Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Prawie wszystkie zautomatyzowane systemy zawierają takie urządzenie, jak wyłącznik krańcowy, który jest odpowiedzialny za ich wyłączenie, gdy ruchoma część osiągnie określony punkt. W systemach sterowania oświetleniem wyłączniki krańcowe są używane jako czujniki. Gdy wystąpią zaprogramowane okoliczności, tworzą sygnał.

Opowiemy o funkcjonalnym celu i rodzajach urządzeń do odłączania terminali. Prezentowany przez nas artykuł opisuje schematy połączeń przetestowane w praktyce, wymienione są reguły połączeń. Podano cechy znakowania, doradza się wybór.

Czym są wyłączniki krańcowe?

Przełączniki, wyłączniki krańcowe - urządzenia elektryczne przeznaczone do otwierania i zamykania obwodu roboczego. Są one zamontowane na ruchomych mechanizmach, aby ograniczyć ich ruch w określonych granicach. Funkcje, które te urządzenia wykonują, są identyczne jak standardowe przełączniki.

Wypełnienie wyłączników krańcowych jest zamknięte w solidnej obudowie, najczęściej metalowej. Wszystkie jego elementy są zoptymalizowane pod kątem łatwego mocowania i łatwej orientacji w przestrzeni.

Jasne, różne kolory diod LED umożliwiają sterowanie zasilaniem i reakcją czujnika. Dwie pary kontaktów, najczęściej obecne w przełączniku, umożliwiają monitorowanie stanu jego połączenia.

Jeśli przy zamkniętej parze transmisja sygnału nie następuje po powrocie, oznacza to uszkodzenie kabla prowadzące do przełącznika. Po wyzwoleniu czujnika możliwe jest użycie pary styków otwartych do przekazania sygnału.

Wrażliwe czujniki są podstawą systemów ochrony przed wyciekami. Po wykryciu wody, dla której mają być wykryte, urządzenia nie tylko sygnalizują pojawienie się zagrożenia w trybie dźwięku i koloru, ale także blokują działanie systemów, przez które transportowana jest woda.

Klasyfikacja działań

Istnieją trzy główne grupy wyłączników krańcowych: mechaniczne, bezdotykowe, magnetyczne. Główną funkcją wszystkich tych urządzeń jest automatyczne odłączenie mechanizmu roboczego, gdy osiągnie on ustaloną pozycję za pomocą jego ruchomej części. Przełączniki te służą nie tylko do otwarcia obwodu, ale także do jego podłączenia.

Działanie obwodu w czujnikach zacisków jest koordynowane na dwa sposoby: przez bezpośrednie działanie na ruchome kontakty i przez ich kontrolę pozycyjną. W pierwszym przypadku nazywa się je kontaktem, w drugim - bezstykowym. Przykładem ograniczników styków są czujniki odpowiedzialne za zamykanie drzwi samochodu.

Zdjęcie przedstawia projekt wyłącznika krańcowego typu podróżnego. Jego głównymi elementami są: pokrywa (1), podstawa (2), styki (3), rolka (4), dźwignia (5), pasek uszczelniający (6), doprowadzenie (7)

Czujniki tego typu mogą nie tylko włączać i wyłączać mechanizmy, ale także ustawiać pozycję obiektu sterowania. Należą do nich przełączniki pływakowe i czujniki, które określają poziom paliwa. Sygnałem do ich wyzwolenia jest zmiana oporu odpowiadająca pewnemu poziomowi cieczy.

Minus czujniki kontaktowe w obecności ruchomych części mechanicznych, stosunkowo krótka żywotność dzięki nieskutecznej ochronie przed wilgocią i kurzem. Zaletą jest prosta konstrukcja, instalacja i obsługa. Znacznie zabezpieczone przed wpływami zewnętrznymi przełączniki bezstykowe. Dłuższy jest ich zasób.

Mechaniczne wyłączniki krańcowe

Kontrolą wyłączników krańcowych tego typu jest rolka lub dźwignia. Są one wyzwalane, gdy tylko mechanizm sterujący w postaci koła, przycisku lub dźwigni odczuje efekt mechaniczny.

Gdy tak się dzieje, pozycja kontaktów zmienia się - mogą się zamknąć lub otworzyć. Procesowi towarzyszy kontrola sygnału lub ostrzeżenie.

Najczęściej wyłączniki krańcowe mają dwa styki - otwarty i zamknięty. Istnieją urządzenia z jednym końcem, ale są rzadkie. W każdym przypadku kontakty są w przypadku każdego z nich, a schemat roboczy z ich numerami jest przedstawiony na panelu.

Konstrukcja walca VK jest dostarczana przez naciśnięcie siłownika na przycisk w postaci małego pręta. Ponieważ jest połączony ze stykami dynamicznymi, to w momencie zetknięcia obwód zasilania zostaje otwarty.

Różnica między przełącznikami dźwigni polega na tym, że ich ruchome kontakty są połączone małą dźwignią przez pręt lub przez pręt. Działanie ma miejsce, gdy siłownik popycha tę dźwignię.

Zdjęcie przedstawia mechaniczny mikroprzełącznik KW4-3Z-3 z płytą dociskową. Różni się od standardowego pociągnięcia elementu roboczego. Zastosuj go w maszynach CNC, drukarkach 3D

Oprócz standardowych urządzeń ograniczających istnieją mikroprzełączniki. Działają na tej samej zasadzie, ale ich regulacja podczas instalacji wymaga większej dokładności ze względu na mały skok. Aby zwiększyć skok roboczy, uciekają się do takiej metody, jak włączenie elementu pośredniego do schematu - dźwignia z rolką.

Zastosuj tego typu przełączniki, zarówno w produkcji, jak iw domu. Konstrukcja windy wykorzystywała dużą liczbę KU.

Wśród nich jest przełącznik w postaci czujnika ograniczającego minimalną i maksymalną wysokość podnoszenia, wskazujący przerwanie kabla, dający sygnał do otwarcia drzwi i wykonania wielu innych czynności. Na drzwiach w wielu mieszkaniach znajdują się mikroprzełączniki, które włączają światło w pomieszczeniu po jego otwarciu.

W samochodach takie mechaniczne czujniki końcowe obejmują schematy sygnalizacji i oświetlenia. Ich cechą jest obecność jednego wejścia z dodatnim potencjałem z nim związanym. Korpus jest końcówką ujemną, dociśniętą do metalowego elementu na karoserii, bez farby.

Przy masie samochodu ten element jest połączony kablem. Głównym warunkiem jest, aby przełącznik nie stykał się z mokrą powierzchnią. Podłącz czujniki końcowe podczas instalowania alarmu samochodowego, korzystając ze schematu. Ich wyjścia mogą być instalowane zarówno na drzwiach, jak iw kabinie na urządzeniach oświetleniowych.

Aby włączyć, gdy drzwi są otwarte, i zamknąć, gdy jest zamknięte, zrób krótki do pozytywnego. W obecności oświetlenia sufitowego kabiny i drzwi stosuje się blok wyłącznika krańcowego, który wykonuje różne funkcje. W wyniku aktywacji bloku ważne czujniki są blokowane podczas próby otwarcia zamków.

Cechy bezstykowych wyłączników krańcowych

Jednym z typów wyłączników krańcowych są ich bezstykowe modyfikacje (BVK). Komunikacja przyrządu jest ustawiona na wyzwalanie, gdy określony obiekt wchodzi w strefę czułości.

Te wyłączniki krańcowe dostosowują się do określonego materiału i danego rozmiaru. Gdy tylko obiekt o takich parametrach wpadnie w obszar wrażliwy, amplituda drgań generatora jest przekształcana.

W urządzeniu nie ma żadnych ruchomych części, ponieważ nie ma mechanicznego kontaktu między obiektem uderzenia a skonfigurowanym na nim elementem przełączającym.

BVK składa się z następujących części:

  • wrażliwy element;
  • klucz zasilania;
  • komponent analizujący sygnał.

Odległość, od której urządzenie zaczyna działać, jest ustalana na podstawie modyfikacji czujnika i wymagań procesu. Wyłączenie z niego zarówno ruchomych, jak i pocierających elementów znacznie zwiększa niezawodność tych urządzeń.

Czujniki bezdotykowe lub, jak się je nazywa, przybliżenia mają szeroką funkcjonalność. Istnieją dwie kategorie - przełączniki i czujniki położenia.

Pierwszym zadaniem BVK jest wykrycie pozycji obiektu. Ponadto czujnik wykonuje zliczanie, pozycjonowanie, separację, sortowanie obiektów. Może kontrolować prędkość, ruch, obliczać kąt obrotu, poprawiać pochylenie i wykonywać wiele innych czynności.

W domu przełączniki zbliżeniowe są obecnie używane głównie w organizacji sterowania oświetleniem. Jednak w dziedzinie aranżacji systemów „Smart Home” ma znacznie szerszy zakres zastosowań i znacznie więcej perspektyw.

Wrażliwe urządzenia są wykorzystywane w przemyśle, w przemyśle transportowym, jako element automatyzacji, w rafinacji ropy naftowej. Zgodnie z zasadą wykrywania zbliżających się obiektów wyróżnia się indukcyjne, pojemnościowe, optyczne i ultradźwiękowe.

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe

Są dostrojone zarówno do materiałów metalicznych, jak i amorficznych. Wśród reagujących na metal są magnetyczne, ferromagnetyczne opcje. Wewnątrz czujnika znajduje się rdzeń - metaliczny lub namagnesowany.

Przełącznik może być zasilany z dużą zmiennością wartości napięcia - od 10 V przy prądzie stałym, naprzemiennie od 264 V. Sygnał wyjściowy występuje przy 0, 2 A w przypadku prądu stałego i 0, 5 A przy naprzemiennym

Jeśli opiszemy bardziej szczegółowo budowę takiego czujnika, składa się on z przetwornika zawierającego cewkę miedzianą umieszczoną w kubku ferrytowym. Jego funkcje obejmują przekierowanie wektora linii elektromagnetycznych do przedniej części przełącznika.

Oscylator w obwodzie może być albo ze stałym oporem ujemnym, albo dowolnym innym typem. Linie pola magnetycznego są zorientowane prostopadle do kierunku prądu płynącego przez zwoje namagnesowanego rdzenia.

Zmienne pole sił jest spowodowane napięciem przemiennym na wlotach rdzenia. Kolejnym ważnym węzłem jest kondycjoner sygnału, który tworzy histerezę i zakres sygnału sterującego. Zawiera detektor sterowany wyzwalaczem.

Diagram przedstawia indukcyjny przełącznik ruchu w akcji. Jego głównym elementem jest cewka indukcyjna sterowana z generatora.

Kluczem do działania indukcyjnego przełącznika krańcowego są zmiany, które występują, gdy obiekt jest zbliżany lub usuwany. Gdy tylko próg napięcia przekroczy dopuszczalną wartość, czujnik jest wyzwalany przez podłączenie wyzwalacza, który otwiera klucz.

Pojemnościowe bezstykowe wyłączniki krańcowe

Po pojawieniu się obiektu uruchamiany jest obwód wibratora urządzenia pojemnościowego, ustawiane są parametry czasu. Gdy obiekt zbliża się do czujnika, pojemność tego ostatniego wzrasta, a częstotliwość wytwarzana przez multiwibrator spada.

Po przekroczeniu progu częstotliwości urządzenie wyłączy się. Zgodnie z tą zasadą działa wiele modeli czujników ruchu, które wyłączają i włączają żarówki, gdy obiekt zostanie wykryty w strefie czułości.

Schemat blokowy czujnika pojemnościowego jest podobny do urządzenia indukcyjnego: w obu modelach znajduje się generator i detektor.

Zasada działania przyczepy typu kondensatorowego opiera się na zmianie pojemności elementu odbiorczego - kondensatora. W takich czujnikach operacja przełączania rozpoczyna się, gdy obiekty dielektryczne i metalowe wchodzą w ich pole.

Oprócz generatora wytwarzającego pole elektryczne, takie podstawowe części jak demodulator są zawarte w ich konstrukcji. Działa jako przetwornik amplitudy oscylacji o wysokiej częstotliwości z jednoczesną zmianą napięcia. Kolejnym ważnym elementem jest wyzwalacz odpowiedzialny za określony poziom sygnału, zależność przełączania i histerezy.

Aby zwiększyć sygnał wejściowy do ustawionej wartości, wzmacniacz jest włączony w obwodzie przełącznika pojemnościowego. Wskaźnik LED odpowiada za sterowanie ustawieniami i działaniem urządzenia.

Element taki jak związek chroni przełącznik przed wilgocią i stałymi cząstkami. Korpus z tworzywa sztucznego lub mosiądzu chroni wszystko wewnątrz przed uszkodzeniami mechanicznymi. Zestaw zawiera również elementy złączne.

Element przełączający w tym urządzeniu znajduje się na kondensatorze i jest płytą, która oddziałuje z wibratorem. Rola elementu progowego wykonuje komparator podłączony do wibratora. Ten ostatni z kolei jest podłączony do przetwornicy częstotliwości i napięcia.

Pojemnościowe wyłączniki krańcowe reagują na materiały stałe, sypkie, ciekłe, zarówno przewodzące, jak i nieprzewodzące

Różnica między modelami pojemnościowymi i indukcyjnymi polega na tym, że jako pierwsze reagują na zmiany wilgotności i gęstości powietrza. Te ostatnie są niewrażliwe na takie efekty.

Urządzenie przełączników ultradźwiękowych

Konstrukcja ultradźwiękowych wyłączników krańcowych zapewnia obecność kwarcowych emiterów dźwięku, tworzących fale impulsowe o długości 100 - 500 kNts, oraz odbiornik, którego ustawienia odpowiadają pewnej częstotliwości.

Gdy amplituda fal dźwiękowych zmienia się w wyniku manewrów poruszającego się obiektu, mikroprzełącznik BVK wychwytuje nowe wartości i steruje sygnałami wyjściowymi na podstawie tego.

Zasada działania czujników ultradźwiękowych opiera się na zmianie czasu, w którym fala dźwiękowa przemieszcza się z czujnika do monitorowanego obiektu. Odległość wykrywania takich urządzeń jest dość duża - do 10 m. Ich wielką zaletą jest to, że mogą wykryć obiekt o dowolnym kształcie i kolorze, odbijający dźwięk.

Działanie tego czujnika ultradźwiękowego opiera się na prostej zasadzie: gdy tylko jedna z jego nóg odbierze sygnał, druga otrzymuje impuls o długości równej odległości od obiektu.

Takie czujniki są używane do wykrywania obiektów o płaskiej powierzchni, która zajmuje pozycję prostopadłą w stosunku do linii środkowej wykrywania.

Niedokładności w ich pracy mogą powodować:

  1. Nagłe prądy powietrza o dużej mocy, które wzmacniają lub osłabiają falę.
  2. Ostra zmiana temperatury. Przy dużej ilości ciepła emitowanego przez obiekt zmienia się prędkość propagowanych fal.
  3. Odchylenie od pionu kąta między płaszczyzną poziomą obiektu a osią czujnika. Jeśli błąd ten przekracza 10⁰, czujnik nie działa.
  4. Kątowy kształt obiektu. W tym przypadku jego identyfikacja jest bardzo trudna.

Oscylacje rozprzestrzeniają się w stałym, gazowym, ciekłym ośrodku, a prędkość zależy od odpowiednich parametrów. Czujniki ultradźwiękowe nie mają ruchomych części, więc nie ma związku między liczbą cykli a żywotnością urządzenia. Charakteryzują się zwiększoną odpornością na wszelkiego rodzaju uderzenia z zewnątrz.

Optyczne urządzenia zbliżeniowe

BKV tego typu obiektów kontrolnych, zarówno blokujących promieniowanie, jak i odbijających je. Gdy obiekt wchodzi w przestrzeń między przełącznikiem a źródłem światła, czujnik przerywa strumień świetlny. Elementem odpowiedzialnym za to działanie może być przekaźnik lub półprzewodnik. Promień odpowiedzi wynosi 150 m.

To jest zdjęcie czujnika końcowego typu optycznego. Określa pozycje skrajnych punktów ruchu ruchomych części w drukarkach 3D, maszynach CNC

Czujniki zbliżeniowe pracują w szerokim zakresie temperatur - od -60 do + 150⁰С. Wytrzymują ciśnienie około 500 atm, mogą pracować w nieprzyjaznym środowisku, a nawet w warunkach zwiększonej wybuchowości.

Magnetyczne odmiany końcowe

Tego typu przełączniki, zwane inaczej przełącznikami pływakowymi lub kontaktronami, stopniowo zastępują modele mechaniczne. Ich styki zmieniają pozycję, gdy znajdują się w pewnej odległości od magnesu. W tym przypadku sygnał jest wysyłany do obwodu sterującego.

W kontaktronie jest jeden lub dwa styki wykonane ze specjalnego materiału - ferromagnet. Magnetyczny wyłącznik krańcowy ma niewielkie rozmiary. Umieść go w przypadku plastiku lub szkła, aw obwodzie elektrycznym jest zamontowany w jego szczelinie.

Kontakty w tym przełączniku są otwarte, zamknięte, przełączane. W urządzeniach pierwszego typu styk zamyka się po wyzwoleniu. Styki normalnie zamknięte otwierają się w podobnych okolicznościach, a przełączalne stykają się w zależności od sytuacji.

Wybór modelu zależy od konkretnych okoliczności. Kontaktrony są stosowane w konstrukcji bram przesuwnych. Z ich pomocą struktura zostaje zatrzymana, gdy osiągnie swoją skrajną pozycję podczas otwierania lub zamykania.

Niektóre modele pływakowe są używane jako część systemu antywłamaniowego przy wejściu do domu. Gdy drzwi są zamknięte, obwód jest zamknięty z powodu pola magnetycznego na przełączniku. Otwarcie drzwi wywołuje ruch magnesu i otwarcie styku, powodując uruchomienie alarmu.

Podczas montażu magnesów należy wziąć pod uwagę ich biegunowość. Jeśli są niepoprawnie zainstalowane, nie będą wykonywać przypisanych im funkcji.

Fakt, że w tej strukturze nie ma mechanicznego kontaktu, zwiększa jego długowieczność. Wyróżniają się najprostszą strukturą opartą na interakcji magnetycznie sterowanych styków z konwencjonalnym magnesem.

Zasady połączenia i szczegóły

Chociaż same wyłączniki krańcowe są dość proste, są one stosowane w urządzeniach ze złożonymi obwodami elektrycznymi. Следовательно, их подключение должно осуществляться специалистами и строго по принципиальным схемам, основываясь на особенностях техники.

Рассмотрим пример подключения простого механического переключателя в 3D принтере. Это нужно для того, чтобы задать крайние координаты для его каретки. У подключаемого концевика в наличии 3 контакта - COM, NO, NC. При разомкнутом состоянии датчика первый и последний контакт пребывают под напряжением +5V. Второй контакт (NO) заземлен.

На схеме контакты COM (1) и NО (2) находятся в замкнутом состоянии, а COM и NC (3) разомкнуты. При достижении кареткой принтера крайней позиции контакты COM и NC соединяются и происходит ее отскок на 2 мм

Подключают датчик с помощью двух проводов - красного и черного цвета. Когда прибор срабатывает, должен раздаться типичный щелчок. Индикаторный выключатель подключают по той же схеме, но есть у него и третий провод - зеленый.

Po uruchomieniu sygnalizuje to zapalona dioda LED i kliknięcie. Złącza na płycie mają następujące oznaczenia: dla czerwonego przewodu V (+5 V), dla czarnego - G (masa), dla zielonego - S (sygnał).

Te same litery oznaczają złącza i przełącznik optyczny. Dokładniej kontroluje pracę wózka, ale może zakłócać kurz i światło słoneczne. Funkcji pary optycznej towarzyszy włączenie diody elektroluminescencyjnej i zachodzi całkowicie cicho.

Przełączniki do przyczep są szeroko stosowane przez producentów mebli, instalując je w szafach. Połączenie odbywa się zgodnie z instrukcjami dołączonymi do każdego modelu. Diagram wskazuje miejsce mocowania konstrukcji z tworzywa sztucznego za pomocą klucza. W środkowych drzwiach powinien być zainstalowany tak, aby nie przeszkadzał w prawidłowym ruchu drugich drzwi sekcji wzdłuż prowadnic.

Diagramy pokazują, jak podłączyć wyłączniki krańcowe do drzwi przesuwnych w szafach (opcja b) i do drzwi skrzydłowych (opcja a)

W przypadku instalacji wyłącznika krańcowego drzwi skrzydłowych mocuje się go za pomocą śrub wewnątrz szafy. W stanie zamkniętym drzwi naciskają przycisk, otwierają obwód i oświetlenie nie działa. Otwarte - drzwi zwalniają przycisk i zapalają się światła.

Oznaczanie wyłączników krańcowych

Każde z tych urządzeń przełączających jest odpowiednio oznaczone. Dzięki rozszyfrowaniu można uzyskać wszystkie informacje o konkretnym modelu wyłącznika krańcowego. Jeśli ma rekord VU222M, oznacza to, że masz przełącznik końcowy VU222. Ruchomy element - dźwignia ulepszona.

Ten schemat blokowy przedstawia symbol wyłącznika krańcowego przeznaczonego do pracy w obwodach sterujących pracujących na przemiennym i stałym prądzie o maksymalnym napięciu 660V

Szczegółowo rozszyfrujemy na przykład oznaczenie przełącznika VP 15M4221-54U2. Jest wyposażony w jeden ruchomy element roboczy serii 15. Ma jeden styk normalnie otwarty i jeden normalnie zamknięty, wyposażony w wałek i popychacz.

Poziom ochrony wynosi IP54 po stronie napędu, „Y” oznacza wersję klimatyczną, a liczba 2 oznacza kategorię lokalizacji. Produkt odpowiada TU U 31.2-25019584-005-2004.

Czołowi producenci w tym segmencie

Wiele firm produkuje takie czujniki. Wśród nich są uznani liderzy. Wśród nich niemiecka firma Sick, jako główny producent tak wysokiej jakości produktów. Autonics dostarcza na rynek indukcyjne i pojemnościowe wyłączniki krańcowe.

Wysokiej jakości czujniki zbliżeniowe produkowane są przez rosyjską firmę TEKO. Wyróżniają się ultra-szczelnością (IP 68). Te wyłączniki krańcowe działają w najbardziej niebezpiecznych środowiskach, w tym w środowiskach wybuchowych, dostępne są różne metody instalacji.

Popularne są przełączniki końcowe ukraińskiego producenta Promfaktor. Produkuje przełączniki i przełączniki koniec VP, PP, WU. Gwarancja, z zastrzeżeniem zgodności ze wszystkimi przepisami eksploatacyjnymi, wynosi 3 lata.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wideo # 1. Popularne o wyłączniku krańcowym:

Wideo # 2. Instalacja HF na domowej maszynie CNC:

Cel wyłączników krańcowych może być bardzo różny. Są używane zarówno w złożonych systemach przemysłowych, jak iw życiu codziennym, aby zwiększyć nasz komfort. Najważniejsze jest to, że ich podłączenie do obwodu elektrycznego powinno być wykonywane tylko po całkowitym usunięciu napięcia.

Napisz komentarze w polu poniżej. Być może udostępniasz informacje, które będą przydatne dla odwiedzających witrynę. Pozostaw posty z rekomendacjami, publikuj zdjęcia na ten temat, zadawaj pytania.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Elektryk