Érintkezős és érintésmentes menetkapcsolók összehasonlítása

Az ipari automatizálásban széles körben használják az áramköröket menet (helyzet) kapcsolók és kapcsolók többféle kialakítás, amelyek a különféle gyártási mechanizmusok helyzetének szabályozására szolgálnak, és e mechanizmusok mozgásának átalakulásán alapulnak elektromos jelben.

A helyzetkapcsolók a gyártási mechanizmusok helyzetszabályozásán kívül más funkciók végrehajtására is használhatók, például az elforgatási szög, szint, súlynyomás stb.

Az iránykapcsolók diszkrét működésű eszközök, amelyek a növekedés elvén működnek, vagyis csak a vezérelt mechanizmus helyzetének változására reagálnak. Az útkapcsolók kimenőjele a mechanizmus adott kezdeti helyzetből való mozgásának kétértelmű függvénye.

Az útváltók típusai

A helyzetváltás elveitől függően a kapcsolási mód a következőkre oszlik:

• kapcsolóérintkezőkkel és érintésérzékeny elemekkel készült mechanikus érintkezés;

• statikus érintkező (magnetmechanikus), melynek érzékeny eleme érintésmentes, kapcsolóeleme pedig érintkező;

• statikus érintésmentes, érzékeny és kapcsoló elemek, amelyekből érintésmentes készül.

A "kapcsoló - stop" csomópont érintkezési jellegében, vagyis a hajtóelem (bemeneti vezérlőjel) és az érzékeny elem kapcsolatának érintkezési jellegében ezt a csomópontot mechanikusnak, érintésmentesen pedig statikusnak nevezik. .

Kiviteltől függően a kapcsolók kombinálhatók vagy szétválaszthatók. Az első esetben az érzékeny és a kapcsolóelemek egy házban vannak elhelyezve, és szerkezetileg egy egészben vannak kivitelezve. A másodikban az érzékeny elem a kapcsolótól több tíz és száz méter távolságra is elhelyezhető.

Az útkapcsoló mágneses terének torzítása a paraméterek változtatásával érhető el mágneses áramkör érzékeny elem. Változó paraméterek lehetnek az aktív felület és a légrés mérete is mágneses permeabilitás mágneses áramkör.

Jelenleg az ipari automatizálásban beszűkül a mechanikus érintkező helyzetkapcsolók alkalmazási területe, és felmerül a kérdés, hogy az ilyen típusú helyzetkapcsolók nem használhatók-e az automata vezérlőrendszerek kiépítésére.

Ez utóbbit a következők okozzák:

1. A kapcsoló-leállító szerelvény tervezésének bonyolultsága számos paraméter megengedett ingadozási határértékére vonatkozó követelmények szigorúsága miatt, amely jelentős nehézségeket okoz a gyártásban és a beállításban.

2. Ennek az eszköznek a pontossági jellemzőinek viszonylag nagy kritikussága a destabilizáló tényezők hatására (érintkezési felületek kopása, rögzítőelemek lazasága, mozgó elemek eltolódása stb.).

A mechanizmusok számos tervezési megoldása egyáltalán nem valósítható meg mechanikus érintkezőkapcsolók alapján. Ide tartoznak azok a mechanizmusok, amelyek megkövetelik a mozgáskapcsolók megengedhető nagy sebességét és frekvenciáját.

Ha az útváltó szükséges működési sebessége csökkenthető a mechanizmus további kinematikai kapcsolatai miatt, amelyek többek között rontják a vezérlőrendszer minőségi jellemzőit (különösen a pontossági paramétereket), akkor a megengedett működési frekvencia ( felbontás) nem növelhetik szerkezeti komplikációk.

Lásd még: Végálláskapcsolók és kapcsolók szerelése

Ebben az esetben mi az oka a helyzetváltás mechanikus érintkezési elvének széles körű elterjedésének? A választ erre a kérdésre két vonatkozásban kell keresni: az automatikus vezérlőrendszerek meglévő felépítési elveiben és az érintkezési út kapcsoló áramkör előnyeiben.

Az érintkezési útkapcsolók előnyei

Az általában többkörös kimenettel megvalósított mechanikus érintkezőkapcsolókat a következő előnyök jellemzik:

• magas kapcsolási arány;

• nagy fajlagos vezérlési teljesítmény (a beépített teljesítmény és a teljes méret aránya);

• egyetemesség, vagyis az egyenáramú és a váltakozó áramú áramkörök kapcsolásának képessége;

• a mellékelt feszültségek széles skálája;

• elhanyagolható belső energiafogyasztás (az érintkezők tranziens ellenállásának csekély értéke zárt állapotban);

• a működés pontosságának és stabilitásának alacsony függősége a szabályozott teljesítmény változásaitól.

Az érintkezési útkapcsolók hátrányai

Ezeknek az eszközöknek a mechanikai érintkezésének elve gyakran nem teszi lehetővé az automatizálási rendszerek fokozott megbízhatósági, tartóssági és pontossági követelményeinek teljesítését. Ezenkívül a mechanikus érintkezőkapcsolók nagyon érzékenyek a különböző éghajlati tényezők hatására (különösen alacsony hőmérsékleten).

A mechanikus érintkezőkapcsolókat a kapcsolóütköző maximális és minimális mozgási sebességének korlátozott megengedett szintjei jellemzik, amelyek 0,3-30 m / perc tartományban vannak, és a kapcsolási ütköző sebességének a megengedett szint fölé történő növelése éles csökkenést eredményez. mechanikai tartósságban a kapcsolón.

Az ilyen kapcsolókban a kapcsolóerő hatásirányának megengedett eltérései a kar tengelyéhez képest nagyon kicsik, és ezek túllépése mechanikai sérülésekhez vezet, különösen az elülső húzórúddal rendelkező kapcsolókban.

A relé kimeneti jellemzőinek (vezérlési jellemzőinek) elérése érdekében az ilyen kapcsolók kialakításában kioldó-rugós eszközöket kell biztosítani. A relé kimeneti jellemzőinek szükséges mértéke a kapcsoló élettartamának jelentős csökkenése árán érhető el, a működtetéskor a triggerben fellépő nagy dinamikus feszültségek miatt.

A mechanikus pillanatnyi érintkezős kapcsolókban a kimeneti karakterisztika hiszterézis hurok (löketkülönbség) szélessége jelentős értéket ér el, ami számos technológiai folyamat esetében teljesen elfogadhatatlan a feldolgozási ciklus időtartamának improduktív növekedése miatt.

Az ilyen váltók útja közötti különbség csökkentése vagy a tervezés bonyolultságának növelésével vagy a méretük növelésével függ össze. Ezenkívül bizonyos esetekben jelentős mechanikai erők szükségesek a mechanikus érintkezőkapcsolók működtetéséhez.

A közelítéskapcsolók előnyei és hátrányai

A fent felsorolt ​​körülmények szükségessé teszik az említett hátrányoktól mentes, ugyanakkor hasonló funkciók ellátására alkalmas eszközök fejlesztését. Ilyen eszközök közelítéskapcsolók, amelynek előnyei a következők:

• jelentős tartósság nagy megbízhatósággal és magas megengedett működési frekvenciával;

• nincs szükség mechanikai erőfeszítésre a működtetés során, alacsony rezgésérzékenység, gyorsulás stb.;

• a paraméterek jelentéktelen érzékenysége a külső körülmények viszonylag széles skálájában bekövetkező változásokra;

• az operatív szolgáltatások feltételeinek javítása.

A közelítéskapcsoló alacsony visszacsatolási szintjének köszönhetően a leállító kapcsoló felépítése jelentősen leegyszerűsödik, miközben a pontossági jellemzők hosszú távú stabilitása megmarad. Ezenkívül az elektromos és mechanikus érintkezők hiánya biztosítja ezen eszközök tűz- és robbanásbiztonságát, ami jelentősen kiterjeszti lehetséges alkalmazási területüket.

Az érintés nélküli végálláskapcsolók egyik jelentős hátránya a mechanikus érintkező végálláskapcsolókban könnyen megvalósítható számos tervezési módosítás végrehajtásának bonyolultsága.

Közelítéskapcsoló eszköz

A paraméteres típusú statikus érintésmentes útkapcsolók működési elve az érzékeny elem által létrehozott mágneses vagy elektromos mező torzításán alapul, amikor egy meghajtó elem megjelenik a területén, aminek következtében kiegyensúlyozatlan állapot lép fel. a kapcsoló elektromos áramkörében történik, és a kimeneti eszköz kiold.

A statikus közelítéskapcsolók leggyakrabban egyetlen kimeneti áramkörrel készülnek, és egyes kapcsolóknál a működtetést jel megjelenése kíséri a kimeneten (közvetlen kapcsolási hatás), másoknál - eltűnéssel (fordított kapcsolási hatás), ami egyenértékű. a mechanikus érintkezési útvonalak záró és nyitó érintkezőihez.

Ha a relé üzemmódú proximity kapcsoló áramkörben van erősítő elem, akkor az érzékelő elem kimeneti paramétere a szabályozott mozgástól folyamatos funkcionális függésben lehet.

Jelenleg az érintésmentes menetkapcsolók számos kiviteli változatát alkalmazzák, amelyek különböznek az érzékenység szintjétől (a munkarés nagyságától), a rés elhelyezkedésétől vagy az érzékeny elem síkjától a szerelési síkhoz képest, az iránytól függően. a vezető vezetékek, az érzékelő elem lépésszáma (résekkel történő kialakításnál), a rés mélysége, a csatlakozó vezetékek hossza, a tápfeszültség szintje, a környezeti hatásokkal szembeni védelem jellege stb.

Az érintésmentes mozgáskapcsolók alkalmazási lehetőségeit az elektromos és mechanikai jellemzőik paraméterei határozzák meg.

Az elektromos paraméterek a következők:

• a kimeneti jel jellege és a kimeneti áramkörök száma;
• fogyasztás és kimeneti teljesítmény;
• a kimeneti jel alakja; ellenállás és feszültség kapcsolási együtthatója (transzformátor típusú kapcsolókhoz);
• időzítési jellemzők (kioldási és kioldási idők) és gyújtási gyakoriság (felbontás);
• a tápfeszültség szintjeit és alakját, valamint azok eltérésének megengedett határait.

A mechanikai teljesítmény paraméterei a következők:

• érzékenység (a munkarés mérete),
• méretek és csatlakozási méretek;
• pontossági jellemzők (fő és további hibák) és löketkülönbség;
• beépítési jellemzők (a kapcsolófékek típusai és felszerelésük módja, a visszacsatolás mértéke, a kapcsoló felszerelésének és beszerelésének módja);
• a zajvédelmi szint.

További információ a közelítéskapcsoló eszközről és a kapcsolókról itt: Érintésmentes érzékelők a mechanizmusok helyzetéhez

Ivenski Yu. N.Érintés nélküli utazási kapcsolók az ipari automatizálásban