Поређење контактних и бесконтактних путних прекидача

У индустријској аутоматизацији, кола се широко користе путни (позициони) прекидачи и прекидачи вишеструки дизајни дизајнирани за контролу положаја различитих производних механизама и засновани на трансформацији кретања ових механизама у електричном сигналу.

Прекидачи положаја се такође могу користити за обављање функција осим контроле положаја производних механизама, на пример, контрола угла ротације, нивоа, притиска тежине итд.

Прекидачи смера су уређаји са дискретним деловањем, који раде на принципу повећања, односно реагују само на промену положаја контролисаног механизма. Излазни сигнал прекидача пута је двосмислена функција кретања механизма из дате почетне позиције.

Врсте путних прекидача

У зависности од принципа позиционог пребацивања, метод комутације се дели на:

• механички контакт са склопним контактима и елементима осетљивим на контакт;

• статички контакт (магнетомеханички), чији је осетљиви елемент бесконтактан, а прекидачки елемент је контакт;

• статички бесконтактни, осетљиви и прекидачки елементи од којих се израђују бесконтактни.

У контактној природи чвора „прекидање – заустављање“, односно у контактној природи везе погонског елемента (улазног управљачког сигнала) са осетљивим елементом, овај чвор се назива механички, а у бесконтактном – статички. .

У зависности од дизајна, прекидачи могу бити комбиновани или одвојени. У првом случају, осетљиви и склопни елементи су смештени у једно кућиште и конструктивно су изведени као целина. У другом, осетљиви елемент се може налазити на удаљености од неколико десетина и стотина метара од прекидача.

Изобличење магнетног поља прекидача путање постиже се променом параметара магнетно коло осетљив елемент. Променљиви параметри могу бити и активна површина и величина ваздушног зазора магнетна пермеабилност магнетно коло.

Тренутно се област примене механичких контактних прекидача положаја у индустријској аутоматизацији сужава, те се поставља питање бескорисности позицијских прекидача овог типа за потребе изградње система аутоматског управљања.

Ово последње је узроковано следећим:

1. Сложеност дизајна склопа прекидача-заустављача, због строгости захтева у погледу граница дозвољених флуктуација низа параметара, изазива значајне потешкоће у његовој изради и подешавању.

2. Релативно висока критичност карактеристика тачности овог уређаја на утицај дестабилизујућих фактора (хабање контактних површина, лабавост причвршћивача, неусклађеност покретних елемената итд.).

Бројна дизајнерска решења механизама се уопште не могу реализовати на основу механичких контактних прекидача. То укључује механизме који захтевају високе дозвољене нивое брзине и фреквенције прекидача покрета.

Ако се потребна брзина рада прекидача пута може смањити због додатних кинематичких веза механизма, које, између осталог, погоршавају карактеристике квалитета контролног система (посебно, параметре тачности), онда је дозвољена радна фреквенција ( резолуција) не може бити повећана структурним компликацијама.

Такође видети: Монтажа граничних прекидача и прекидача

Шта је у овом случају разлог за широку употребу механичког контактног принципа пребацивања положаја? Одговор на ово питање треба тражити у два аспекта: у постојећим принципима конструкције система аутоматског управљања и у предностима склопног кола контактног пута.

Предности прекидача контактне путање

Механичке контактне прекидаче, обично имплементиране са вишеструким излазом, карактеришу следеће предности:

• висок однос пребацивања;

• висока специфична контролна снага (однос укључене снаге према укупним димензијама);

• универзалност, односно могућност пребацивања кола једносмерне и наизменичне струје;

• велики распон укључених напона;

• занемарљива унутрашња потрошња енергије (мала вредност прелазног отпора контаката у затвореном стању);

• ниска зависност тачности и стабилности рада од промене контролисане снаге.

Недостаци прекидача контактне путање

Принцип механичког контакта ових уређаја често не дозвољава испуњавање повећаних захтева за поузданост, издржљивост и тачност система аутоматизације. Поред тога, механички контактни прекидачи су веома осетљиви на утицаје различитих климатских фактора (нарочито на ниским температурама).

Механичке контактне прекидаче карактеришу ограничени дозвољени нивои максималне и минималне брзине кретања уклопног граничника, који се налазе у опсегу од 0,3 — 30 м/мин, а повећање брзине уклопног граничника изнад дозвољеног нивоа доводи до наглог смањења. у механичкој издржљивости на прекидачу.

Код оваквих прекидача су дозвољена одступања смера дејства силе пребацивања у односу на осу полуге веома мала, а њихово прекорачење доводи до механичког оштећења, посебно код прекидача са предњом вучном шипком.

Да би се добиле излазне карактеристике релеја (контролне карактеристике), у дизајну таквих прекидача су предвиђени уређаји са окидач-опругом. Потребан степен излазних карактеристика релеја постиже се по цену значајног смањења издржљивости прекидача услед великих динамичких напрезања који се јављају у окидачу у тренутку активирања.

Код механичких моментних контактних прекидача ширина петље хистерезе (диференцијала хода) излазне карактеристике достиже значајну вредност, што је потпуно неприхватљиво за низ технолошких процеса због непродуктивног повећања трајања циклуса обраде.

Смањење разлике у ходу ових мењача повезано је или са повећањем сложености њиховог дизајна или повећањем њихове величине. Поред тога, у неким случајевима су потребне значајне механичке силе за активирање механичких контактних прекидача.

Предности и мане близинских прекидача

Горе наведене околности доводе до потребе за развојем уређаја који су лишени наведених недостатака и који су истовремено способни да обављају сличне функције. Такви уређаји су близинске склопке, чије предности укључују:

• значајна издржљивост са високом поузданошћу и високом дозвољеном радном фреквенцијом;

• нема потребе за механичким напором при покретању, ниска осетљивост на вибрације, убрзање итд.;

• незнатна осетљивост параметара на промене у релативно широком спектру спољашњих услова;

• побољшање услова оперативних служби.

Због ниског нивоа повратне спреге близинског прекидача, постигнуто је значајно поједностављење конструкције прекидача за заустављање уз одржавање високе стабилности током времена карактеристика тачности. Поред тога, одсуство електричних и механичких контаката обезбеђује сигурност од пожара и експлозије ових уређаја, што значајно проширује област њихове могуће примене.

Један од значајних недостатака бесконтактних граничних прекидача је сложеност имплементације многих модификација дизајна које се лако имплементирају у механичке контактне граничне прекидаче.

Уређај за прекидач близине

Принцип рада статичких бесконтактних путних прекидача параметарског типа заснива се на коришћењу изобличења магнетног или електричног поља које ствара осетљиви елемент када се покретачки елемент појави у његовом подручју, услед чега долази до неуравнотеженог стања. јавља се у електричном колу прекидача и активира се излазни уређај.

Статички близински прекидачи се најчешће израђују са једним излазним колом, а код неких прекидача активирање је праћено појавом сигнала на излазу (директни прекидачки ефекат), код других - нестајањем (ефекат обрнутог пребацивања), што је еквивалентно до затварања и отварања контаката механичких контактних путева респективно.

Ако постоји елемент за појачавање у кругу близинског прекидача релејног режима, излазни параметар сензорског елемента може бити у континуираној функционалној зависности контролисаног кретања.

Тренутно се користе бројне модификације дизајна бесконтактних путних прекидача, које се разликују по нивоу осетљивости (величина радног зазора), локацији утора или равни осетљивог елемента у односу на раван монтаже, смеру кретања. водеће жице, број корака сензорског елемента (за пројектовање са прорезима), дубина прореза, дужина прикључних жица, ниво напона напајања, природа заштите од утицаја околине итд.

Могућности коришћења бесконтактних прекидача за кретање одређене су параметрима њихових електричних и механичких карактеристика.

Електрични параметри укључују:

• природа излазног сигнала и број излазних кола;
• потрошња и излазна снага;
• облик излазног сигнала; комутациони коефицијент за отпор и напон (за склопке трансформаторског типа);
• временске карактеристике (време окидања и отпуштања) и учесталост паљења (резолуција);
• нивое и облик напона напајања, као и дозвољене границе њихових одступања.

Параметри механичких перформанси укључују:

• осетљивост (величина радног јаза),
• димензије и прикључне димензије;
• карактеристике тачности (веће и додатне грешке) и диференцијал хода;
• карактеристике уградње (врсте прекидача кочница и начин на који се постављају, ниво повратних информација, како монтирати и инсталирати прекидач);
• ниво заштите од буке.

За више информација о Прокимити Свитцх уређају и прекидачима погледајте овде: Бесконтактни сензори за положај механизама

Ивенски Иу. Н.Бесконтактни путни прекидачи у индустријској аутоматизацији