Wyłącznik krańcowy: co to jest, znakowanie + reguły połączeń

Prawie wszystkie zautomatyzowane systemy zawierają takie urządzenie jak wyłącznik krańcowy, który jest odpowiedzialny za ich wyłączenie, gdy ruchoma część osiągnie określony punkt. W systemach sterowania oświetleniem jako czujniki stosowane są wyłączniki krańcowe. Kiedy pojawiają się zaprogramowane okoliczności, tworzą one sygnał.

Powiemy Ci wszystko o celu funkcjonalnym i typach urządzeń zabezpieczających. W prezentowanym artykule opisaliśmy sprawdzone schematy okablowania, wymieniliśmy zasady połączeń. Podano funkcje oznaczania, podano wskazówki dotyczące wyboru.

Co to są wyłączniki krańcowe?

Wyłączniki krańcowe to urządzenia elektryczne zaprojektowane do otwierania i zamykania obwodu roboczego. Zamontuj je na ruchomych mechanizmach, aby ograniczyć ich ruch w określonych granicach. Funkcje wykonywane przez te urządzenia są identyczne jak w standardowym przełączniku.

Wypełnienie wyłączników krańcowych jest zamknięte w trwałej obudowie, najczęściej metalowej. Wszystkie jego elementy są zoptymalizowane pod kątem łatwego mocowania i orientacji w przestrzeni.

Jasne, różne kolory diod LED pozwalają kontrolować zasilanie i reakcję czujnika. Dwie pary kontaktów, najczęściej dostępne w zwiastunie, umożliwiają monitorowanie stanu jego połączenia.

Jeśli transmisja sygnału nie następuje po zamkniętej parze, nie wraca, oznacza to awarię kabla prowadzącego do przełącznika. Po wyzwoleniu czujnika możliwe jest użycie otwartej pary styków do przekazania sygnału.

Czułe czujniki są podstawą systemy ochrony przed wyciekiem. Po wykryciu wody, w celu zidentyfikowania, do czego są przeznaczone, urządzenia nie tylko sygnalizują sytuację alarmową w trybie dźwięku i koloru, ale także blokują działanie systemów, przez które woda jest transportowana.

Klasyfikacja funkcjonalna

Istnieją trzy główne grupy wyłączników krańcowych: mechaniczny, bezdotykowy, magnetyczny. Główną funkcją wszystkich tych urządzeń jest automatyczne odłączanie mechanizmu roboczego po osiągnięciu ustalonej pozycji przez jego ruchomą część. Przełączniki te służą nie tylko do otwarcia obwodu, ale także do podłączenia go.

Działanie obwodu w czujnikach końcowych jest koordynowane na dwa sposoby: poprzez bezpośrednie oddziaływanie na ruchome styki i ich pozycjonowanie. W pierwszym przypadku są one nazywane kontaktem, w drugim - bez kontaktu. Przykładem kontaktowych wyłączników krańcowych są czujniki odpowiedzialne za zamykanie drzwi samochodowych.

Zdjęcie pokazuje projekt typu limitu wyłącznika krańcowego. Jego głównymi elementami są: pokrywa (1), podstawa (2), styki (3), rolka (4), dźwignia (5), listwa uszczelniająca (6), wejście drutu (7)

Czujniki tego typu mogą nie tylko włączać i wyłączać mechanizmy, ale także ustawiać pozycję przedmiotu kontroli. Należą do nich przełączniki pływakowea także czujniki poziomu paliwa. Sygnałem ich działania jest zmiana rezystancji odpowiadająca pewnemu poziomowi cieczy.

Minus czujniki kontaktowe w obecności mechanicznych części ruchomych, stosunkowo krótki okres użytkowania z powodu nieskutecznej ochrony przed wilgocią i kurzem. Zaletą jest prosta konstrukcja, instalacja i obsługa. Przełączniki zbliżeniowe są znacznie bardziej niezawodnie chronione przed wpływami zewnętrznymi. Trwalszy jest ich zasób.

Końcówki mechaniczne

Sterowanie końcowymi przełącznikami tego typu może być rolkowe lub dźwigniowe. Działają, gdy tylko mechanizm sterujący w postaci koła, przycisku lub dźwigni zostanie poddany obciążeniom mechanicznym.

W takim przypadku następuje zmiana położenia styków - można je zamknąć lub otworzyć. Procesowi towarzyszy sygnał - kontrola lub ostrzeżenie.

Najczęściej wyłączniki krańcowe mają dwa styki - otwarty i zamknięty. Istnieją urządzenia końcowe, ale są rzadkie. W każdym razie są kontakty w każdym przypadku, a działający schemat z ich numerami jest pokazany na panelu.

Konstrukcja wałka VK umożliwia wyłączenie przez naciśnięcie siłownika na przycisku w postaci małego pręta. Ponieważ jest on połączony z kontaktami dynamicznymi, w momencie zetknięcia obwód zasilania się otwiera.

Różnica między przełącznikami dźwigni polega na tym, że ich ruchome styki są połączone za pomocą pręta lub pręta z małą dźwignią. Działanie występuje, gdy siłownik kliknie tę dźwignię.

Na zdjęciu mikroprzełącznik mechaniczny KW4-3Z-3 z listwą dociskową. Różni się od standardowej wartości skoku elementu roboczego. Jest stosowany w maszynach CNC, drukarkach 3D.

Oprócz standardowych urządzeń końcowych istnieją mikroprzełączniki. Działają na tej samej zasadzie, ale ich regulacja podczas instalacji wymaga większej dokładności ze względu na mały skok. Aby zwiększyć skok roboczy, stosują taką technikę, jak włączenie elementu pośredniego do obwodu - dźwigni z rolką.

Ten typ wyłącznika jest stosowany zarówno w produkcji, jak i w domu. Projekt windy wykorzystywał dużą liczbę KU.

Wśród nich jest przełącznik w postaci czujnika, ograniczający minimalny i maksymalny skok windy, sygnalizujący przerwanie kabla, dający sygnał do otwarcia drzwi i wykonywania wielu innych działań. Na drzwiach w wielu mieszkaniach znajdują się mikroprzełączniki, które włączają światło w pokoju po otwarciu.

W samochodach takie mechaniczne czujniki końcowe są wbudowane w obwody alarmowe i oświetleniowe. Ich cechą jest obecność pojedynczego wejścia z połączonym z nim dodatnim potencjałem. Obudowa jest biegunem ujemnym, dociśniętym do metalowego elementu w nadwoziu samochodu, bez farby.

Z masą samochodu element ten jest połączony kablem. Głównym warunkiem jest to, aby przełącznik nie mógł stykać się z mokrą powierzchnią. Podłącz czujniki końcowe podczas instalowania alarmu samochodowego za pomocą obwodu. Ich wyjścia można zainstalować zarówno na drzwiach, jak i w przedziale pasażerskim na oprawach oświetleniowych.

Aby włączyć, gdy drzwi są otwarte, i wyłączyć, gdy są zamknięte, wykonaj zwarcie do wartości dodatniej. Jeśli podsufitka kabiny i drzwi jest podświetlona, ​​używany jest blok przyczepy, który pełni różne funkcje. W wyniku działania bloku ważne czujniki są blokowane podczas próby otwarcia zamków.

Funkcje bezdotykowych wyłączników krańcowych

Jedną z odmian wyłączników krańcowych jest ich bezdotykowa modyfikacja (BVK). Urządzenia komunikacyjne skonfigurowane do działania, gdy wpadają w strefę czułości określonego obiektu.

Ograniczniki te dostosowują się do konkretnego materiału i danego rozmiaru. Gdy tylko obiekt o takich parametrach wpada do strefy wrażliwej, amplituda oscylacji generatora zostaje przekształcona

W samym urządzeniu nie ma ruchomych części, podobnie jak nie ma mechanicznego kontaktu między przedmiotem wpływu a skonfigurowanym na nim elementem przełączającym.

BVK składa się z następujących części:

• element wrażliwy;
• klawisz zasilania;
• komponent analizujący sygnał.

Odległość, z jaką działa urządzenie, jest ustalana na podstawie modyfikacji czujnika i wymagań procesu. Wyłączenie z niego zarówno elementów ruchomych, jak i ocierających znacznie zwiększa niezawodność tych urządzeń.

Czujniki bezdotykowe lub, jak się je nazywa, czujniki zbliżeniowe mają rozbudowaną funkcjonalność. Istnieją dwie kategorie - przełączniki i czujniki położenia.

Pierwszym zadaniem IOO jest wykrycie pozycji obiektu. Ponadto czujnik wykonuje zliczanie, pozycjonowanie, separację, sortowanie obiektów. Może kontrolować prędkość, ruch, obliczać kąt obrotu, regulować pochylenie i wykonywać wiele innych czynności.

W warunkach domowych przełączniki zbliżeniowe wykorzystywany głównie w organizacji sterowania oświetleniem. Jednak w dziedzinie projektowania systemów „Inteligentny dom” ma znacznie większy zasięg i znacznie więcej perspektyw.

Wrażliwe przyrządy są stosowane w przemyśle, w transporcie, jako element automatyzacji, w rafinacji ropy naftowej. Dzięki zasadzie wykrywania zbliżających się obiektów BKV wyróżnia się indukcyjnie, pojemnościowo, optycznie, ultradźwiękowo.

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe

Są skonfigurowane zarówno do materiałów metalicznych, jak i amorficznych. Wśród osób reagujących na metal istnieją opcje magnetyczne i ferromagnetyczne. Wewnątrz czujnika znajduje się rdzeń - metalowy lub namagnesowany.

Wyłącznik może odbierać energię z szerokim zakresem wartości napięcia - od 10 V przy stałym prądzie i prądu przemiennego - od 264 V. Sygnał wyjściowy jest generowany przy 0,2 A dla prądu stałego i 0,5 A dla prądu przemiennego

Bardziej szczegółowo opisując konstrukcję takiego czujnika, składa się on z przetwornika, w tym cewki miedzianej umieszczonej w naczyniu ferrytowym. Jego funkcje obejmują przekierowanie wektora linii elektromagnetycznych na przód wyłącznika.

Oscylator w obwodzie może mieć stałą rezystancję ujemną lub dowolny inny typ. Linie pola magnetycznego są zorientowane prostopadle do kierunku prądu przepływającego wzdłuż zwojów namagnesowanego rdzenia.

Pole siły przemiennej jest powodowane przez napięcie przemienne na wejściach rdzenia. Kolejnym ważnym węzłem jest moduł kształtujący sygnał, który tworzy histerezę i zasięg sygnału sterującego. Obejmuje detektor sterowany wyzwalaczem.

Schemat pokazuje działanie indukcyjnego przełącznika ruchu. Jego głównym elementem jest cewka indukcyjna używana z generatora

Kluczowym punktem w funkcjonowaniu indukcyjnego wyłącznika krańcowego są zmiany zachodzące, gdy obiekt zbliża się lub odsuwa. Gdy tylko próg napięcia przekroczy dopuszczalną wartość, czujnik jest wyzwalany przez podłączenie wyzwalacza otwierającego klucz.

Pojemnościowe czujniki zbliżeniowe

Po pojawieniu się obiektu rozpoczyna się obwód wibracyjny urządzenia pojemnościowego, ustawiane są parametry czasowe. Gdy obiekt zbliża się do czujnika, jego pojemność wzrasta, a częstotliwość wytwarzana przez multiwibrator maleje.

Po przekroczeniu progu częstotliwości urządzenie wyłącza się. Wiele modeli działa na tej zasadzie. czujniki ruchuwyłączanie i włączanie żarówek po wykryciu obiektu w strefie czułości.

Schemat strukturalny czujnika pojemnościowego przypomina urządzenie indukcyjne: oba modele mają generator i detektor.

Zasada działania przyczepy typu pojemnościowego opiera się na zmianie pojemności elementu odbiorczego - kondensatora. W takich czujnikach operacja przełączania rozpoczyna się, gdy obiekty dielektryczne i metalowe dostaną się na ich pole

Oprócz generatora generującego pole elektryczne, ich konstrukcja obejmuje takie podstawowe części, jak demodulator. Działa jako przetwornik amplitudy oscylacji wysokiej częstotliwości z jednoczesną zmianą napięcia. Kolejnym ważnym elementem jest wyzwalacz, który odpowiada za określony poziom sygnału, przełączanie i zależność histerezy.

Aby zwiększyć sygnał wejściowy do określonej wartości, wzmacniacz znajduje się w obwodzie wyłącznika pojemnościowego. Wskaźnik LED odpowiada za monitorowanie ustawień i działania urządzenia.

Przełącznik taki jak związek chroni przełącznik przed wilgocią i cząstkami stałymi. Plastikowa lub mosiężna obudowa chroni wszystko w środku przed uszkodzeniami mechanicznymi. Zestaw zawiera również elementy złączne.

Element przełączający w tym urządzeniu znajduje się na kondensatorze i jest płytką oddziałującą z wibratorem. Rolę elementu progowego pełni komparator podłączony do wibratora. Ten z kolei jest podłączony do przetwornicy częstotliwości i napięcia.

Pojemnościowe wyłączniki krańcowe reagują na materiały stałe, sproszkowane, płynne, zarówno przewodzące, jak i nieprzewodzące

Różnica między modelami pojemnościowymi i indukcyjnymi polega na tym, że te pierwsze reagują na zmiany wilgotności i gęstości powietrza. Te drugie są niewrażliwe na takie wpływy.

Urządzenie przełączników ultradźwiękowych

Konstrukcja ultradźwiękowych wyłączników krańcowych przewiduje obecność kwarcowych emiterów dźwięku tworzących fale pulsacyjne o długości 100–500 kNc oraz odbiornika, którego ustawienia odpowiadają określonej częstotliwości.

Podczas zmiany amplitudy fal dźwiękowych w wyniku manewrów poruszającego się obiektu mikroprzełącznik BVK rejestruje nowe wartości i na tej podstawie steruje sygnałami wyjściowymi.

Zasada działania czujników ultradźwiękowych opiera się na zmianie czasu, w którym fala dźwiękowa przemieszcza się z czujnika do kontrolowanego obiektu. Odległość wykrywania takich urządzeń jest dość duża - do 10 m. Ich wielką zaletą jest to, że mogą wykryć obiekt o dowolnym kształcie i kolorze, który odbija dźwięk.

Działanie tego czujnika ultradźwiękowego opiera się na prostej zasadzie: gdy tylko sygnał dotrze do jednej z jego nóg, druga odbiera impuls o długości równej odległości od obiektu

Takie czujniki są używane do wykrywania obiektów o płaskiej powierzchni, zajmujących pozycję prostopadłą do linii środkowej detekcji.

Niedokładności w ich pracy mogą powodować:

1. Nagle powstające prądy powietrza o dużej mocy, wzmacniające lub tłumiące falę.
2. Ostra zmiana temperatury.Przy dużej ilości ciepła emitowanego przez obiekt zmienia się prędkość propagowanych fal.
3. Odchylenie od kąta pionowego między płaszczyzną poziomą obiektu a osią czujnika. Jeśli błąd przekroczy 10⁰, czujnik nie działa.
4. Kontury kątowe obiektu. W takim przypadku jego identyfikacja jest bardzo trudna.

Oscylacje propagują się w stałym, gazowym, płynnym ośrodku, a prędkość zależy od odpowiednich parametrów. Czujniki ultradźwiękowe nie mają ruchomych części, więc nie ma związku między liczbą cykli a żywotnością urządzenia. Charakteryzują się zwiększoną odpornością na wszelkiego rodzaju wpływy z zewnątrz.

Optyczne urządzenia bezdotykowe

BKV tego typu kontrolują obiekty, nakładając na siebie promieniowanie i odbijając je. Gdy obiekt wchodzi w przestrzeń między przełącznikiem a źródłem światła, czujnik przerywa strumień światła. Elementem odpowiedzialnym za to działanie może być przekaźnik lub półprzewodnik. Promień odpowiedzi rozciąga się na 150 m.

To jest zdjęcie optycznego czujnika końcowego. Określa położenie skrajnych punktów ruchu części ruchomych w drukarkach 3D, maszynach CNC

Czujniki zbliżeniowe działają w szerokim zakresie temperatur - od -60 do + 150 ° C. Wytrzymują ciśnienie około 500 barów, mogą pracować w agresywnym środowisku, a nawet w warunkach zwiększonego zagrożenia wybuchem.

Rodzaje końca magnetycznego

Ten typ przełącznika, inaczej zwany łącznikiem pływakowym lub kontaktronowym, stopniowo zastępuje modele mechaniczne. Ich styki zmieniają położenie, gdy znajdują się w pewnej odległości od magnesu. W takim przypadku do obwodu sterującego doprowadzany jest sygnał.

W kontaktronie znajduje się jeden lub dwa styki wykonane ze specjalnego materiału - ferromagnesu. Przyczepa magnetyczna jest niewielka. Umieszczają go w obudowie wykonanej z tworzywa sztucznego lub szkła i są zamontowane w jego obwodzie w obwodzie elektrycznym.

Styki w takim przełączniku są otwarte, zamknięte, przełączalne. W urządzeniach pierwszego typu styk zamyka się po aktywacji. Styki normalnie zamknięte otwierają się w podobnych okolicznościach, a przełączniki zachowują się odpowiednio do sytuacji.

Wybór modelu zależy od konkretnych okoliczności. Kontaktrony są stosowane w konstrukcji bram przesuwnych. Za ich pomocą struktura zostaje zatrzymana, gdy osiąga skrajne położenie podczas otwierania lub zamykania.

Niektóre modele pływaka są używane jako część alarmu przeciwwłamaniowego przy wejściu do domu. Gdy drzwi są zamknięte, obwód jest zamknięty z powodu wpływu pola magnetycznego na przyczepę. Otwierające się drzwi wywołują ruch magnesu i otwarcie styku, co wyzwala alarm.

Podczas instalowania magnesów brana jest pod uwagę ich biegunowość. W przypadku nieprawidłowej instalacji nie będą spełniać przypisanych im funkcji

Brak kontaktu mechanicznego w tej konstrukcji jest jego zaletą, która zwiększa żywotność. Różnią się one najprostszą strukturą opartą na interakcji styków sterowanych magnetycznie z konwencjonalnym magnesem.

Zasady i specyfika połączenia

Chociaż same wyłączniki krańcowe są dość proste w budowie, są stosowane w urządzeniach ze złożonymi obwodami elektrycznymi. Dlatego ich połączenie powinny być wykonywane przez specjalistów i ściśle według podstawowych schematów, w oparciu o cechy technologii.

Rozważ przykład podłączenia prostego przełącznika mechanicznego do drukarki 3D. Jest to konieczne, aby ustawić ekstremalne współrzędne dla jego przewozu. Przyczepa ma 3 styki - COM, NO, NC. Gdy czujnik jest otwarty, pierwszy i ostatni styk znajdują się pod napięciem + 5 V. Drugi styk (NO) jest uziemiony.

Na schemacie styki COM (1) i NO (2) są w stanie zamkniętym, a COM i NC (3) są otwarte. Kiedy karetka drukarki osiągnie skrajne położenie, styki COM i NC są połączone i następuje jej odbicie o 2 mm

Podłącz czujnik za pomocą dwóch przewodów - czerwonego i czarnego. Kiedy urządzenie się wyłączy, powinno zabrzmieć typowe kliknięcie. Przełącznik wskaźnika jest podłączony w ten sam sposób, ale ma również trzeci przewód - zielony.

Jego działanie sygnalizowane jest zaświeceniem diody LED i kliknięciem. Złącza na płycie mają oznaczenia: dla czerwonego drutu V (+5 V), dla czarnego - G (masa), dla zielonego - S (sygnał).

Te same litery wskazują złącza na przełączniku optycznym. Dokładniej kontroluje działanie karetki, ale może działać nieprawidłowo w warunkach zapylenia i nasłonecznienia. Wyzwoleniu pary optycznej towarzyszy włączenie diody elektroluminescencyjnej i następuje całkowicie bezgłośnie.

Wyłączniki krańcowe są szeroko stosowane przez producentów mebli, instalując je w przesuwnych szafach. Połączenie odbywa się zgodnie z instrukcjami dołączonymi do każdego modelu. Schemat pokazuje miejsce montażu plastikowej konstrukcji za pomocą klucza. W środkowych drzwiach należy je zainstalować tak, aby nie stanowiły przeszkody dla prawidłowego ruchu pozostałych drzwi segmentu wzdłuż prowadnic.

Schematy pokazują procedurę podłączania wyłączników krańcowych do drzwi przesuwnych w szafach przesuwnych (opcja b) i drzwi skrzydłowych (opcja a)

W przypadku instalowania wyłącznika krańcowego do drzwi skrzydłowych mocuje się je za pomocą wkrętów samogwintujących wewnątrz szafy. Po zamknięciu drzwi naciskają przycisk, otwierają obwód i oświetlenie nie działa. W otwartym - drzwi zwalniają przycisk i włącza się oświetlenie.

Oznaczenie wyłącznika krańcowego

Każde z tych urządzeń przełączających jest odpowiednio oznaczone. Po odszyfrowaniu możesz uzyskać wszystkie informacje o konkretnym modelu wyłącznika krańcowego. Jeśli jest na nim zapis VU222M, oznacza to, że masz przed sobą przełącznik terminala serii VU222. Element ruchomy to zmodernizowana dźwignia.

Ten schemat blokowy pokazuje symbol wyłącznika krańcowego przeznaczonego do pracy w obwodach sterowania działających na prąd przemienny i stały o maksymalnym napięciu 660 V.

Szczegółowo dekodujemy na przykład oznaczenie przełącznika VP 15M4221-54U2. Jest wyposażony w jeden ruchomy element roboczy serii 15. Ma jeden kontakt i jeden kontakt, wyposażony w popychacz z rolką.

Poziom ochrony wynosi IP54 po stronie napędu, „U” oznacza wersję klimatyczną, a cyfra 2 oznacza kategorię umieszczenia. Produkt jest zgodny z TU U 31.2-25019584-005-2004.

Wiodący producenci

Wiele firm produkuje takie czujniki. Wśród nich są uznani liderzy. Wśród nich jest niemiecka firma Sick, jako główny producent tak wysokiej jakości produktów. Autonics dostarcza na rynek przełączniki zbliżeniowe typu indukcyjnego i pojemnościowego.

Bezkontaktowe czujniki wysokiej jakości są produkowane przez rosyjską firmę TEKO. Charakteryzują się bardzo wysoką szczelnością (IP 68). Te wyłączniki krańcowe działają w najbardziej niebezpiecznych środowiskach, w tym wybuchowych, i dostępne są różne metody instalacji.

Popularne są wyłączniki krańcowe ukraińskiego producenta Promfaktor. Produkowane są tutaj przełączniki i końcówki VP, PP, VU. Gwarancja, z zastrzeżeniem wszystkich zasad eksploatacji, wynosi 3 lata.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wideo nr 1. Popularne informacje o wyłączniku krańcowym:

Wideo nr 2. Instalowanie HF na domowej maszynie CNC:

Cel wyłączników krańcowych może być bardzo różny. Są one stosowane zarówno w złożonych systemach przemysłowych, jak i w życiu codziennym w celu zwiększenia naszego komfortu. Najważniejsze jest to, że ich połączenie z obwodem elektrycznym musi zostać wykonane dopiero po całkowitym usunięciu napięcia.

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Być może udostępnisz informacje, które będą przydatne dla odwiedzających witrynę. Zostaw posty z rekomendacjami, publikuj zdjęcia na dany temat, zadawaj pytania.