Kontaktu un bezkontakta ceļojumu slēdžu salīdzinājums

Rūpnieciskajā automatizācijā ķēdes tiek plaši izmantotas braukšanas (pozīcijas) slēdži un slēdži vairākas konstrukcijas, kas paredzētas dažādu ražošanas mehānismu stāvokļa kontrolei un balstās uz šo mehānismu kustības pārveidošanu elektriskajā signālā.

Pozīciju slēdžus var izmantot arī citu funkciju veikšanai, nevis ražošanas mehānismu pozīcijas kontrolei, piemēram, griešanās leņķa, līmeņa, svara spiediena kontrolei utt.

Virzienu slēdži ir ierīces ar diskrētu darbību, kas darbojas pēc palielināšanas principa, tas ir, reaģē tikai uz vadāmā mehānisma stāvokļa izmaiņām. Veida slēdžu izejas signāls ir neviennozīmīga mehānisma kustības funkcija no noteiktā sākuma stāvokļa.

Ceļu pārmiju veidi

Atkarībā no pozīcijas pārslēgšanas principiem pārslēgšanas metodi iedala:

• mehānisks kontakts, kas izveidots ar komutācijas kontaktiem un kontaktjutīgiem elementiem;

• statiskais kontakts (magnētiskais mehāniskais), kura jutīgais elements ir bezkontakta, un komutācijas elements ir kontakts;

• statiski bezkontakta, jutīgi un komutācijas elementi, no kuriem tiek izgatavoti bezkontakta elementi.

Mezgla "pārslēgšanas - apstāšanās" kontakta raksturā, tas ir, piedziņas elementa savienojuma (ieejas vadības signāla) ar jutīgo elementu kontakta raksturā šo mezglu sauc par mehānisku, bet bezkontakta - par statisku. .

Atkarībā no konstrukcijas slēdžus var kombinēt vai atdalīt. Pirmajā gadījumā jutīgie un komutācijas elementi tiek ievietoti vienā korpusā un tiek strukturāli izpildīti kopumā. Otrajā jutīgais elements var atrasties vairāku desmitu un simtu metru attālumā no slēdža.

Ceļa slēdža magnētiskā lauka izkropļojumu panāk, mainot parametrus magnētiskā ķēde jutīgs elements. Mainīgi parametri var būt arī aktīvās virsmas laukums un gaisa spraugas lielums magnētiskā caurlaidība magnētiskā ķēde.

Šobrīd mehānisko kontaktu pozīciju slēdžu pielietojuma joma rūpnieciskajā automatikā sašaurinās, un rodas jautājums par šāda veida pozīciju slēdžu nederīgumu automātiskās vadības sistēmu būvniecībai.

Pēdējo izraisa šādi faktori:

1. Slēdžu-stop mezgla konstrukcijas sarežģītība, kas saistīta ar prasību stingrību attiecībā uz vairāku parametru pieļaujamo svārstību robežām, kas rada ievērojamas grūtības tā ražošanā un regulēšanā.

2. Šīs ierīces precizitātes raksturlielumu relatīvi augsta kritiskuma ietekme uz destabilizējošu faktoru ietekmi (kontaktu virsmu nodilums, stiprinājumu vaļīgums, kustīgo elementu novirze utt.).

Vairākus mehānismu dizaina risinājumus vispār nevar realizēt, pamatojoties uz mehāniskiem kontaktu slēdžiem. Tajos ietilpst mehānismi, kuriem nepieciešams augsts pieļaujamais kustības slēdžu ātruma un frekvences līmenis.

Ja nepieciešamo ceļa pārmijas darbības ātrumu var samazināt mehānisma papildu kinemātisko saišu dēļ, kas, cita starpā, pasliktina vadības sistēmas kvalitātes raksturlielumus (jo īpaši precizitātes parametrus), tad pieļaujamā darbības frekvence ( izšķirtspēju) nevar palielināt strukturālu komplikāciju dēļ.

Skatīt arī: Gala slēdžu un slēdžu uzstādīšana

Kāds šajā gadījumā ir pamats pozīcijas pārslēgšanas mehāniskā kontakta principa plašai izmantošanai? Atbilde uz šo jautājumu jāmeklē divos aspektos: esošajos automātisko vadības sistēmu uzbūves principos un kontaktceļu slēdža ķēdes priekšrocībās.

Kontaktu ceļa slēdžu priekšrocības

Mehāniskajiem kontaktu slēdžiem, kas parasti tiek realizēti ar vairāku ķēžu izeju, ir šādas priekšrocības:

• augsts pārslēgšanas koeficients;

• augsta īpatnējā vadības jauda (iekļautās jaudas attiecība pret kopējiem izmēriem);

• universālums, tas ir, iespēja pārslēgt gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas ķēdes;

• liels iekļauto spriegumu klāsts;

• niecīgs iekšējais enerģijas patēriņš (maza kontaktu pārejas pretestības vērtība slēgtā stāvoklī);

• zema darbības precizitātes un stabilitātes atkarība no kontrolētās jaudas izmaiņām.

Kontaktu ceļa slēdžu trūkumi

Šo ierīču mehāniskā kontakta princips bieži vien neļauj izpildīt paaugstinātās prasības attiecībā uz automatizācijas sistēmu uzticamību, izturību un precizitāti. Turklāt mehāniskie kontaktu slēdži ir ļoti jutīgi pret dažādu klimatisko faktoru ietekmi (īpaši zemā temperatūrā).

Mehāniskajiem kontaktu slēdžiem ir raksturīgi ierobežoti pieļaujamie pārslēgšanas pieturas maksimālā un minimālā kustības ātruma līmeņi, kas ir diapazonā no 0,3 līdz 30 m / min, un, palielinot pārslēgšanas pieturas ātrumu virs pieļaujamā līmeņa, tiek panākts straujš samazinājums. ar slēdža mehānisko izturību.

Šādos slēdžos pārslēgšanas spēka darbības virziena pieļaujamās novirzes attiecībā pret sviras asi ir ļoti mazas, un to pārsniegšana izraisa mehāniskus bojājumus, īpaši slēdžos ar priekšējo vilkšanas stieni.

Lai iegūtu releja izejas raksturlielumus (vadības raksturlielumus), šādu slēdžu konstrukcijā ir paredzētas sprūda-atsperes ierīces. Nepieciešamā releja izejas raksturlielumu pakāpe tiek sasniegta uz ievērojamu slēdža ilgmūžības samazināšanos, ko izraisa lielie dinamiskie spriegumi, kas iedarbināšanas brīdī rodas sprūda.

Mehāniskajos momentkontaktu slēdžos izejas raksturlīknes histerēzes cilpas (gājiena diferenciāļa) platums sasniedz ievērojamu vērtību, kas ir pilnīgi nepieņemama vairākiem tehnoloģiskiem procesiem, jo ​​apstrādes cikla ilgums ir neproduktīvs.

Šo pārslēdzēju gājiena atšķirību samazināšana ir saistīta vai nu ar to konstrukcijas sarežģītības palielināšanu, vai ar to izmēru palielināšanu. Turklāt dažos gadījumos mehānisko kontaktu slēdžu iedarbināšanai ir nepieciešami ievērojami mehāniski spēki.

Tuvuma slēdžu priekšrocības un trūkumi

Iepriekš minētie apstākļi rada nepieciešamību izstrādāt ierīces, kurām nav minēto trūkumu un kas tajā pašā laikā spēj veikt līdzīgas funkcijas. Šādas ierīces ir tuvuma slēdži, kuras priekšrocības ietver:

• ievērojama izturība ar augstu uzticamību un augstu pieļaujamo darbības frekvenci;

• nav nepieciešama mehāniska piepūle iedarbināšanas laikā, zema jutība pret vibrācijām, paātrinājumu utt.;

• nenozīmīga parametru jutība pret izmaiņām salīdzinoši plašā ārējo apstākļu diapazonā;

• operatīvo dienestu apstākļu uzlabošana.

Tā kā tuvuma slēdža atgriezeniskās saites līmenis ir zems, tiek panākta ievērojama apturēšanas slēdža konstrukcijas vienkāršošana, vienlaikus saglabājot augstu precizitātes raksturlielumu stabilitāti laika gaitā. Turklāt elektrisko un mehānisko kontaktu trūkums nodrošina šo ierīču ugunsdrošību un sprādzienbīstamību, kas ievērojami paplašina to iespējamās pielietošanas jomu.

Viens no būtiskākajiem bezkontakta gala slēdžu trūkumiem ir daudzu konstrukcijas modifikāciju ieviešanas sarežģītība, kas ir viegli īstenojama mehāniskajos kontakta gala slēdžos.

Tuvuma slēdža ierīce

Parametru tipa statisko bezkontakta ceļa slēdžu darbības princips ir balstīts uz jutīgā elementa radītā magnētiskā vai elektriskā lauka kropļojumu izmantošanu, kad tā zonā parādās virzošais elements, kā rezultātā rodas nelīdzsvarots stāvoklis. notiek slēdža elektriskajā ķēdē un tiek iedarbināta izvadierīce.

Statiskie tuvuma slēdži visbiežāk tiek izgatavoti ar vienu izejas ķēdi, un dažos slēdžos iedarbināšanu pavada signāla parādīšanās izejā (tiešā pārslēgšanas efekts), citos - pazušana (reversās pārslēgšanas efekts), kas ir līdzvērtīgs. attiecīgi mehānisko kontaktu ceļu aizvēršanas un atvēršanas kontaktiem.

Ja releja režīma tuvuma slēdža ķēdē ir pastiprinošs elements, sensora elementa izejas parametrs var būt nepārtrauktā funkcionālā atkarībā no kontrolētās kustības.

Pašlaik tiek izmantotas daudzas bezkontakta braukšanas slēdžu konstrukcijas modifikācijas, kas atšķiras pēc jutības līmeņa (darba spraugas izmēra), spraugas vai jutīgā elementa plaknes attiecībā pret montāžas plakni, virziena vadošie vadi, sensora elementa pakāpienu skaits (projektēšanai ar spraugām), spraugas dziļums, savienojošo vadu garums, barošanas sprieguma līmenis, aizsardzības veids pret vides ietekmi utt.

Bezkontakta kustības slēdžu izmantošanas iespējas nosaka to elektrisko un mehānisko raksturlielumu parametri.

Elektriskie parametri ietver:

• izejas signāla raksturs un izejas ķēžu skaits;
• patēriņš un izejas jauda;
• izejas signāla forma; pretestības un sprieguma pārslēgšanas koeficients (transformatora tipa slēdžiem);
• laika raksturlielumi (sprūda un atlaišanas laiki) un palaišanas biežums (izšķirtspēja);
• barošanas sprieguma līmeņi un forma, kā arī to noviržu pieļaujamās robežas.

Mehāniskās veiktspējas parametri ietver:

• jutība (darba spraugas lielums),
• izmēri un savienojuma izmēri;
• precizitātes raksturlielumi (lielākās un papildu kļūdas) un gājiena diferenciālis;
• uzstādīšanas raksturojums (pārslēgšanas bremžu veidi un to uzstādīšanas veids, atgriezeniskās saites līmenis, slēdža uzstādīšana un uzstādīšana);
• trokšņa aizsardzības līmenis.

Papildinformāciju par tuvuma slēdža ierīci un slēdžiem skatiet šeit: Bezkontakta sensori mehānismu novietojumam

Ivenskis Ju.N.Bezkontakta ceļojumu slēdži rūpnieciskajā automatizācijā