Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Почти всички автоматизирани системи съдържат устройство като ограничител, който е отговорен за изключването им, когато движещата се част достигне определена точка. В системите за управление на осветлението крайните изключватели се използват като сензори. Когато се появят програмирани обстоятелства, те формират сигнал.

Ще разкажем всичко за функционалното предназначение и видовете терминални устройства за изключване. Представената от нас статия описва проверените на практика електрически схеми, изброени са правилата за свързване. Дадени са особеностите на маркировката, дадени са съвети за избор.

Какво представляват крайните ключове?

Ключове, крайни изключватели - електрически устройства, предназначени за отваряне и затваряне на работната верига. Те са монтирани върху движещи се механизми, за да ограничат движението им в рамките на дадените граници. Функциите, които изпълняват тези устройства, са идентични на стандартния превключвател.

Запълването на крайните изключватели е затворено в здрав корпус, най-често метал. Всичките му елементи са оптимизирани за лесно закрепване и лесна ориентация в пространството.

Светлите светодиоди с различни цветове ви позволяват да контролирате захранването и реакцията на сензора. Два чифта контакти, най-често присъстващи в ключа, позволяват да се следи състоянието на връзката.

Ако при затворена двойка предаването на сигнала не последва връщането на сигнала, това показва повреда на кабела, водеща до превключване. След задействането на сензора е възможно да се използва контактна двойка с отворен край за предаване на сигнала.

Чувствителните сензори са в основата на системите за защита от течове. При откриване на водата, за която се предвижда да бъдат открити, устройствата не само сигнализират за появата на аварийна ситуация в звуков и цветен режим, но също така блокират работата на системите, през които се транспортира водата.

Класификация на действията

Има три основни групи крайни изключватели: механични, безконтактни, магнитни. Основната функция на всички тези устройства е автоматично да изключи работния механизъм, когато достигне зададената позиция чрез движещата се част. Тези ключове служат не само за отваряне на веригата, но и за свързване.

Работата на веригата в терминалните сензори се координира по два начина: чрез директно действие върху движещите се контакти и чрез позиционно управление на тях. В първия случай те се наричат контактни, във втория - безконтактни. Пример за ограничители на контактите са сензорите, които отговарят за затваряне на вратите на автомобила.

На снимката е показан дизайнът на крайния ключ на пътуващия тип. Неговите основни компоненти са: капак (1), основа (2), контакти (3), валяк (4), лост (5), уплътнителна лента (6), олово в (7)

Сензори от този тип могат не само да включват и изключват механизмите, но и да определят позицията на обекта на управление. Те включват поплавъци и сензори, които определят нивото на горивото. Сигналът за тяхното задействане е промяната в съпротивлението, съответстващо на определено ниво на течност.

Минусови контактни сензори в присъствието на механични движещи се части, относително кратък експлоатационен живот поради неефективна защита от влага и прах. Предимството е прост дизайн, монтаж и експлоатация. Значително защитени от външни въздействия безконтактни ключове. По-дълъг е техният ресурс.

Механични крайни изключватели

Управлението на крайни изключватели от този тип е ролково или лостче. Те се задействат веднага щом контролният механизъм под формата на колело, бутон или лост претърпи механичен ефект.

Когато това се случи, позицията на контактите се променя - те могат да се затворят или отворят. Процесът е придружен от сигнал - контрол или предупреждение.

Най-често крайните ключове имат два контакта - отворени и затворени. Има единични крайни устройства, но те са рядкост. Във всеки случай, контактите са в случай на всеки, а работната диаграма с техните номера е изобразена на панела.

Конструкцията на валяка VK се осигурява чрез натискане на задвижващия механизъм на бутона под формата на малък прът. Тъй като е свързан с динамични контакти, то в момента на контакта се отваря захранващата верига.

Разликата между превключвателите на лоста е, че техните движещи се контакти са свързани с малък лост през прът или чрез прът. Действието се извършва, когато задвижващият механизъм натиска този лост.

На снимката е показан механичен краен микропревключвател KW4-3Z-3 с притискаща плоча. Тя се различава от стандартния ход на работния елемент. Приложете го в CNC машини, 3D принтери

В допълнение към стандартните устройства с ограничение има и микропревключватели. Те работят на същия принцип, но тяхното регулиране по време на монтажа изисква по-голяма точност поради малкия ход. За да се увеличи работният удар, те прибягват до такъв метод като включването на междинен елемент в схемата - лост с валяк.

Приложете такъв тип комутатори, както в производството, така и у дома. Дизайнът на асансьора използва голям брой KU.

Сред тях е превключвател под формата на сензор, който ограничава минималната и максималната височина на повдигане, показвайки счупване на кабела, даващ сигнал за отваряне на вратата и извършване на много други действия. На вратите в много апартаменти има микропревключватели, които включват светлината в стаята, когато се отвори.

В автомобилите такива механични крайни сензори включват сигнални и осветителни схеми. Тяхната характеристика е наличието на един вход с положителен потенциал, свързан с него. Тялото е отрицателен терминал, притиснат към метален елемент на каросерията на колата, без боя.

С масата на автомобила този елемент е свързан чрез кабел. Основното условие е превключвателят да не е в контакт с мокра повърхност. Свържете крайните сензори, когато инсталирате автомобилната аларма, като използвате схемата. Техните изходи могат да се монтират както на вратите, така и в кабината на осветителните устройства.

За да включите, когато вратата се отвори и изключите, когато е затворена, направете кратко до положително. При наличието на таванно осветление на кабината и вратите се използва ограничителен блок, който изпълнява различни функции. В резултат на активирането на блока важни сензори се блокират при опит за отваряне на брави.

Характеристики на безконтактни крайни изключватели

Един от видовете крайни изключватели е тяхната безконтактна модификация (BVK). Комуникацията на инструмента е настроена да се задейства, когато определен обект влезе в зоната за чувствителност.

Тези крайни превключватели се приспособяват към определен материал и определен размер. Веднага след като обект с такива параметри попадне в чувствителната зона, амплитудата на трептенията на генератора се трансформира.

В самото устройство няма движещи се части, тъй като няма механичен контакт между обекта на удара и превключващия елемент, конфигуриран върху него.

BVK се състои от следните части:

  • чувствителен елемент;
  • клавиш за захранване;
  • компонент, анализиращ сигнала.

Разстоянието, на което устройството започва да действа, се определя въз основа на модификацията на сензора и изискванията на процеса. Изключването на движещи се и триещи се елементи от него значително увеличава надеждността на тези устройства.

Безконтактните сензори или, както се наричат, приближенията имат широка функционалност. Има две категории - превключватели и позиционни сензори.

Първата задача на IOO е да открие позицията на обекта. В допълнение, сензорът извършва отчитане, позициониране, разделяне, сортиране на обекти. Той може да контролира скоростта, движението, да изчисли ъгъла на въртене, да коригира наклона и да извърши много други действия.

Вкъщи, безконтактните превключватели в момента се използват главно в организацията на контрола на осветлението. Въпреки това, в областта на подреждането на системите за „умен дом“, той има много по-голям обхват на приложение и много повече перспективи.

Чувствителни устройства се използват в промишлеността, в транспортната индустрия, като елемент на автоматизацията, в рафинирането на нефт. Съгласно принципа за откриване на приближаващи се предмети се различават индуктивни, капацитивни, оптични и ултразвукови.

Индуктивни сензори за близост

Те са настроени към метални и аморфни материали. Сред тези, които реагират на метала, има магнитни, феромагнитни опции. Вътре в сензора има сърцевина - метална или магнитна.

Превключвателят може да се захранва с голямо отклонение в стойностите на напрежението - от 10 V при постоянен ток, редуващи се от 264 V. Изходният сигнал възниква при 0.2 A при постоянен ток и 0.5 A при променлив ток.

Ако се опише по-подробно конструкцията на такъв сензор, тя се състои от преобразувател, съдържащ медна намотка, разположена във феритна чаша. Неговите функции включват пренасочване на вектора на електромагнитни линии към предната част на ключа.

Осцилаторът във веригата може да бъде или с фиксирано отрицателно съпротивление, или с друг тип. Линиите на магнитното поле са ориентирани перпендикулярно на посоката на течението, протичащо през завоите на намагнитената сърцевина.

Променливото силово поле се причинява от променливото напрежение на входовете на сърцевината. Следващият важен възел е сигнализаторът, който създава хистерезиса и обхвата на управляващия сигнал. Той включва детектор с контролирано задействане.

Диаграмата показва превключвател за индуктивно движение в действие. Основният му елемент е индуктивна бобина, работеща от генератор.

Ключът към действието на прекъсвача на индукционния лимит е промените, които възникват при приближаване или премахване на обект. Щом прагът на напрежението надвиши допустимата стойност, сензорът се задейства чрез свързване на спусъка, който отваря ключа.

Капацитивни безконтактни крайни изключватели

След появата на обекта се стартира веригата на вибратора на капацитивното устройство, задават се времевите параметри. Тъй като обектът се приближава към сензора, капацитетът на последния се увеличава и честотата, произведена от мултивибратора, намалява.

Веднага след превишаването на прага на честотата, устройството ще се изключи. Според този принцип, много модели на датчици за движение, които се изключват и включват лампите, когато обектът е открит в зоната на чувствителност, действа.

Структурната схема на капацитивния датчик е подобна на индуктивно устройство: в двата модела има генератор и детектор.

Принципът на работа на кондензаторния тип ремарке се базира на промяна в капацитета на приемния елемент - кондензатор. В такива сензори, превключването започва, когато диелектричните и металните обекти навлизат в полето им.

В допълнение към генератора, генериращ електрическото поле, в неговия дизайн са включени такива основни части като демодулатор. Той действа като преобразувател на амплитудата на високочестотните колебания с едновременна промяна на напрежението. Следващият важен компонент е спусъкът, отговорен за определено ниво на сигнала, превключване и зависимост от хистерезис.

За да се увеличи входния сигнал до зададената стойност, усилвателят се включва в капацитивния комутационен кръг. Светодиодният индикатор е отговорен за контролиране на настройката и работата на устройството.

Елемент като съединение защитава ключа от влага и твърди частици. Пластмасовото или месинговото тяло предпазва всичко от него от механични повреди. Комплектът включва и скрепителни елементи.

Комутационният елемент в това устройство е разположен на кондензатор и е плоча, която взаимодейства с вибратор. Ролята на праговия елемент изпълнява сравнение, свързано към вибратора. Последният от своя страна е свързан с преобразувател на честота и напрежение.

Капацитивните крайни ключове отговарят на твърди материали, прахообразни, течни, както проводими, така и непроводими

Разликата между капацитивните и индуктивните модели е в това, че те са първите, които реагират на промени във влажността и плътността на въздуха. Последните са нечувствителни към такива ефекти.

Устройство на ултразвукови превключватели

Конструкцията на ултразвуковите крайни превключватели осигурява наличието на кварцови звукови излъчватели, формиращи импулсни вълни с дължина от 100 - 500 kNts, и приемник, чиито настройки съответстват на определена честота.

Когато амплитудата на звуковите вълни се промени в резултат на маневрирането на движещ се обект, микропревключвателят BVK улавя нови стойности и контролира изходните сигнали въз основа на това.

Принципът на действие на ултразвуковите сензори се основава на промяната във времето, през което звуковата вълна се движи от сензора към наблюдавания обект. Разстоянието на откриване на такива устройства е доста голямо - до 10 м. Голямото им предимство е, че могат да открият обект с всякаква форма и цвят, отразяващ звук.

Работата на този ултразвуков сензор се основава на прост принцип: веднага щом един от краката му получи сигнал, другият получава импулс с дължина, равна на разстоянието до обекта.

Такива сензори се използват за откриване на обекти с плоска повърхност, която заема перпендикулярна позиция по отношение на средната линия на откриване.

Неточностите в работата им могат да причинят:

  1. Внезапни въздушни течения с висока мощност, които усилват или отслабват вълната.
  2. Рязка промяна в температурата. С голямо количество топлина, излъчвано от обекта, скоростта на разпространените вълни се променя.
  3. Отклонението от вертикалата на ъгъла между хоризонталната равнина на обекта и оста на сензора. Ако тази грешка надвиши 10⁰, сензорът не работи.
  4. Ъгловата форма на обекта. В този случай идентифицирането му е много трудно.

Колебанията се разпространяват в твърда, газообразна, течна среда и скоростта зависи от съответните параметри. Ултразвуковите сензори нямат движещи се части, така че няма връзка между броя на циклите и експлоатационния живот на устройството. Те се характеризират с повишена устойчивост на удари от всякакъв вид отвън.

Оптични устройства за близост

BKV на този тип обекти за контрол, както блокиране на радиацията, така и неговото отразяване. Когато обект влезе в пространството между превключвателя и източника на светлина, сензорът прекъсва светлинния поток. Елементът, отговорен за това действие, може да бъде реле или полупроводник. Радиусът на отговор се простира до 150 m.

Това е снимка на оптичен тип краен сензор. Определя позициите на екстремните точки на движение на движещи се части в 3D принтери, машини с ЦПУ

Сензорите за близост работят в широк температурен диапазон - от -60 до + 150⁰С. Те издържат на налягане от около 500 атм, могат да се експлоатират в агресивна среда и дори в условия на повишена експлозивност.

Магнитни крайни разновидности

Този тип превключватели, които иначе се наричат поплавъчни превключватели или тръбни превключватели, постепенно замества механичните модели. Техните контакти променят позицията си, когато са на известно разстояние от магнита. В този случай към управляващата верига се изпраща сигнал.

В релето има един или два контакта, направени от специален материал - феромагнетик. Магнитният ограничител е малък. Поставете го в случай на пластмаса или стъкло, а в електрическата верига е монтирана в нейната междина.

Контактите в този превключвател са отворени, затворени, превключваеми. При устройства от първи тип контактът се затваря при задействане. Нормално затворените контакти се отварят при сходни обстоятелства, а комутируемите се държат в зависимост от ситуацията.

Изборът на модел зависи от конкретните обстоятелства. В конструкцията на плъзгащите се врати се използват тръстикови превключватели. С тяхна помощ конструкцията се спира, когато достигне крайното си положение при отваряне или затваряне.

Някои плаващи модели се използват като част от алармената система на входа на къщата. Когато вратата е затворена, веригата е затворена поради магнитното поле на ключа. Отварянето на вратата предизвиква движението на магнита и отварянето на контакта, което води до стартиране на алармата.

При монтажа на магнитите се отчита тяхната полярност. Ако са инсталирани неправилно, те няма да изпълняват възложените им функции.

Фактът, че няма механичен контакт в тази структура е неговото достойнство, което повишава дълголетието. Те се отличават с най-простата структура, базирана на взаимодействието на магнитно контролирани контакти с конвенционален магнит.

Правила и особености на връзката

Въпреки че самите крайни ключове са доста прости, те се използват в оборудване със сложни електрически вериги. Следовательно, их подключение должно осуществляться специалистами и строго по принципиальным схемам, основываясь на особенностях техники.

Рассмотрим пример подключения простого механического переключателя в 3D принтере. Это нужно для того, чтобы задать крайние координаты для его каретки. У подключаемого концевика в наличии 3 контакта - COM, NO, NC. При разомкнутом состоянии датчика первый и последний контакт пребывают под напряжением +5V. Второй контакт (NO) заземлен.

На схеме контакты COM (1) и NО (2) находятся в замкнутом состоянии, а COM и NC (3) разомкнуты. При достижении кареткой принтера крайней позиции контакты COM и NC соединяются и происходит ее отскок на 2 мм

Подключают датчик с помощью двух проводов - красного и черного цвета. Когда прибор срабатывает, должен раздаться типичный щелчок. Индикаторный выключатель подключают по той же схеме, но есть у него и третий провод - зеленый.

О его срабатывании сигнализирует загоревшийся светодиод и щелчок. У его разъемов на плате есть обозначения: для красного провода V (+5 В), для черного - G (земля), для зеленого - S (сигнал).

Такими же буквами обозначены разъемы и у оптического выключателя. Он более точно будет контролировать работу каретки, но может давать сбои при запыленности и солнечном свете. Срабатывание оптической пары сопровождается включением светоизлучающего диода и происходит совершенно бесшумно.

Концевые выключатели широко применяют мебельщики, устанавливая их в шкафах-купе. Подключение выполняют по инструкции, прилагаемой к каждой модели. На схеме указывают место крепления пластиковой конструкции с клавишей. Для средней двери установить ее нужно так, чтобы она не являлась помехой для корректного передвижения другой двери секции по направляющим.

На схемах изображен порядок подключения концевиков для дверей раздвижных в шкафах-купе (вариант б) и для распашных (вариант а)

В случае установки концевого выключателя для распашной двери, его фиксируют при помощи саморезов внутри шкафа. В закрытом состоянии дверь прижимает кнопку, размыкает цепь и освещение не работает. В открытом - дверь отпускает кнопку и включается освещение.

Маркировка концевых выключателей

Каждое из этих коммутирующих устройств имеет соответствующую маркировку. Расшифровав ее, можно получить все сведения о конкретной модели концевого выключателя. Если на нем есть запись ВУ222М, то она обозначает, что перед вами выключатель концевой серии ВУ222. Подвижный элемент - рычаг модернизированный.

На этой структурной схеме продемонстрировано условное обозначение концевого выключателя, предназначенного для функционирования в управляющих цепях, работающих от переменного и постоянного тока с максимальным напряжением 660В

Подробно расшифруем для примера маркировку выключателя ВП 15М4221-54У2. Он оснащен одним подвижным действующим элементом серии 15. Имеет один замыкающий контакт и один размыкающий, оснащенный толкателем с роликом.

Уровень защиты - IP54 со стороны привода, «У» обозначает климатическое исполнение, а цифра 2 - категорию размещения. Изделие соответствует ТУ У 31.2-25019584-005-2004.

Лидирующие в сегменте производители

Выпускают такие датчики многие фирмы. В их ряду есть признанные лидеры. Среди них немецкая компания Sick, как основной производитель подобной продукции высокого качества. Компания Autonics поставляет на рынок концевые бесконтактные выключатели индуктивного и емкостного типов.

Бесконтактные датчики высокого качества выпускает российская компания «ТЕКО». Они отличаются сверхвысокой герметичностью (IP 68). Работают эти концевики в самых опасных средах, включая взрывоопасные, доступны разные методы монтажа.

Популярностью пользуются конечные выключатели украинского производителя «Промфактор». Здесь выпускают выключатели и переключатели концевые ВП, ПП, ВУ. Гарантия, при условии соблюдения всех эксплуатационных правил, составляет 3 года.

Заключения и полезно видео по темата

Видео №1. Популярно о концевом выключателе:

Видео №2. Установка КВ на самодельный станок с ЧПУ:

Назначение концевых выключателей может быть самым разным. Применяют их как и в сложных промышленных системах, так и в быту для повышения нашего комфорта. Главное, их подключение к электрической схеме нужно выполнять только после полного снятия напряжения.

Моля, напишете коментарите в полето по-долу. Возможно, вы поделитесь информацией, которая будет полезна посетителям сайта. Оставляйте посты с рекомендациями, публикуйте фото по теме, задавайте вопросы.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Електротехник