Primerjava kontaktnih in brezkontaktnih voznih stikal

V industrijski avtomatizaciji se vezja pogosto uporabljajo potna (pozicijska) stikala in stikala več modelov, ki so zasnovani za nadzor položaja različnih proizvodnih mehanizmov in temeljijo na transformaciji gibanja teh mehanizmov v električnem signalu.

Pozicijska stikala se lahko uporabljajo tudi za izvajanje funkcij, ki niso nadzor položaja proizvodnih mehanizmov, na primer za nadzor kota vrtenja, nivoja, pritiska teže itd.

Smerna stikala so naprave z diskretnim delovanjem, ki delujejo na principu povečanja, to pomeni, da reagirajo le na spremembo položaja krmiljenega mehanizma. Izhodni signal smernih stikal je dvoumna funkcija gibanja mehanizma iz danega začetnega položaja.

Vrste cestnih kretnic

Glede na načela pozicijskega preklapljanja je način preklapljanja razdeljen na:

• mehanski kontakt s preklopnimi kontakti in kontaktno občutljivimi elementi;

• statični kontakt (magnetomehanski), katerega občutljivi element je brezkontakten, preklopni element pa je kontakt;

• statični brezkontaktni, občutljivi in ​​stikalni elementi, iz katerih so izdelani brezkontaktni.

V kontaktni naravi vozlišča "preklop - zaustavitev", to je v kontaktni naravi povezave pogonskega elementa (vhodnega krmilnega signala) z občutljivim elementom, se to vozlišče imenuje mehansko, v brezkontaktnem pa statično. .

Glede na izvedbo so stikala lahko kombinirana ali ločena. V prvem primeru so občutljivi in ​​preklopni elementi nameščeni v enem ohišju in so konstrukcijsko izvedeni kot celota. V drugem se lahko občutljivi element nahaja na razdalji nekaj deset in sto metrov od stikala.

Izkrivljanje magnetnega polja stikala poti se doseže s spreminjanjem parametrov magnetno vezje občutljiv element. Spremenljivi parametri so lahko tudi aktivna površina in velikost zračne reže magnetna prepustnost magnetno vezje.

Trenutno se področje uporabe mehanskih kontaktnih pozicijskih stikal v industrijski avtomatizaciji oži in postavlja se vprašanje o neuporabnosti tovrstnih pozicijskih stikal za izgradnjo avtomatskih krmilnih sistemov.

Slednje je posledica naslednjega:

1. Kompleksnost zasnove sklopa stikala za zaustavitev zaradi strogosti zahtev glede meja dovoljenih nihanj številnih parametrov, kar povzroča znatne težave pri njegovi izdelavi in ​​prilagajanju.

2. Relativno visoka kritičnost točnih značilnosti te naprave do vpliva destabilizirajočih dejavnikov (obraba kontaktnih površin, ohlapnost pritrdilnih elementov, neusklajenost gibljivih elementov itd.).

Številnih konstrukcijskih rešitev mehanizmov sploh ni mogoče izvesti na podlagi mehanskih kontaktnih stikal. Ti vključujejo mehanizme, ki zahtevajo visoke dovoljene ravni hitrosti in pogostosti preklopov gibanja.

Če se zahtevana hitrost delovanja cestnega stikala lahko zmanjša zaradi dodatnih kinematičnih povezav mehanizma, ki med drugim poslabšajo kakovostne značilnosti krmilnega sistema (zlasti parametre točnosti), potem je dovoljena delovna frekvenca ( ločljivost) se ne sme povečati zaradi strukturnih zapletov.

Poglej tudi: Montaža končnih stikal in stikal

Kaj je v tem primeru razlog za široko uporabo mehanskega kontaktnega principa preklapljanja položaja? Odgovor na to vprašanje je treba iskati v dveh vidikih: v obstoječih principih gradnje avtomatskih krmilnih sistemov in v prednostih stikalnega vezja kontaktne poti.

Prednosti kontaktnih stikal

Za mehanska kontaktna stikala, običajno izvedena z večkrožnim izhodom, so značilne naslednje prednosti:

• visoko preklopno razmerje;

• visoka specifična krmilna moč (razmerje med vključeno močjo in skupnimi dimenzijami);

• univerzalnost, to je možnost preklapljanja tokokrogov enosmernega in izmeničnega toka;

• velik razpon vključenih napetosti;

• zanemarljiva notranja poraba energije (majhna vrednost prehodnega upora kontaktov v zaprtem stanju);

• nizka odvisnost natančnosti in stabilnosti delovanja od sprememb nadzorovane moči.

Slabosti stikal kontaktnih poti

Načelo mehanskega stika teh naprav pogosto ne omogoča izpolnjevanja povečanih zahtev po zanesljivosti, trajnosti in natančnosti sistemov avtomatizacije. Poleg tega so mehanska kontaktna stikala zelo občutljiva na učinke različnih podnebnih dejavnikov (zlasti pri nizkih temperaturah).

Za mehanska kontaktna stikala so značilne omejene dovoljene ravni največje in najmanjše hitrosti preklopnega zaustavitve, ki so v območju od 0,3 do 30 m / min, povečanje hitrosti preklopnega zaustavitve nad dovoljeno stopnjo pa povzroči močno zmanjšanje v mehanski vzdržljivosti na stikalu.

Pri takšnih stikalih so dopustna odstopanja smeri delovanja preklopne sile glede na os ročice zelo majhna in njihova prekoračitev vodi do mehanskih poškodb, še posebej pri stikalih s sprednjo vlečno palico.

Za pridobitev relejnih izhodnih karakteristik (krmilnih karakteristik) so v zasnovi takih stikal predvidene sprožilne vzmetne naprave. Zahtevana stopnja karakteristik relejnega izhoda je dosežena na račun znatnega zmanjšanja vzdržljivosti stikala zaradi velikih dinamičnih napetosti, ki se pojavljajo v sprožilcu v času aktiviranja.

V mehanskih trenutnih kontaktnih stikalih širina histerezne zanke (diferenciala giba) izhodne karakteristike doseže pomembno vrednost, kar je za številne tehnološke procese popolnoma nesprejemljivo zaradi neproduktivnega povečanja trajanja cikla obdelave.

Zmanjšanje razlike v hodu teh menjalnikov je povezano s povečanjem kompleksnosti njihove zasnove ali povečanjem njihove velikosti. Poleg tega so v nekaterih primerih za aktiviranje mehanskih kontaktnih stikal potrebne znatne mehanske sile.

Prednosti in slabosti bližinskih stikal

Zgoraj naštete okoliščine vodijo v potrebo po razvoju naprav, ki so brez omenjenih pomanjkljivosti in so hkrati sposobne opravljati podobne funkcije. Takšne naprave so bližinska stikala, katere prednosti vključujejo:

• pomembna vzdržljivost z visoko zanesljivostjo in visoko dovoljeno delovno frekvenco;

• ni potrebe po mehanskem naporu pri aktiviranju, nizka občutljivost na tresljaje, pospeševanje itd.;

• nepomembna občutljivost parametrov na spremembe v relativno širokem razponu zunanjih pogojev;

• izboljšanje pogojev delovanja storitev.

Zaradi nizke stopnje povratne informacije bližinskega stikala je dosežena bistvena poenostavitev konstrukcije stikala za zaustavitev ob ohranjanju visoke stabilnosti značilnosti točnosti v času. Poleg tega odsotnost električnih in mehanskih kontaktov zagotavlja požarno in eksplozijsko varnost teh naprav, kar bistveno razširja področje njihove možne uporabe.

Ena od pomembnih pomanjkljivosti brezkontaktnih končnih stikal je zapletenost izvedbe številnih konstrukcijskih modifikacij, ki jih je enostavno implementirati v mehanska kontaktna končna stikala.

Naprava za bližinsko stikalo

Načelo delovanja statičnih brezkontaktnih potnih stikal parametričnega tipa temelji na uporabi popačenja magnetnega ali električnega polja, ki ga ustvari občutljivi element, ko se v njegovem območju pojavi pogonski element, zaradi česar pride do neuravnoteženega stanja. se pojavi v električnem tokokrogu stikala in izhodna naprava se sproži.

Statična bližinska stikala so najpogosteje izdelana z enim izhodnim vezjem, pri nekaterih stikalih pa aktiviranje spremlja pojav signala na izhodu (neposredni preklopni učinek), v drugih - z izginotjem (povratni preklopni učinek), kar je enakovredno na zapiralne in odpiralne kontakte mehanskih kontaktnih poti.

Če je v vezju bližinskega stikala relejnega načina ojačevalni element, je lahko izhodni parameter zaznavalnega elementa v stalni funkcionalni odvisnosti od nadzorovanega gibanja.

Trenutno se uporabljajo številne konstrukcijske modifikacije brezkontaktnih potnih stikal, ki se razlikujejo po stopnji občutljivosti (velikosti delovne reže), lokaciji reže ali ravnini občutljivega elementa glede na montažno ravnino, smeri vodilne žice, število korakov zaznavalnega elementa (za izvedbo z režami), globina reže, dolžina povezovalnih žic, nivo napajalne napetosti, narava zaščite pred vplivi okolja itd.

Možnosti uporabe brezkontaktnih gibalnih stikal določajo parametri njihovih električnih in mehanskih karakteristik.

Električni parametri vključujejo:

• narava izhodnega signala in število izhodnih vezij;
• poraba in izhodna moč;
• oblika izhodnega signala; preklopni koeficient za upor in napetost (za transformatorska stikala);
• časovne značilnosti (časi sprožitve in sprostitve) in frekvenca sprožitve (ločljivost);
• ravni in oblike napajalne napetosti ter dovoljene meje njihovih odstopanj.

Parametri mehanske zmogljivosti vključujejo:

• občutljivost (velikost delovne vrzeli),
• dimenzije in priključne mere;
• karakteristike točnosti (glavne in dodatne napake) in diferencial gibov;
• značilnosti namestitve (vrste stikalnih zavor in način njihove namestitve, stopnja povratne informacije, način montaže in namestitve stikala);
• stopnjo zaščite pred hrupom.

Za več informacij o napravi in ​​stikalih bližinskega stikala glejte tukaj: Brezkontaktni senzorji za položaj mehanizmov

Ivenski Yu. N.Brezkontaktna potovalna stikala v industrijski avtomatizaciji