Bezkontaktowe przełączniki ruchu

Bezdotykowe nastawniki jazdy (przetworniki szynowe działające bez mechanicznego działania ogranicznika ruchu) stosowane są w obwodach sterowania napędami elektrycznymi maszyn, mechanizmów i maszyn. Przełączniki czujnikowe są przeznaczone do przełączania obwodów sterowania przekaźniki elektromagnetyczne Lub bezkontaktowe elementy logiczne, który odbywa się pod wpływem elementu sterującego.

Klasyfikacja łączników zbliżeniowych

Bezdotykowe wyłączniki krańcowe można podzielić ze względu na: sposób działania na element czuły, fizyczną zasadę działania przekształtnika, konstrukcję, klasę dokładności, stopień ochrony.

Ze względu na sposób oddziaływania na element czuły wyłączniki krańcowe bezdotykowe można podzielić na wyłączniki mechaniczne i parametryczne.

W wyłącznikach pierwszego typu element sterujący oddziałuje mechanicznie bezpośrednio na napęd główny bezdotykowego wyłącznika krańcowego, który bezstykowo współpracuje z elementem czujnikowym.W wyłącznikach drugiego typu w zależności od położenia elementu sterującego, który nie jest mechanicznie połączony z łącznikiem zbliżeniowym, zmienia się parametr fizyczny przetwornika. Określona wartość tego parametru zmienia stan elementu przekaźnikowego.

Klasyfikacja bezdotykowych wyłączników drogowych według fizycznej zasady działania przekształtnika obejmuje następujące typy:

Przełączniki indukcyjne zbudowane na zmianach indukcyjność, indukcyjność wzajemna oraz przełączniki indukcyjne.

Obecnie większość bezdotykowych przełączników podróżnych dostępnych na rynku jest aparat indukcyjny.

Z kolei indukcyjne przetwornice zbliżeniowe można budować według schematów: rezonansowy, autogeneratorowy, różnicowy, mostkowy, bezpośredni.

Magnetyczne przełączniki indukcyjne oparte na następujących zasadach: efekt Halla, magnetorezystor, magnetodioda, magnetotyrystor, kontaktron.

Przełączniki pojemnościowe: o zmiennej powierzchni płytki, o zmiennej szczelinie między płytkami, o zmiennej stałej dielektrycznej szczeliny między płytkami.

Przełączniki fotoelektryczne z elementami: fotodioda, fototranzystor, fotorezystor, fototyrystor.

Przełączniki fotowoltaiczne i łączniki sąsiednich wiązek, w których promienie o innym charakterze fizycznym, na przykład promieniowanie radioaktywne, mogą być używane razem z promieniami światła widzialnego.

Z założenia bezdotykowe wyłączniki krańcowe dzielą się na: szczelinowe, pierścieniowe (półpierścieniowe), płaskie, końcowe, łączniki z napędem mechanicznym, łączniki wieloelementowe.

Podział bezdotykowych wyłączników krańcowych na wersje końcowe i płaskie jest nieco warunkowy, ponieważ ruch elementu sterującego względem powierzchni czułej może w przypadku niektórych typów bezdotykowych wyłączników krańcowych odbywać się zarówno w płaszczyznach równoległych, jak i prostopadłych. W takim przypadku za podstawę można przyjąć jego preferencyjne wykorzystanie.

Klasę dokładności (wartość błędu podstawowego) bezdotykowe przełączniki ruchu dzielimy na niskie (w przybliżeniu ± 0,5 mm lub więcej), średnie [w przybliżeniu ± (0,05-0,5) mm], podwyższone [w przybliżeniu ± (0,005-0,05) mm ] i wysoka (około ± 0,005 mm lub mniej) dokładność.

Bezdotykowe wyłączniki krańcowe mogą posiadać różne stopnie zabezpieczenia przed wnikaniem ciał obcych oraz przedostawaniem się wody do wnętrza urządzenia. Charakterystyka stopnia ochrony czujników zbliżeniowych oraz klasyfikacja związana ze stopniem ochrony odpowiadają charakterystyce i klasyfikacji przyjętej w kraju i za granicą dla urządzeń elektrycznych i urządzeń elektrycznych o napięciu do 1000 V.

Charakterystyka techniczna wyłączników zbliżeniowych

Charakterystyka techniczna wyłączników drogowych bezdotykowych obejmuje charakterystyki precyzyjne (metrologiczne), prędkość obrotową, charakterystykę elektryczną, wymiary i masę gabarytową i montażową, nominalne i dopuszczalne warunki pracy, wskaźniki niezawodności, cenę itp.

Jedną z głównych cech wyłączników krańcowych bezdotykowych, która bezpośrednio wpływa na ich konstrukcję oraz szereg innych właściwości technicznych, jest geometryczne rozmieszczenie elementu sterującego względem powierzchni czułej podczas pracy... W przypadku wyłączników zbliżeniowych w płaszczyźnie, główną cechą jest luz roboczy — odległość między czułą powierzchnią przełącznika a elementem sterującym, na którym działa przełącznik. Główną cechą wyłącznika krańcowego jest maksymalna odległość oddziaływania, tj. maksymalna odległość między czułą powierzchnią przełącznika a elementem sterującym, przy której możliwa jest zmiana jego stanu przełączania. Główną cechą przełączników szczelinowych i pierścieniowych jest szerokość rowka i wewnętrzna średnica pierścienia odpowiednio tych przełączników.

Charakterystyki dokładności bezdotykowych wyłączników drogowych obejmują błąd podstawowy, błędy dodatkowe wynikające ze zmian temperatury otoczenia i zmian napięcia zasilania oraz maksymalny błąd całkowity. Charakterystyki dokładności bezdotykowych wyłączników drogowych obejmują również różnicową drogę, tj. różnica między współrzędną punktu uruchomienia bezdotykowego skoku przełącznika a współrzędną punktu jego rozłączenia, gdy element sterujący jest przesuwany w przeciwnym kierunku.

Szybkość (czas odpowiedzi) wyłącznika zbliżeniowego — jest to czas pomiędzy momentem ustalenia współrzędnej roboczej a momentem osiągnięcia stacjonarnej wartości napięcia na wyjściu wyłącznika krańcowego bezdotykowego.Znając wielkość prędkości bezdotykowego zwrotnicy drogowej możliwe jest wyznaczenie błędów dynamicznych w działaniu bezdotykowych zwrotnic drogowych przy zmianie prędkości ruchu elementu sterującego.

Charakterystyki elektryczne łączników zbliżeniowych obejmują wymagane parametry zasilania (zasilania) oraz charakterystykę obciążenia. Parametry sieci zasilającej obejmują: rodzaj prądu (stały, przemienny), napięcie zasilania i jego dopuszczalne odchyłki, poziom tętnień, moc pobieraną przez wyłącznik zbliżeniowy lub pobór prądu, częstotliwość sieci (dla prądu przemiennego). Charakterystyka obciążenia bezdotykowych wyłączników krańcowych zależy od rodzaju obciążenia (przekaźnik, układ scalony itp.). napięcie wyjściowe, moc lub prąd pobierany z obciążenia.

Wskaźnikami niezawodności i trwałości wyłączników krańcowych bezdotykowych są przede wszystkim: prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy przez określony czas eksploatacji lub określoną liczbę zadziałań oraz żywotność wyłącznika krańcowego bezdotykowego.

Do najważniejszych parametrów należy zaliczyć również wymiary gabarytowe i montażowe bezdotykowych wyłączników ruchu.

Wymagania dotyczące wyłączników zbliżeniowych

Jednym z najważniejszych wymagań stawianych wyłącznikom krańcowym jest wymóg wysokiej niezawodności ich działania. W porównaniu z innymi urządzeniami elektrycznymi, w tym elektronicznymi, wyłączniki krańcowe pracują w najtrudniejszych warunkach, ponieważ znajdują się bezpośrednio w obszarach roboczych maszyn technologicznych, gdzie występuje szeroki zakres temperatur, wibracji i wstrząsów, silnych pól elektromagnetycznych, zanieczyszczeń pochodzących od chipsy i różne płyny są możliwe.

Wyłączniki krańcowe mogą być wymagane do działania przy wysokich częstotliwościach roboczych przy dużych prędkościach ruchu elementów sterujących.

Dane techniczne stykowych wyłączników krańcowych nie zawsze pozwalają na spełnienie wymagań. Jest to szczególnie charakterystyczne dla zautomatyzowanych urządzeń procesowych ze złożonym wyposażeniem elektrycznym zawierającym dużą liczbę stykowe wyłączniki krańcowetakich jak automatyczne linie maszynowe, górne przenośniki pchające i inne rozgałęzione systemy transportowe, sprzęt odlewniczy i metalurgiczny itp. Dotyczy to również sprzętu ciężkiego o dużej liczbie operacji w jednostce czasu, takiego jak sprzęt kuźniczy i prasa.

W wielu z powyższych przypadków przy zastosowaniu stykowych wyłączników krańcowych nie jest możliwe zapewnienie zadowalającej niezawodności działania zautomatyzowanych urządzeń technologicznych, a ponadto wyłączniki te wymagają okresowej wymiany na pracującym sprzęcie ze względu na ich krótką żywotność w w stosunku do całkowitej liczby operacji.

Z reguły łączniki zbliżeniowe są wysoce niezawodne, zdolne do pracy z dużą częstotliwością operacji i mają długą żywotność w odniesieniu do całkowitej liczby operacji. Ważną zaletą bezdotykowych wyłączników ruchu jest to, że ich niezawodność (prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy przez określony czas) jest praktycznie niezależna od częstotliwości operacji.

Zwiększenie niezawodności sprzętu podczas korzystania z bezstykowych wyłączników drogowych jest również ułatwione przez fakt, że bezdotykowe wyłączniki drogowe można włączać tylko w razie potrzeby.W przypadku zastosowania wyłączników krańcowych styków, przełączenie styków następuje przy każdym naciśnięciu krzywki, niezależnie od tego, czy styki te są podłączone do obwodu elektrycznego, czy też nie.

Niektóre wymagania dotyczące przełączników zbliżeniowych wynikają również z warunków pracy.

Główne warunki środowiskowe, które należy wziąć pod uwagę, to zwykle napięcie zasilania prądem zmiennym i temperatura otoczenia. Bezdotykowe wyłączniki krańcowe w określonych granicach zmian warunków zewnętrznych muszą zachować sprawność i wymaganą dokładność. Na działanie wyłączników nie powinna mieć istotnego wpływu wilgotność otaczającego powietrza, jak również wysokość nad poziomem morza w granicach przyjętych dla wyłączników krańcowych.

Wymagania stawiane zwykle wyłącznikom krańcowym bezdotykowym to możliwość zajmowania dowolnej pozycji roboczej w przestrzeni oraz brak wpływu materiału podłoża, na którym są instalowane oraz metalowych korpusów stykających się z korpusem wyłącznika bezdotykowego. podróż. Na działanie czujników zbliżeniowych nie mogą wpływać wibracje i wstrząsy, a także wnikanie oleju, emulsji, wody, kurzu.

Najwyższa częstotliwość zadziałań bezdotykowych wyłączników krańcowych stosowanych jako przekaźnik elektromagnetyczny obciążenia może sięgać praktycznie 120 operacji na minutę. Jeżeli jako obciążenie wyłączników zbliżeniowych stosowane są urządzenia elektroniczne, wówczas częstotliwość pracy układu może być znacznie wyższa.

Przełączniki zbliżeniowe generatora

Zasada działania bezdotykowych wyłączników jazdy generatora opiera się na zmianach parametrów obwodu oscylacyjnego generatora pod wpływem czynników zewnętrznych. Takim zmiennym parametrem, który zamienia ruch elementu sterującego na zmienny sygnał elektryczny, jest zwykle indukcyjność lub pojemność obwodu oscylacyjnego lub wzajemna indukcyjność między cewkami obwodu. W bezdotykowych wyłącznikach krańcowych z generatorem indukcyjnym typu końcowego element sterujący, którym jest płytka przewodząca, przy zbliżeniu wprowadza zakłócenie w polu elektromagnetycznym o wysokiej częstotliwości, wytwarzanym przez cewkę indukcyjną obwodu oscylatora.

W tym samym czasie w elemencie obsługowym prądy wirowetworząc własne pole elektromagnetyczne. Pole elektromagnetyczne prądy wirowe mają przeciwny wpływ na cewkę przekształtnika, powodując w niej zmiany rezystancji czynnej i biernej, a co za tym idzie zmianę częstotliwości i amplitudy sygnału wyjściowego oscylatora od wartości początkowych odpowiadających znacznej odległości element sterujący do wartości tych parametrów odpowiadających tej pozycji elementu sterującego, w której następuje nagła zmiana stanu, urządzenie progowe. Ta zmiana sygnału wyjściowego oscylatora jest ostatecznie wykrywana przez napęd.

Sygnałem wyjściowym oscylatora jest fluktuacja napięcia o częstotliwości kilkuset kiloherców. Na wyjściu urządzenia progowego sygnał ten musi dotrzeć jednobiegunowo. Dlatego prostownik jest podłączony między generatorem a urządzeniem progowym.

Przełączniki zbliżeniowe BVK-24

Powszechne gniazdowe łączniki zbliżeniowe ze wzmacniaczami tranzystorowymi pracującymi w trybie generatora. na ryc. 1 i pokazuje widok ogólny przełącznika typu BVK-24. Jego obwód magnetyczny, umieszczony w skrzynce 4, składa się z dwóch rdzeni ferrytowych 1 i 2, pomiędzy którymi znajduje się szczelina powietrzna o szerokości 5-6 mm. W rdzeniu 1 znajduje się uzwojenie pierwotne wk i uzwojenie dodatniego sprzężenia zwrotnego wp.c, w rdzeniu 2 uzwojenie ujemnego sprzężenia zwrotnego wо.s. Taki obwód magnetyczny eliminuje wpływ zewnętrznych pól magnetycznych. Cewki sprzężenia zwrotnego są połączone szeregowo - naprzeciw. Jako element przełączający zastosowano aluminiowy płatek (płytkę) 3 o grubości do 3 mm, który można wsunąć w szczelinę (w szczelinie powietrznej) układu magnetycznego czujnika.

Bezkontaktowy wyłącznik ruchu BVK -24: a — widok ogólny; b — schemat elektryczny

Jeśli płatek znajduje się poza rdzeniem, wówczas różnica między napięciami indukowanymi w uzwojeniach wpc i wo.c będzie dodatnia, tranzystor VT1 jest zamknięty, a generowanie stałych oscylacji w obwodzie wc — C3 (ryc. 1, b ) nie występuje. Kiedy płatek jest wprowadzany do gniazda czujnika, połączenie między cewkami wk i wо.c jest osłabiane (dlatego płatek jest również nazywany ekranem), do podstawy tranzystora VT1 przykładane jest napięcie ujemne i otwiera się. W obwodzie wk — C3 jest generowane i prąd przemienny, który indukuje pole elektromagnetyczne w cewce wp.c w obwodzie głównym tranzystora. W obwodzie bazowym tranzystora VT1 wykrywana jest zmienna składowa prądu podstawowego. Tranzystor otwiera się, powodując zadziałanie przekaźnika K

Aby ustabilizować działanie tranzystora przy wahaniach temperatury i napięcia, stosuje się nieliniowy dzielnik napięcia, składający się z elementu liniowego - R1, termistora półprzewodnikowego R2 i diody VD2.

Błąd odpowiedzi wynosi 1-1,3 mm. Napięcie zasilania przełącznika BVK-24 wynosi 24 V.

Schemat obwodu przełącznika bezdotykowego BVK

Schemat sekwencyjnego przełączania dwóch przełączników bezdotykowych BVK

Schemat połączenia równoległego dwóch przełączników bezdotykowych BVK

Przełączniki bezdotykowe KVD

Bezdotykowe wyłączniki krańcowe typu KVD przeznaczone są do przełączania elektrycznych obwodów sterowniczych i sygnalizacyjnych podczas automatyzacji różnych instalacji. Obwód zawiera oscylator i wyzwalacz tranzystorowy. Gdy metalowa płytka zostanie wprowadzona w szczelinę roboczą, następuje spadek współczynnika sprzężenia zwrotnego, powodując awarię generowania, przełączenie wyzwalacza i otwarcie normalnie zamkniętego tranzystora wyjściowego, który aktywuje przekaźnik lub element logiczny. Napięcie zasilania — 12 lub 24 V

Bezdotykowe wyłączniki krańcowe BTB

Przełączniki BTB przeznaczone są do przełączania obwodów sterowania za pomocą przekaźników lub elementów dopasowujących bezstykowe elementy logiczne. Przełączniki zmieniają stan przełączania (działanie) przy zbliżaniu się do czułego elementu elementu sterującego ze stali konstrukcyjnej. Przełączniki działają na zasadzie sterowanego generatora, przełączenie następuje w momencie zbliżenia się do czułego elementu sterowanej części lub elementu sterującego wykonanego ze stali konstrukcyjnej.

Wszystkie wyłączniki wyposażone są w układy zabezpieczające przed odwrotną polaryzacją napięcia zasilającego oraz przepięciami przy wyłączaniu obciążeń indukcyjnych. Przełączniki BTP 103-24, BTP 211-24-01 i BTP 301-24, oprócz powyższych schematów zabezpieczeń, wyposażone są w układ zabezpieczający przed przeciążenie i zwarcie w łańcuchu towarowym. Napięcie zasilania przełączników BTB — 24 V.