Temaslı ve temassız hareket şalterlerinin karşılaştırılması

Endüstriyel otomasyonda devreler yaygın olarak kullanılmaktadır. hareket (pozisyon) anahtarları ve anahtarları çeşitli üretim mekanizmalarının konumunu kontrol etmek için tasarlanmış ve bu mekanizmaların hareketinin dönüşümüne dayanan çoklu tasarımlar bir elektrik sinyalinde.

Konum anahtarları, üretim mekanizmalarının konum kontrolü dışındaki işlevleri gerçekleştirmek için de kullanılabilir, örneğin dönüş açısı, seviye, ağırlık basıncı vb.

Yön anahtarları, artırma prensibine göre çalışan, yani sadece kontrollü mekanizmanın pozisyonundaki bir değişikliğe tepki veren, ayrı bir etkiye sahip cihazlardır. Yol anahtarlarının çıkış sinyali, mekanizmanın belirli bir başlangıç ​​konumundan hareketinin belirsiz bir işlevidir.

Yol anahtarı türleri

Konumsal anahtarlama ilkelerine bağlı olarak, anahtarlama yöntemi alt bölümlere ayrılır:

• anahtarlama kontakları ve temasa duyarlı elemanlarla yapılan mekanik temas;

• hassas elemanı temassız olan ve anahtarlama elemanı bir kontak olan statik kontak (manyetomekanik);

• temassız yapılan statik temassız, hassas ve anahtarlama elemanları.

"Anahtarlama - durdurma" düğümünün temas niteliğinde, yani tahrik elemanının (giriş kontrol sinyali) hassas eleman ile bağlantısının temas niteliğinde, bu düğüme mekanik ve temassız olarak adlandırılır - statik .

Tasarıma bağlı olarak anahtarlar birleştirilebilir veya ayrılabilir. İlk durumda, hassas ve anahtarlama elemanları bir mahfazaya yerleştirilir ve yapısal olarak bir bütün olarak yürütülür. İkincisinde, hassas eleman anahtardan birkaç on ve yüzlerce metre uzağa yerleştirilebilir.

Yol anahtarının manyetik alanının bozulması, parametreler değiştirilerek elde edilir. manyetik devre hassas eleman Değişken parametreler, aktif yüzey alanı ve hava boşluğunun boyutu da olabilir. manyetik geçirgenlik manyetik devre

Şu anda endüstriyel otomasyonda mekanik kontak konum anahtarlarının uygulama alanı daralmaktadır ve bu tür konum anahtarlarının otomatik kontrol sistemleri oluşturmak amacıyla kullanışsızlığı sorusu ortaya çıkmaktadır.

İkincisi aşağıdakilerden kaynaklanır:

1. Üretiminde ve ayarlanmasında önemli zorluklara neden olan bir dizi parametrenin izin verilen dalgalanmalarının sınırlarına ilişkin gereksinimlerin katılığından dolayı, şalter-durdurma düzeneğinin tasarımının karmaşıklığı.

2. Dengesizleştirici faktörlerin (temas yüzeylerinin aşınması, bağlantı elemanlarının gevşekliği, hareketli elemanların yanlış hizalanması, vb.) etkisine karşı bu cihazın doğruluk özelliklerinin nispeten yüksek kritikliği.

Mekanik kontak anahtarlarına dayanan bir dizi mekanizma tasarım çözümü hiç uygulanamaz. Bunlar, izin verilen yüksek düzeyde hız ve hareket anahtarları frekansı gerektiren mekanizmaları içerir.

Yol anahtarının gerekli çalışma hızı, diğer şeylerin yanı sıra kontrol sisteminin kalite özelliklerini (özellikle doğruluk parametreleri) bozan mekanizmanın ek kinematik bağlantıları nedeniyle azaltılabilirse, izin verilen çalışma frekansı ( çözünürlük) yapısal komplikasyonlarla artmayabilir.

Ayrıca bakınız: Limit anahtarlarının ve anahtarların montajı

Bu durumda, konum değiştirmenin mekanik temas ilkesinin yaygın olarak kullanılmasının nedeni nedir? Bu sorunun cevabı iki açıdan aranmalıdır: otomatik kontrol sistemlerinin mevcut yapım ilkelerinde ve kontak yolu anahtar devresinin avantajlarında.

Kontak yolu anahtarlarının avantajları

Genellikle çok devreli bir çıkışla uygulanan mekanik kontak anahtarları, aşağıdaki avantajlarla karakterize edilir:

• yüksek anahtarlama oranı;

• yüksek spesifik kontrol gücü (dahil edilen gücün genel boyutlara oranı);

• evrensellik, yani hem doğru hem de alternatif akım devrelerini değiştirme yeteneği;

• geniş voltaj aralığı;

• ihmal edilebilir iç enerji tüketimi (kapalı durumda kontakların geçici direncinin küçük değeri);

• kontrol edilen güçteki değişiklikler üzerinde doğruluk ve çalışma kararlılığının düşük bağımlılığı.

Kontak yolu anahtarlarının dezavantajları

Bu cihazların mekanik temas prensibi, otomasyon sistemlerinin güvenilirliği, dayanıklılığı ve doğruluğu için artan gereksinimlerin karşılanmasına genellikle izin vermez. Ayrıca mekanik kontak anahtarları çeşitli iklimsel faktörlerin (özellikle düşük sıcaklıklarda) etkilerine karşı çok hassastır.

Mekanik kontak anahtarları, 0,3 - 30 m / dak aralığında olan, anahtarlama durağının sınırlı izin verilen maksimum ve minimum hareket hızı seviyeleri ile karakterize edilir ve anahtarlama durdurma hızının izin verilen seviyenin üzerine çıkarılması keskin bir düşüşe yol açar anahtar üzerinde mekanik dayanıklılıkta.

Bu tür anahtarlarda, anahtarlama kuvvetinin hareket yönünün kolun eksenine göre izin verilen sapmaları çok küçüktür ve bunların aşılması, özellikle ön çekme çubuğu olan anahtarlarda mekanik hasara yol açar.

Röle çıkış özelliklerini (kontrol özellikleri) elde etmek için, bu tür anahtarların tasarımında tetik yaylı cihazlar sağlanmıştır. Gerekli röle çıkış özellikleri derecesi, çalıştırma anında tetikte meydana gelen büyük dinamik gerilimler nedeniyle anahtar dayanıklılığında önemli bir azalma pahasına elde edilir.

Mekanik anlık kontak anahtarlarında, çıkış karakteristiğinin histerezis döngüsünün genişliği (strok farkı), işlem döngüsü süresindeki verimsiz bir artış nedeniyle bir dizi teknolojik işlem için tamamen kabul edilemez olan önemli bir değere ulaşır.

Bu vites değiştiricilerin hareketlerindeki farkı azaltmak, ya tasarımlarının karmaşıklığını artırmakla ya da boyutlarını büyütmekle ilgilidir. Ek olarak, bazı durumlarda mekanik kontak anahtarlarını harekete geçirmek için önemli mekanik kuvvetler gerekir.

Yakınlık anahtarlarının avantajları ve dezavantajları

Yukarıda sıralanan durumlar, bahsedilen dezavantajlardan yoksun ve aynı zamanda benzer işlevleri yerine getirebilen cihazların geliştirilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Bu tür cihazlar yakınlık anahtarları, faydaları şunları içerir:

• yüksek güvenilirlik ve izin verilen yüksek çalışma frekansı ile önemli dayanıklılık;

• harekete geçirirken mekanik çabaya gerek yok, titreşimlere, hızlanmaya vb. karşı düşük hassasiyet;

• parametrelerin nispeten geniş bir dış koşullar aralığındaki değişikliklere karşı önemsiz hassasiyeti;

• operasyonel hizmetlerin koşullarının iyileştirilmesi.

Yakınlık anahtarının düşük geri besleme seviyesi nedeniyle, doğruluk özelliklerinin zaman içinde yüksek stabilitesini korurken durdurma anahtarı yapısında önemli bir basitleştirme elde edilir. Ek olarak, elektriksel ve mekanik kontakların olmaması, bu cihazların olası uygulama alanlarını önemli ölçüde genişleten yangın ve patlama güvenliğini sağlar.

Temassız limit anahtarların önemli dezavantajlarından biri, mekanik kontak limit anahtarlarında kolayca uygulanan birçok tasarım modifikasyonunun uygulanmasının karmaşıklığıdır.

Yakınlık anahtarı cihazı

Parametrik tipteki statik temassız yol şalterlerinin çalışma prensibi, kendi alanında bir tahrik elemanı göründüğünde hassas eleman tarafından oluşturulan manyetik veya elektrik alanın bozulmasının kullanılmasına dayanır ve bunun sonucunda dengesiz bir durum ortaya çıkar. anahtarın elektrik devresinde oluşur ve çıkış cihazı tetiklenir.

Statik yakınlık anahtarları çoğunlukla tek bir çıkış devresi ile yapılır ve bazı anahtarlarda çalıştırmaya, çıkışta bir sinyalin görünmesi (doğrudan anahtarlama etkisi), diğerlerinde - eşdeğer olan kaybolma (ters anahtarlama etkisi) eşlik eder. mekanik temas yollarının sırasıyla kapanma ve açma kontaklarına.

Röle modu yakınlık anahtarı devresinde yükseltici bir eleman varsa, algılama elemanının çıkış parametresi, kontrollü hareketin sürekli işlevsel bağımlılığında olabilir.

Şu anda, hassasiyet seviyesi (çalışma aralığının boyutu), yuvanın konumu veya montaj düzlemine göre hassas elemanın düzlemi, yönü bakımından farklılık gösteren temassız hareket anahtarlarının çok sayıda tasarım modifikasyonu kullanılmaktadır. ana kablolar, algılama elemanının adım sayısı (yuvalı tasarım için), yuvanın derinliği, bağlantı kablolarının uzunluğu, besleme voltajının seviyesi, çevresel etkilere karşı korumanın niteliği, vb.

Temassız hareket anahtarlarını kullanma olasılıkları, elektriksel ve mekanik özelliklerinin parametreleri ile belirlenir.

Elektriksel parametreler şunları içerir:

• çıkış sinyalinin doğası ve çıkış devrelerinin sayısı;
• tüketim ve çıkış gücü;
• çıkış sinyalinin şekli; direnç ve gerilim için anahtarlama katsayısı (trafo tipi anahtarlar için);
• zamanlama özellikleri (tetikleme ve bırakma süreleri) ve ateşleme frekansı (çözünürlük);
• besleme voltajının seviyeleri ve şekli ile sapmalarının izin verilen sınırları.

Mekanik performans parametreleri şunları içerir:

• hassasiyet (çalışma aralığının boyutu),
• boyutlar ve bağlantı boyutları;
• doğruluk özellikleri (ana ve ek hatalar) ve strok farkı;
• kurulum özellikleri (anahtarlama frenlerinin türleri ve nasıl monte edildikleri, geri besleme seviyesi, anahtarın nasıl monte edileceği ve kurulacağı);
• gürültü koruma seviyesi.

Yakınlık Anahtarı Cihazı ve Anahtarları hakkında daha fazla bilgi için buraya bakın: Mekanizmaların konumu için temassız sensörler

Ivenski Yu.N.Endüstriyel otomasyonda temassız hareket anahtarları