Rajakytkin: mikä se on, merkintä + yhteyssäännöt

Lähes kaikki automatisoidut järjestelmät sisältävät laitteen, kuten rajakytkimen, joka vastaa niiden sammuttamisesta, kun liikkuva osa saavuttaa tietyn pisteen. Valaistuksen ohjausjärjestelmissä rajakytkimiä käytetään antureina. Kun ohjelmoidut olosuhteet tapahtuvat, ne tuottavat signaalin.

Kerromme sinulle kaiken rajakytkinlaitteiden toiminnallisesta tarkoituksesta ja tyypeistä. Esittämässämme artikkelissa kuvataan käytännössä testattuja kytkentäkaavioita ja luetellaan kytkentäsäännöt. Merkintäominaisuuksia kerrotaan ja neuvoja valintaan.

Mitä rajakytkimet ovat?

Rajakytkimet ovat sähkölaitteita, jotka on suunniteltu avaamaan ja sulkemaan työpiiri. Ne on asennettu liikkuviin mekanismeihin rajoittamaan niiden liikettä määritetyissä rajoissa. Näiden laitteiden toiminnot ovat identtisiä tavallisten kytkimien kanssa.

Rajakytkinten täyttö on suljettu kestävään koteloon, useimmiten metalliseen. Kaikki sen elementit on optimoitu helppoon kiinnitykseen ja tilaan suuntautumiseen.

Kirkkaiden, eriväristen LEDien avulla voit ohjata virtalähdettä ja anturin vastetta. Kaksi kosketinparia, jotka useimmiten löytyy rajakytkimestä, mahdollistavat sen yhteyden tilan tarkkailun.

Jos signaalia ei seuraa signaalin paluu, kun pari on suljettu, tämä tarkoittaa vikaa kytkimeen johtavassa kaapelissa. Anturin laukaisun jälkeen on mahdollista käyttää avointa kosketinparia signaalin välittämiseen.

Sen perustana ovat herkät anturit vuodonsuojajärjestelmät. Kun vesi, jota ne on suunniteltu havaitsemaan, havaitaan, laitteet eivät ainoastaan ​​osoita lähestyvästä hätätilanteesta äänellä ja värillä, vaan myös estävät järjestelmien toiminnan, joiden kautta vettä kuljetetaan.

Luokittelu toimintaperiaatteen mukaan

Rajakytkimiä on kolme pääryhmää: mekaaniset, kosketuksettomat, magneettiset. Kaikkien näiden laitteiden päätehtävänä on automaattisesti irrottaa työmekanismi heti, kun sen liikkuva osa saavuttaa asetetun asennon. Nämä kytkimet eivät vain avaa piiriä, vaan myös kytkevät sen.

Piirin toimintaa pääteantureissa koordinoidaan kahdella tavalla: suoralla toiminnalla liikkuviin koskettimiin ja niiden asentoohjauksella. Ensimmäisessä tapauksessa niitä kutsutaan kontaktiksi, toisessa - kontaktittomaksi. Esimerkki kosketusrajakytkimistä ovat anturit, jotka vastaavat auton ovien sulkemisesta.

Kuvassa on kiskotyyppisen rajakytkimen rakenne. Sen pääkomponentit ovat: kansi (1), pohja (2), koskettimet (3), rulla (4), vipu (5), tiivistenauha (6), langan läpivienti (7)

Tämän tyyppiset anturit voivat paitsi käynnistää ja sammuttaa mekanismeja, myös määrittää valvottavan kohteen sijainnin. Nämä sisältävät kelluvat kytkimet, sekä anturit, jotka määrittävät polttoainetason.Signaali niiden toiminnalle on vastuksen muutos, joka vastaa tiettyä nestetasoa.

Kosketusanturien haittana mekaanisten liikkuvien osien läsnä ollessa on suhteellisen lyhyt käyttöikä tehottomasta suojasta kosteudelta ja pölyltä. Etuna on yksinkertainen suunnittelu, asennus ja käyttö. Kontaktittomat kytkimet ovat paljon luotettavammin suojattuja ulkoisilta vaikutuksilta. Niiden resurssit ovat myös pidempiä.

Mekaaniset rajakytkimet

Tämän tyyppisten rajakytkimien ohjaus voi olla rulla tai vipu. Ne laukeavat heti, kun pyörän, painikkeen tai vivun muodossa oleva ohjausmekanismi kokee mekaanisen iskun.

Tässä tapauksessa koskettimien sijainti muuttuu - ne voivat sulkeutua tai avautua. Prosessiin liittyy signaali - ohjaus tai varoitus.

Useimmiten rajakytkimillä on kaksi kosketinta - avoin ja suljettu. Yksipäätteisiä laitteita on, mutta ne ovat harvinaisia. Joka tapauksessa kussakin tapauksessa on kontakteja, ja paneelissa näkyy toimiva kaavio niiden numeroineen.

Rulla-VC:iden rakenne mahdollistaa sammutuksen painamalla toimilaitetta pienen sauvan muodossa olevasta painikkeesta. Koska se on kytketty dynaamisiin koskettimiin, syöttöpiiri avautuu kosketuksen hetkellä.

Vipukytkimien ero on siinä, että niiden liikkuvat koskettimet on kytketty pieneen vipuun tangon tai tangon avulla. Toiminto tapahtuu, kun toimilaite painaa tätä vipua.

Kuvassa mekaaninen rajamikrokytkin KW4-3Z-3, jossa on painetanko. Se eroaa tavallisesta työelementin iskun suhteen.Sitä käytetään CNC-koneissa ja 3D-tulostimissa

Tavallisten päätelaitteiden lisäksi on olemassa mikrokytkimiä. Ne toimivat samalla periaatteella, mutta niiden säätö asennuksen aikana vaatii suurempaa tarkkuutta pienen iskun vuoksi. Työiskun lisäämiseksi he turvautuvat sellaiseen tekniikkaan, jossa piiriin sisällytetään välielementti - rullalla varustettu vipu.

Tämän tyyppisiä kytkimiä käytetään sekä tuotannossa että kotona. Hissien suunnittelussa on käytössä suuri määrä ohjausyksiköitä.

Niiden joukossa on anturin muodossa oleva kytkin, joka rajoittaa hissin minimi- ja maksimikorkeutta, signaloi köyden katkeamisesta, antaa signaalin oven avaamisesta ja suorittaa monia muita toimintoja. Monen asunnon ovissa on mikrokytkimet, jotka sytyttävät valot huoneessa, kun se avataan.

Autoissa tällaiset mekaaniset pääteanturit sisältyvät hälytys- ja valaistuspiireihin. Niiden ominaisuus on yhden tulon läsnäolo, johon on kytketty positiivinen potentiaali. Kotelo on negatiivinen napa, joka on painettu metallielementtiä vasten auton korissa, joka on maaliton.

Tämä elementti on kytketty ajoneuvon maahan kaapelilla. Pääehto on, että kytkin ei saa joutua kosketuksiin märän pinnan kanssa. Kytke pääteanturit kaavion avulla, kun asennat autohälyttimen. Niiden lähdöt voidaan asentaa sekä oviin että sisätiloihin valaisimiin.

Kytkeäksesi sen päälle, kun ovi avataan, ja sammuttaaksesi sen, kun se sulkeutuu, suoritetaan oikosulku positiiviseen. Jos sisäkatossa ja ovissa on valaistus, käytetään rajakytkimien lohkoa, joka suorittaa erilaisia ​​​​toimintoja. Lukon laukeamisen seurauksena tärkeät anturit estyvät, kun lukkoja yritetään avata.

Kontaktittomien rajakytkimien ominaisuudet

Yksi rajakytkimien lajikkeista on niiden kosketukseton modifiointi (BVK). Laitteiden tiedonsiirto on määritetty laukeamaan, kun tietty kohde tulee herkkyysalueelle.

Nämä rajakytkimet on säädetty tietyn materiaalin ja koon mukaan. Heti kun esine, jolla on tällaisia ​​parametreja, tulee herkälle alueelle, generaattorin värähtelyjen amplitudi muunnetaan

Itse laitteessa ei ole liikkuvia osia, eikä vaikutuskohteen ja sille konfiguroidun kytkinelementin välillä ole mekaanista kosketusta.

BVK koostuu seuraavista osista:

• herkkä elementti;
• voima-avain;
• komponentti, joka analysoi signaalin.

Etäisyys, jolta laite alkaa toimia, asetetaan anturin muutoksen ja prosessin vaatimusten perusteella. Sekä liikkuvien että hankaavien elementtien poissulkeminen lisää merkittävästi näiden laitteiden luotettavuutta.

Kontaktittomat anturit tai läheisyysanturit, kuten niitä myös kutsutaan, ovat monipuolisia. Luokkia on kaksi - kytkimet ja asentoanturit.

BVK:n ensimmäinen tehtävä on havaita kohteen sijainti. Lisäksi anturi suorittaa kohteiden laskemisen, paikantamisen, erottelun ja lajittelun. Se voi ohjata nopeutta, liikettä, laskea kiertokulmaa, korjata vinoutta ja suorittaa monia muita toimintoja.

Kotona läheisyyskytkimet toistaiseksi niitä on käytetty pääasiassa valaistuksen ohjausorganisaatioissa. Kuitenkin järjestelmäsuunnittelun alalla "Älykoti" sillä on paljon laajempi soveltamisala ja paljon enemmän näkymiä.

Herkkiä laitteita käytetään teollisuudessa, kuljetusteollisuudessa, automaation osana ja öljynjalostuksessa. Lähestyvien kohteiden havaitsemisperiaatteen perusteella BKV:t jaetaan induktiiviseen, kapasitiiviseen, optiseen ja ultraääniseen.

Induktiiviset läheisyysanturit

Ne on viritetty sekä metallisiin että amorfisiin materiaaleihin. Metalliin reagoivien joukossa on magneettisia ja ferromagneettisia vaihtoehtoja. Anturin sisällä on ydin - metallia tai magnetoitua.

Kytkin voi vastaanottaa tehoa monenlaisilla jännitearvoilla - 10 V tasavirralla, vaihto - 264 V. Lähtösignaali luodaan 0,2 A tasavirralla ja 0,5 A vaihtovirralla

Jos kuvaamme tällaisen anturin rakennetta yksityiskohtaisemmin, se koostuu muuntimesta, joka sisältää kuparikäämin, joka sijaitsee ferriittikupissa. Sen toimintoihin kuuluu sähkömagneettisten linjojen vektorin ohjaaminen kytkimen etuosaan.

Piirin oskillaattori voi olla joko kiinteällä negatiivisella resistanssilla tai minkä tahansa muun tyyppinen. Magneettikenttäviivat on suunnattu kohtisuoraan magnetoidun sydämen kierrosten läpi kulkevan virran suuntaan.

Vaihtuva voimakenttä aiheutuu vaihtojännitteestä sydämen tuloissa. Seuraava tärkeä komponentti on signaalinmuokkaus, joka luo hystereesin ja ohjaussignaalin toiminta-alueen. Se sisältää liipaisinohjatun ilmaisimen.

Kaaviossa näkyy induktiivinen liikekytkin toiminnassa. Sen pääelementti on generaattorin käyttämä kela

Avain induktiivisen rajakytkimen toimintaan ovat muutokset, jotka tapahtuvat, kun kohde lähestyy tai siirtyy pois. Heti kun jännitekynnys ylittää sallitun arvon, anturi aktivoituu kytkemällä liipaisin, joka avaa avaimen.

Kapasitiiviset läheisyysrajakytkimet

Kohteen ilmestymisen jälkeen kapasitiivisen laitteen tärypiiri käynnistetään ja aikaparametrit asetetaan. Kohteen lähestyessä anturia sen kapasiteetti kasvaa ja multivibraattorin tuottama taajuus pienenee.

Heti kun taajuuskynnys ylittyy, laite sammuu. Monet mallit toimivat tällä periaatteella. liiketunnistimia, sammuttaa ja sytyttää hehkulamput, kun herkkyysalueella havaitaan esine.

Kapasitiivisen anturin lohkokaavio on samanlainen kuin induktiivisen laitteen: molemmissa malleissa on generaattori ja ilmaisin.

Kapasitiivisen tyyppisen rajakytkimen toimintaperiaate perustuu vastaanottavan elementin - kondensaattorin - kapasitanssin muuttamiseen. Tällaisissa antureissa kytkentä alkaa, kun dielektriset ja metalliset esineet tulevat kentälle

Niiden suunnittelussa on sähkökentän muodostavan generaattorin lisäksi perusosia, kuten demodulaattori. Se toimii suurtaajuisten värähtelyjen amplitudin muuntimena samanaikaisen jännitteen muutoksen kanssa. Seuraava tärkeä komponentti on liipaisin, joka vastaa tietystä signaalitasosta, kytkentä- ja hystereesiriippuvuudesta.

Tulosignaalin nostamiseksi asetettuun arvoon kapasitiiviseen kytkinpiiriin on sisällytetty vahvistin. LED-merkkivalo valvoo laitteen asetuksia ja toimintaa.

Elementti, kuten seos, suojaa kytkintä kosteudelta ja kiinteiltä hiukkasilta. Muovinen tai messinkirunko suojaa kaikkea sisällään mekaanisilta vaurioilta. Sarja sisältää myös asennustarvikkeet.

Tämän laitteen kytkinelementti sijaitsee kondensaattorissa ja on levy, joka on vuorovaikutuksessa täryttimen kanssa. Kynnyselementin roolia suorittaa vibraattoriin kytketty komparaattori. Jälkimmäinen puolestaan ​​on kytketty taajuus- ja jännitemuuntimeen.

Kapasitiiviset rajakytkimet reagoivat kiinteisiin materiaaleihin, jauhemaisiin, nesteisiin, sekä sähköä johtaviin että johtamattomiin

Ero kapasitiivisten ja induktiivisten mallien välillä on se, että ensimmäiset reagoivat ilman kosteuteen ja tiheyden muutoksiin. Jälkimmäiset eivät ole herkkiä tällaisille vaikutuksille.

Ultraäänikytkinsuunnittelu

Ultraäänirajakytkimien suunnittelu mahdollistaa kvartsiäänilähettimien, jotka muodostavat pulssiaaltoja, joiden pituus on 100 - 500 kHz, ja vastaanottimen, jonka asetukset vastaavat tiettyä taajuutta.

Kun ääniaaltojen amplitudi muuttuu liikkuvan kohteen liikkeiden seurauksena, BVK-mikrokytkin tallentaa uudet arvot ja ohjaa tämän perusteella lähtösignaaleja.

Ultraääniantureiden toimintaperiaate perustuu ajan muutokseen, jonka aikana ääniaalto kulkee anturista ohjattavaan kohteeseen. Tällaisten laitteiden tunnistusetäisyys on melko suuri - jopa 10 m. Niiden suuri etu on, että ne voivat havaita minkä tahansa muotoisen ja värisen kohteen, joka heijastaa ääntä.

Tämän ultraäänianturin toiminta perustuu yksinkertaiseen periaatteeseen: heti kun signaali vastaanotetaan sen yhdelle jalalle, toinen saa pulssin, jonka pituus on yhtä suuri kuin etäisyys kohteeseen.

Tällaisia ​​antureita käytetään havaitsemaan esineitä, joiden tasainen pinta on kohtisuorassa havaitsemisen keskiviivaan nähden.

Epätarkkuudet heidän työssään voivat aiheuttaa:

1. Äkilliset, voimakkaat ilmavirrat, jotka vahvistavat tai heikentävät aaltoa.
2. Äkillinen lämpötilan muutos. Kun esine lähettää suuren lämpömäärän, etenevien aaltojen nopeus muuttuu.
3. Objektin vaakatason ja anturin akselin välisen kulman poikkeama pystysuorasta. Jos tämä virhe ylittää 10⁰, anturi ei toimi.
4. Objektin kulmikkaat ääriviivat. Tässä tapauksessa sen tunnistaminen on erittäin vaikeaa.

Tärinät etenevät kiinteissä, kaasumaisissa ja nestemäisissä väliaineissa, ja nopeus riippuu asiaankuuluvista parametreista. Ultraääniantureissa ei ole liikkuvia osia, joten jaksojen lukumäärän ja laitteen käyttöiän välillä ei ole yhteyttä. Niille on ominaista lisääntynyt vastustuskyky kaikenlaisille ulkoisille vaikutuksille.

Optiset kontaktittomat laitteet

Tämän tyyppiset BKV:t ohjaavat objekteja, jotka sekä estävät säteilyn että heijastavat sitä. Kun esine tulee kytkimen ja valonlähteen väliseen tilaan, anturi katkaisee valontuoton. Tästä toiminnosta vastaava elementti voi olla rele tai puolijohde. Vastaussäde ulottuu jopa 150 metriin.

Tämä on kuva optisesta pääteanturista. Se määrittää 3D-tulostimien ja CNC-koneiden liikkuvien osien ääripisteiden sijainnit

Läheisyysanturit toimivat laajalla lämpötila-alueella -60 - +150⁰С. Ne kestävät noin 500 atm:n painetta ja niitä voidaan käyttää aggressiivisissa ympäristöissä ja jopa lisääntyneen räjähdysvaaran olosuhteissa.

Magneettisen pään lajikkeet

Tämäntyyppiset kytkimet, joita kutsutaan myös kellukytkimiksi tai kielikytkimiksi, ovat vähitellen korvaamassa mekaanisia malleja. Niiden kontaktit vaihtavat asentoa, kun ne ovat tietyllä etäisyydellä magneetista. Tässä tapauksessa signaali lähetetään ohjauspiiriin.

Reed-kytkin sisältää yhden tai kaksi kosketinta, jotka on valmistettu erikoismateriaalista - ferromagneetista. Magneettinen rajakytkin on pienikokoinen. Se asetetaan muovista tai lasista valmistettuun koteloon ja kiinnitetään sähköpiiriin katkoskohtaan.

Tällaisen kytkimen koskettimet voivat olla avoimia, suljettuja tai kytkettäviä. Ensimmäisen tyypin laitteissa kosketin sulkeutuu, kun se laukeaa. Normaalisti suljetut koskettimet avautuvat vastaavissa olosuhteissa ja kytketyt koskettimet käyttäytyvät tilanteen mukaan.

Mallin valinta riippuu erityisistä olosuhteista. Ruokokytkimiä käytetään liukuporttien suunnittelussa. Niiden avulla rakenne pysäytetään, kun se saavuttaa ääriasennon avattaessa tai sulkeutuessaan.

Joitakin kelluvia malleja käytetään osana turvahälytintä talon sisäänkäynnissä. Kun ovi on kiinni, piiri sulkeutuu magneettikentän vaikutuksesta rajakytkimeen. Oven avautuminen saa aikaan magneetin liikkeen ja koskettimen avautumisen, jolloin hälytin kytkeytyy päälle.

Kun asennat magneetteja, ota huomioon niiden napaisuus. Jos ne asennetaan väärin, ne eivät suorita niille tarkoitettuja toimintoja.

Se, että tässä mallissa ei ole mekaanista kosketusta, on sen etu, mikä pidentää käyttöikää. Ne erottuvat yksinkertaisimmasta rakenteesta, joka perustuu magneettisesti ohjattujen koskettimien vuorovaikutukseen tavanomaisen magneetin kanssa.

Yhteyssäännöt ja yksityiskohdat

Vaikka itse rajakytkimet on suunniteltu melko yksinkertaisesti, niitä käytetään laitteissa, joissa on monimutkaisia ​​sähköpiirejä. Tästä syystä niiden liittäminen on suoritettava asiantuntijoiden toimesta ja tiukasti kaavioiden mukaisesti teknisten ominaisuuksien perusteella.

Katsotaanpa esimerkkiä yksinkertaisen mekaanisen kytkimen kytkemisestä 3D-tulostimeen. Tämä on tarpeen sen kuljetuksen äärimmäisten koordinaattien asettamiseksi. Pistokerajakytkimessä on 3 kosketinta - COM, NO, NC. Kun anturi on auki, ensimmäinen ja viimeinen kosketin ovat +5V. Toinen kosketin (NO) on maadoitettu.

Kaaviossa koskettimet COM (1) ja NO (2) ovat suljetussa tilassa ja COM ja NC (3) ovat auki. Kun tulostinkelkka saavuttaa ääriasennon, COM- ja NC-koskettimet yhdistetään ja se pomppii 2 mm

Anturi on kytketty kahdella johdolla - punaisella ja mustalla. Kun laite käynnistyy, sinun pitäisi kuulla tyypillinen napsahdus. Ilmaisinkytkin on kytketty samalla tavalla, mutta siinä on myös kolmas johto - vihreä.

Sen aktivoituminen ilmaistaan ​​palavalla LEDillä ja napsautuksella. Sen liittimillä kortilla on merkinnät: punaiselle johdolle V (+5 V), mustalle - G (maa), vihreälle - S (signaali).

Samat kirjaimet osoittavat optisen kytkimen liittimet. Se ohjaa vaunun toimintaa tarkemmin, mutta saattaa toimia väärin pölyisissä olosuhteissa ja auringonvalossa.Optisen parin aktivointiin liittyy valodiodi, ja se tapahtuu täysin äänettömästi.

Huonekalujen valmistajat käyttävät laajasti rajakytkimiä asentamalla ne vaatekaappiin. Kytkentä tehdään kunkin mallin mukana toimitettujen ohjeiden mukaan. Kaaviossa näkyy muovirakenteen avaimella kiinnityksen sijainti. Keskiovelle se on asennettava siten, että se ei häiritse toisen lamellin oven oikeaa liikettä ohjaimia pitkin.

Kaaviot osoittavat liukukaappien liukuovien (vaihtoehto b) ja kääntöovien (vaihtoehto a) rajakytkimien kytkemisen.

Jos kääntöoveen on asennettu rajakytkin, se kiinnitetään kaapin sisällä itseporautuvilla ruuveilla. Kun ovi on kiinni, painike painaa, avaa piirin ja valaistus ei toimi. Avattuna ovi vapauttaa painikkeen ja valaistus syttyy.

Rajakytkinten merkinnät

Jokainen näistä kytkinlaitteista on merkitty vastaavasti. Salaamalla sen saat kaikki tiedot tietystä rajakytkimen mallista. Jos siinä on merkintä VU222M, se tarkoittaa, että tämä on VU222-sarjan rajakytkin. Liikkuva elementti on modernisoitu vipu.

Tämä lohkokaavio esittää rajakytkimen symbolia, joka on tarkoitettu käytettäväksi ohjauspiireissä, jotka toimivat vaihto- ja tasavirralla enintään 660 V jännitteellä

Selvitetään yksityiskohtaisesti esimerkiksi kytkimen VP 15M4221-54U2 merkintä. Se on varustettu yhdellä liikkuvalla 15-sarjan aktiivielementillä, jossa on yksi syöttökosketin ja yksi katkaisukosketin, varustettu rullalla varustetulla työntimellä.

Vetolaitteen suojaustaso on IP54, "U" tarkoittaa ilmastoversiota ja numero 2 osoittaa sijoitusluokkaa. Tuote on TU U 31.2-25019584-005-2004 mukainen.

Segmentin johtavat valmistajat

Monet yritykset valmistavat tällaisia ​​antureita. Heidän joukossaan on tunnustettuja johtajia. Heidän joukossaan on saksalainen yritys Sick, joka on tällaisten korkealaatuisten tuotteiden päävalmistaja. Autonics toimittaa markkinoille induktiivisia ja kapasitiivisia kontaktittomia rajakytkimiä.

Korkealaatuisia kontaktittomia antureita valmistaa venäläinen TEKO. Niille on ominaista erittäin korkea tiiviys (IP 68). Nämä rajakytkimet toimivat vaarallisimmissa ympäristöissä, myös räjähdysalttiissa ympäristöissä, ja erilaisia ​​asennustapoja on saatavana.

Ukrainalaisen valmistajan Promfactorin rajakytkimet ovat suosittuja. Täällä valmistetaan kytkimiä ja rajakytkimiä VP, PP, VU. Takuu kaikkien käyttösääntöjen mukaisesti on 3 vuotta.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Video #1. Suosittu rajakytkimissä:

Video #2. HF:n asentaminen kotitekoiseen CNC-koneeseen:

Rajakytkimien tarkoitus voi olla hyvin erilainen. Niitä käytetään sekä monimutkaisissa teollisuusjärjestelmissä että jokapäiväisessä elämässä mukavuuden lisäämiseksi. Tärkeintä on, että ne tulisi kytkeä sähköpiiriin vasta, kun jännite on poistettu kokonaan.

Kirjoita kommentit alla olevaan lohkoon. Ehkä jaat tietoja, joista on hyötyä sivuston vierailijoille. Jätä viestejä suosituksilla, julkaise valokuvia aiheesta, kysy kysymyksiä.