Comparació d'interruptors de viatge de contacte i sense contacte

En l'automatització industrial, els circuits s'utilitzen àmpliament interruptors i interruptors de viatge (posició). múltiples dissenys dissenyats per controlar la posició de diversos mecanismes de producció i basats en la transformació del moviment d'aquests mecanismes en un senyal elèctric.

Els interruptors de posició també es poden utilitzar per realitzar funcions diferents del control de posició dels mecanismes de producció, per exemple, el control de l'angle de gir, el nivell, la pressió del pes, etc.

Els interruptors de direcció són dispositius amb una acció discreta, que funcionen segons el principi d'augment, és a dir, només reaccionen a un canvi en la posició del mecanisme controlat. El senyal de sortida dels interruptors de manera és una funció ambigua del moviment del mecanisme des d'una posició inicial determinada.

Tipus d'interruptors de carreteres

Segons els principis de commutació posicional, el mètode de commutació es subdivideix en:

• contacte mecànic fet amb contactes de commutació i elements sensibles al contacte;

• contacte estàtic (magnetomecànic), l'element sensible del qual no és de contacte i l'element de commutació és un contacte;

• Elements estàtics sense contacte, sensibles i de commutació dels quals es fabriquen sense contacte.

En la naturalesa de contacte del node "commutat - aturada", és a dir, en la naturalesa de contacte de la connexió de l'element de conducció (senyal de control d'entrada) amb l'element sensible, aquest node s'anomena mecànic, i sense contacte - estàtic .

Segons el disseny, els interruptors es poden combinar o separar. En el primer cas, els elements sensibles i de commutació es col·loquen en una sola carcassa i s'executen estructuralment com un tot. En el segon, l'element sensible es pot localitzar a una distància de diverses desenes i centenars de metres de l'interruptor.

La distorsió del camp magnètic de l'interruptor de camí s'aconsegueix canviant els paràmetres circuit magnètic element sensible. Els paràmetres variables també poden ser la superfície activa i la mida de l'espai d'aire permeabilitat magnètica circuit magnètic.

Actualment, el camp d'aplicació dels interruptors de posició mecànics de contacte en l'automatització industrial s'està reduint, i sorgeix la pregunta sobre la inutilitat dels interruptors de posició d'aquest tipus per a la construcció de sistemes de control automàtic.

Aquest últim és causat pel següent:

1. La complexitat del disseny del conjunt d'interruptor-stop, a causa de l'estricte dels requisits pel que fa als límits de fluctuacions permeses d'una sèrie de paràmetres, que provoca dificultats importants en la seva fabricació i ajust.

2. La criticitat relativament alta de les característiques de precisió d'aquest dispositiu davant la influència de factors desestabilitzadors (desgast de les superfícies de contacte, soltesa dels elements de subjecció, desalineació dels elements mòbils, etc.).

Una sèrie de solucions de disseny de mecanismes no es poden implementar en absolut basades en interruptors de contacte mecànics. Aquests inclouen mecanismes que requereixen alts nivells admissibles de velocitat i freqüència dels interruptors de moviment.

Si la velocitat de funcionament requerida de l'interruptor de la carretera es pot reduir a causa dels enllaços cinemàtics addicionals del mecanisme, que, entre altres coses, deterioren les característiques de qualitat del sistema de control (en particular, els paràmetres de precisió), aleshores la freqüència de funcionament admissible ( resolució) no pot augmentar per complicacions estructurals.

Vegeu també: Instal·lació d'interruptors i interruptors de final de carrera

En aquest cas, quina és la raó de l'ús generalitzat del principi de contacte mecànic de la commutació de posició? La resposta a aquesta pregunta s'ha de buscar en dos aspectes: en els principis existents de construcció de sistemes de control automàtic i en els avantatges del circuit de commutació de la ruta de contacte.

Avantatges dels interruptors de ruta de contacte

Els interruptors de contacte mecànics, normalment implementats amb una sortida multicircuit, es caracteritzen pels següents avantatges:

• alta relació de commutació;

• alta potència de control específica (la relació entre la potència inclosa i les dimensions totals);

• universalitat, és a dir, la capacitat de canviar circuits de corrent continu i altern;

• àmplia gamma de voltatges inclosos;

• consum d'energia interna insignificant (petit valor de resistència transitòria dels contactes en estat tancat);

• baixa dependència de la precisió i l'estabilitat del funcionament dels canvis en la potència controlada.

Desavantatges dels interruptors de ruta de contacte

El principi de contacte mecànic d'aquests dispositius sovint no permet complir els requisits augmentats de fiabilitat, durabilitat i precisió dels sistemes d'automatització. A més, els interruptors de contacte mecànics són molt sensibles als efectes de diversos factors climàtics (especialment a baixes temperatures).

Els interruptors de contacte mecànics es caracteritzen per nivells limitats admissibles de velocitat de moviment màxima i mínima de la parada de commutació, que es troben en el rang de 0,3 a 30 m / min, i augmentar la velocitat de la parada de commutació per sobre del nivell permès condueix a una forta disminució. en durabilitat mecànica a l'interruptor.

En aquests interruptors, les desviacions permeses de la direcció d'acció de la força de commutació en relació amb l'eix de la palanca són molt petites, i superar-les provoca danys mecànics, especialment en interruptors amb una barra de tracció frontal.

Per obtenir les característiques de sortida del relé (característiques de control), es proporcionen dispositius de molla disparador en el disseny d'aquests interruptors. El grau requerit de característiques de sortida del relé s'aconsegueix a costa d'una reducció significativa de la durabilitat de l'interruptor a causa de les grans tensions dinàmiques que es produeixen al disparador en el moment de l'accionament.

En els interruptors de contacte momentani mecànic, l'amplada del bucle d'histèresi (diferencial de carrera) de la característica de sortida assoleix un valor significatiu, que és completament inacceptable per a diversos processos tecnològics a causa d'un augment improductiu de la durada del cicle de processament.

La reducció de la diferència en el recorregut d'aquests desviadors està relacionada amb augmentar la complexitat del seu disseny o augmentar la seva mida. A més, en alguns casos es requereixen forces mecàniques importants per accionar interruptors de contacte mecànics.

Avantatges i desavantatges dels interruptors de proximitat

Les circumstàncies enumerades anteriorment comporten la necessitat de desenvolupar dispositius que no tinguin els inconvenients esmentats i que alhora siguin capaços de realitzar funcions similars. Aquests dispositius són interruptors de proximitat, els beneficis dels quals inclouen:

• durabilitat important amb alta fiabilitat i alta freqüència de funcionament admissible;

• sense necessitat d'esforç mecànic en accionar, baixa sensibilitat a vibracions, acceleració, etc.;

• sensibilitat insignificant dels paràmetres als canvis en un rang relativament ampli de condicions externes;

• millora de les condicions dels serveis operatius.

A causa del baix nivell de retroalimentació de l'interruptor de proximitat, s'aconsegueix una simplificació significativa de la construcció de l'interruptor de parada mentre es manté una alta estabilitat en el temps de les característiques de precisió. A més, l'absència de contactes elèctrics i mecànics garanteix la seguretat contra incendis i explosions d'aquests dispositius, la qual cosa amplia significativament l'àmbit de la seva possible aplicació.

Un dels desavantatges significatius dels interruptors de límit sense contacte és la complexitat d'implementar moltes modificacions de disseny que s'implementen fàcilment en els interruptors de límit de contacte mecànics.

Dispositiu de commutació de proximitat

El principi de funcionament dels interruptors de recorregut estàtics sense contacte de tipus paramètric es basa en l'ús de la distorsió del camp magnètic o elèctric creat per l'element sensible quan apareix un element conductor a la seva àrea, com a resultat de la qual cosa un estat desequilibrat. es produeix al circuit elèctric de l'interruptor i s'activa el dispositiu de sortida.

Els interruptors de proximitat estàtics es fan sovint amb un sol circuit de sortida i, en alguns interruptors, l'accionament s'acompanya de l'aparició d'un senyal a la sortida (efecte de commutació directe), en altres, per desaparició (efecte de commutació inversa), que és equivalent. als contactes de tancament i obertura dels camins de contacte mecànics respectivament.

Si hi ha un element amplificador al circuit del commutador de proximitat en mode relé, el paràmetre de sortida de l'element sensor pot estar en dependència funcional contínua del moviment controlat.

Actualment, s'utilitzen nombroses modificacions de disseny d'interruptors de viatge sense contacte, que difereixen en el nivell de sensibilitat (la mida de la bretxa de treball), la ubicació de la ranura o el pla de l'element sensible en relació al pla de muntatge, la direcció de els cables principals, el nombre de passos de l'element sensor (per al disseny amb ranures), la profunditat de la ranura, la longitud dels cables de connexió, el nivell de la tensió d'alimentació, la naturalesa de la protecció contra influències ambientals, etc.

Les possibilitats d'utilitzar interruptors de moviment sense contacte estan determinades pels paràmetres de les seves característiques elèctriques i mecàniques.

Els paràmetres elèctrics inclouen:

• la naturalesa del senyal de sortida i el nombre de circuits de sortida;
• consum i potència de sortida;
• forma del senyal de sortida; coeficient de commutació de resistència i tensió (per a interruptors de tipus transformador);
• característiques de temporització (temps d'activació i llançament) i freqüència de tret (resolució);
• els nivells i la forma de la tensió d'alimentació, així com els límits admissibles de les seves desviacions.

Els paràmetres de rendiment mecànic inclouen:

• sensibilitat (mida de la bretxa de treball),
• dimensions i dimensions de connexió;
• característiques de precisió (errors majors i addicionals) i diferencial de carrera;
• característiques d'instal·lació (tipus de frens de commutació i com s'instal·len, nivell de retroalimentació, com muntar i instal·lar l'interruptor);
• el nivell de protecció acústica.

Per obtenir més informació sobre el dispositiu i els interruptors de proximitat, consulteu aquí: Sensors sense contacte per a la posició dels mecanismes

Ivenski Yu. N.Interruptors de viatge sense contacte en automatització industrial