Vodilni v industriji proizvajalci
Veliko podjetij proizvaja takšne senzorje. Med njimi so priznani voditelji. Med njimi je nemško podjetje Sick, kot glavni proizvajalec tako kakovostnih izdelkov. Podjetje Autonics na trg ponuja induktivna in kapacitivna stikala za bližino.
Visokokakovostne brezkontaktne senzorje proizvaja rusko podjetje TEKO. Zanje je značilna ultra visoka tesnost (IP 68). Ta končna stikala delujejo v najbolj nevarnih okoljih, vključno z eksplozivnimi, in na voljo so različne metode namestitve.
Mejna stikala ukrajinskega proizvajalca Promfaktor so priljubljena. Tu se izdelujejo stikala in stikala VP, PP, VU. Garancija, ob upoštevanju vseh pravil delovanja, je 3 leta.
Video št. 1. Priljubljeno glede končnega stikala:
Video №2. Namestitev HF na domači CNC stroj:
Namen končnih stikal je lahko zelo različen. Uporabljajo jih tako v zapletenih industrijskih sistemih kot v vsakdanjem življenju, da povečajo naše udobje. Glavna stvar je, da je treba njihovo povezavo z električnim tokokrogom opraviti šele po popolni odstranitvi napetosti.
V spodnji blok napišite komentarje. Morda boste delili informacije, ki bodo koristne obiskovalcem spletnega mesta. Pustite objave s priporočili, objavite fotografije na temo, postavite vprašanja.