Краен превключвател: какво е това, маркировка + правила за свързване

Почти всички автоматизирани системи съдържат устройство като краен превключвател, което е отговорно за изключването им, когато движещата се част достигне определена точка. В системите за управление на осветлението крайните изключватели се използват като сензори. Когато възникнат програмирани обстоятелства, те генерират сигнал.

Ще ви разкажем всичко за функционалната цел и видовете устройства за крайно превключване. Статията, която представихме, описва проверени на практика схеми на свързване и изброява правилата за свързване. Дадени са характеристиките на маркирането и са дадени съвети за избор.

Какво представляват крайните изключватели?

Крайните изключватели са електрически устройства, предназначени да отварят и затварят работеща верига. Те са монтирани на подвижни механизми, за да ограничат движението им в определени граници. Функциите, които изпълняват тези устройства, са идентични с тези на стандартния превключвател.

Пълнежът на крайните изключватели е затворен в издръжлив корпус, най-често метален. Всички негови елементи са оптимизирани за лесно закопчаване и лесна ориентация в пространството.

Ярките светодиоди с различни цветове ви позволяват да контролирате захранването и реакцията на сензора. Две двойки контакти, които най-често се намират в крайния превключвател, позволяват да се следи състоянието на връзката му.

Ако сигналът не е последван от връщане на сигнала, когато двойката е затворена, това показва повреда в кабела, водещ до превключвателя. След като сензорът се задейства, е възможно да се използва отворена двойка контакти за предаване на сигнала.

Чувствителните сензори са в основата на системи за защита от течове. Когато водата, която са предназначени да откриват, бъде открита, устройствата не само сигнализират със звук и цвят за предстояща извънредна ситуация, но и блокират работата на системите, през които се транспортира водата.

Класификация по принцип на действие

Има три основни групи крайни изключватели: механични, безконтактни, магнитни. Основната функция на всички тези устройства е автоматично да изключват работния механизъм в момента, в който неговата подвижна част достигне зададената позиция. Тези ключове служат не само за отваряне на верига, но и за свързване.

Работата на веригата в крайните сензори се координира по два начина: чрез директно въздействие върху подвижните контакти и чрез позиционно управление на тях. В първия случай те се наричат ​​контактни, във втория - безконтактни. Пример за контактни крайни изключватели са сензорите, отговорни за затварянето на вратите на автомобила.

Снимката показва дизайна на краен превключвател тип коловоз. Основните му компоненти са: капак (1), основа (2), контакти (3), ролка (4), лост (5), уплътнителна лента (6), вход за проводник (7)

Сензорите от този тип могат не само да включват и изключват механизми, но и да установяват позицията на обекта, който се наблюдава. Те включват поплавъчни превключватели, както и сензори, които определят нивото на горивото.Сигналът за тяхната работа е промяна в съпротивлението, съответстващо на определено ниво на течност.

Недостатъкът на контактните сензори при наличие на механични движещи се части е сравнително кратък експлоатационен живот поради неефективна защита от влага и прах. Предимството е лесен дизайн, монтаж и експлоатация. Безконтактните ключове са много по-надеждно защитени от външни влияния. Ресурсът им също е по-дълъг.

Механичен тип крайни изключватели

Управлението на крайните изключватели от този тип може да бъде ролково или лостово. Те се задействат веднага щом механизмът за управление под формата на колело, бутон или лост изпитва механично въздействие.

В този случай позицията на контактите се променя - те могат да се затварят или отварят. Процесът е придружен от сигнал - контролен или предупредителен.

Най-често крайните превключватели имат два контакта - отворен и затворен. Има единични крайни устройства, но те са рядкост. Във всеки случай във всеки случай има контакти, а на таблото е показана работна схема с техните номера.

Дизайнът на ролковите VCs осигурява изключване чрез натискане на задвижващия механизъм върху бутон под формата на малък прът. Тъй като е свързан към динамични контакти, в момента на контакт захранващата верига се отваря.

Разликата между лостовите превключватели е, че техните подвижни контакти са свързани към малък лост с помощта на прът или прът. Действието се извършва, когато задвижващият механизъм натисне този лост.

Снимката показва механичен краен микропревключвател KW4-3Z-3 с лента за налягане. Различава се от стандартния по хода на работния елемент.Използва се в CNC машини и 3D принтери

В допълнение към стандартните крайни устройства има микропревключватели. Работят на същия принцип, но настройката им при монтаж изисква по-голяма прецизност поради малкия ход. За да увеличат работния ход, те прибягват до такава техника като включване на междинен елемент във веригата - лост с ролка.

Този тип ключове се използват както в производството, така и в домашни условия. В дизайна на асансьора се използват голям брой контролни блокове.

Сред тях е превключвател под формата на сензор, който ограничава минималната и максималната височина на асансьора, сигнализира за скъсване на въже, дава сигнал за отваряне на вратата и извършва много други действия. На вратите на много апартаменти има микропревключватели, които при отваряне включват светлината в стаята.

В автомобилите такива механични крайни сензори са включени в алармени и осветителни вериги. Тяхната характеристика е наличието на един вход с положителен потенциал, свързан към него. Корпусът е отрицателната клема, притисната към метален елемент на купето на автомобила, който е без боя.

Този елемент е свързан към масата на автомобила чрез кабел. Основното условие е превключвателят да не влиза в контакт с мокра повърхност. Свържете крайните сензори, когато инсталирате автомобилна аларма, като използвате диаграма. Техните изходи могат да се монтират както на вратите, така и в интериора на осветителни тела.

За да го включите при отваряне на вратата и да го изключите при затваряне, се извършва късо съединение към плюс. Ако има осветление на вътрешния таван и вратите, се използва блок от крайни изключватели, който изпълнява различни функции. В резултат на задействането на блока, важни сензори се блокират при опит за отваряне на ключалките.

Характеристики на безконтактните крайни изключватели

Една от разновидностите на крайните изключватели е тяхната безконтактна модификация (BVK). Комуникацията на устройствата е конфигурирана да се задейства, когато определен обект навлезе в зоната на чувствителност.

Тези крайни изключватели се настройват към конкретен материал и даден размер. Веднага щом обект с такива параметри навлезе в чувствителната зона, амплитудата на трептенията на генератора се трансформира

В самото устройство няма движещи се части и няма механичен контакт между обекта на въздействие и конфигурирания за него превключвател.

БВК се състои от следните части:

• чувствителен елемент;
• ключ за захранване;
• компонент, който анализира сигнала.

Разстоянието, на което устройството започва да работи, се задава въз основа на модификацията на сензора и изискванията на процеса. Изключването както на движещи се, така и на триещи се елементи значително повишава надеждността на тези устройства.

Безконтактните сензори или сензорите за близост, както ги наричат ​​още, имат широка функционалност. Има две категории - превключватели и сензори за положение.

Първата задача на BVK е да открие позицията на обект. Освен това сензорът извършва броене, позициониране, разделяне и сортиране на обекти. Той може да контролира скоростта, движението, да изчислява ъгъла на въртене, да коригира изкривяването и да извършва много други действия.

Вкъщи безконтактни превключватели досега те се използват главно в организации за контрол на осветлението. Въпреки това, в областта на системния дизайн "Умен дом" има много по-голям обхват и много повече перспективи.

Чувствителните устройства се използват в индустрията, в транспортната индустрия, като елемент на автоматизация и в нефтопреработката. Въз основа на принципа на откриване на приближаващи се обекти, BKV се разграничават между индуктивни, капацитивни, оптични и ултразвукови.

Индуктивни сензори за близост

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

Превключвателят може да получава мощност с широк диапазон от стойности на напрежението - от 10V при постоянен ток, променлив - от 264 V. Изходният сигнал се създава при 0,2 A в случай на постоянен ток и 0,5 A при променлив ток

Ако опишем дизайна на такъв сензор по-подробно, той се състои от преобразувател, който включва медна намотка, разположена във феритна чаша. Неговите функции включват пренасочване на вектора на електромагнитните линии към предната част на превключвателя.

Осцилаторът във веригата може да бъде както с фиксирано отрицателно съпротивление, така и от друг тип. Линиите на магнитното поле са ориентирани перпендикулярно на посоката на тока, протичащ през завоите на магнетизираното ядро.

Променливото силово поле се причинява от променливото напрежение на входовете на ядрото. Следващият важен компонент е преобразувателят на сигнала, който създава хистерезис и диапазон на действие на управляващия сигнал. Включва детектор, контролиран от тригера.

Диаграмата показва превключвател за индуктивно движение в действие. Основният му елемент е индуктор, задвижван от генератор

Ключът към работата на индуктивния краен превключвател са промените, които настъпват, когато даден обект се приближи или отдалечи. Веднага след като прагът на напрежението надвиши допустимата стойност, сензорът се активира чрез свързване на спусък, който отваря ключа.

Капацитивни крайни изключватели за близост

След като обектът се появи, веригата на вибратора на капацитивното устройство се стартира и се задават времеви параметри. Когато обектът се приближи до сензора, капацитетът на последния се увеличава, а честотата, генерирана от мултивибратора, намалява.

Веднага щом прагът на честотата бъде превишен, устройството ще се изключи. Много модели работят на този принцип. сензори за движение, изключване и включване на електрическите крушки при засичане на обект в зоната на чувствителност.

Блоковата схема на капацитивен сензор е подобна на индуктивно устройство: и двата модела съдържат генератор и детектор.

Принципът на работа на капацитивен тип краен превключвател се основава на промяна на капацитета на приемащия елемент - кондензатора. При такива сензори операцията по превключване започва, когато диелектрични и метални предмети навлязат в тяхното поле

В допълнение към генератора, който генерира електрическо поле, техният дизайн включва такива основни части като демодулатор. Той действа като преобразувател на амплитудата на високочестотни трептения с едновременна промяна на напрежението. Следващият важен компонент е тригерът, който отговаря за определено ниво на сигнала, превключване и зависимост от хистерезис.

За да се увеличи входният сигнал до зададена стойност, във веригата на капацитивния превключвател е включен усилвател. LED индикатор следи настройките и работата на устройството.

Елемент като съединение предпазва превключвателя от влага и твърди частици. Пластмасово или месингово тяло предпазва всичко вътре от механични повреди. Комплектът включва и монтажни елементи.

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

Капацитивните крайни изключватели реагират на твърди материали, прахообразни, течни, както електропроводими, така и непроводими

Разликата между капацитивните модели и индуктивните е, че първите реагират на влажността на въздуха и промените в плътността. Последните са нечувствителни към подобни влияния.

Дизайн на ултразвуков превключвател

Дизайнът на ултразвуковите крайни изключватели предвижда наличието на кварцови звукови излъчватели, които образуват импулсни вълни с дължина 100 - 500 kHz, и приемник, чиито настройки съответстват на определена честота.

Когато амплитудата на звуковите вълни се промени в резултат на маневри на движещ се обект, микропревключвателят BVK записва новите стойности и въз основа на това контролира изходните сигнали.

Принципът на работа на ултразвуковите сензори се основава на промяната във времето, през което звуковата вълна преминава от сензора към контролирания обект. Далечината на засичане на такива устройства е доста голяма - до 10 м. Голямото им предимство е, че могат да засекат обект с всякаква форма и цвят, който отразява звука.

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

Такива сензори се използват за откриване на обекти с плоска повърхност, заемащи перпендикулярно положение спрямо централната линия на откриване.

Неточностите в тяхната работа могат да причинят:

1. Внезапни въздушни течения с висока мощност, които засилват или отслабват вълната.
2. Внезапна промяна в температурата. При голямо количество топлина, излъчвана от даден обект, скоростта на разпространяващите се вълни се променя.
3. Отклонение от вертикалата на ъгъла между хоризонталната равнина на обекта и оста на сензора. Ако тази грешка надвишава 10⁰, сензорът не работи.
4. Ъглови очертания на обекта. В този случай идентифицирането му е много трудно.

Вибрациите се разпространяват в твърди, газообразни, течни среди, като скоростта зависи от съответните параметри. Ултразвуковите сензори нямат движещи се части, така че няма връзка между броя на циклите и експлоатационния живот на устройството. Характеризират се с повишена устойчивост на всякакви външни влияния.

Оптични безконтактни устройства

BKV от този тип контролират обекти, които едновременно блокират радиацията и я отразяват. Когато обект навлезе в пространството между превключвателя и светлинния източник, сензорът прекъсва излъчването на светлина. Елементът, отговорен за това действие, може да бъде реле или полупроводник. Радиусът на реакция достига до 150 m.

Това е снимка на краен сензор от оптичен тип. Определя позициите на крайните точки на движение на движещи се части в 3D принтери и CNC машини

Сензорите за близост работят в широк температурен диапазон - от -60 до +150⁰С. Те могат да издържат на налягане от около 500 atm и могат да се използват в агресивни среди и дори в условия на повишена опасност от експлозия.

Магнитни крайни разновидности

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

Тръстиковият превключвател съдържа един или два контакта, изработени от специален материал - феромагнит. Магнитният ограничител е с малки размери. Поставя се в корпус от пластмаса или стъкло и се монтира в електрическа верига при прекъсването му.

Контактите в такъв ключ могат да бъдат отворени, затворени или превключваеми. При устройства от първия тип контактът се затваря при задействане. Нормално затворените контакти се отварят при подобни обстоятелства, а комутираните контакти се държат според ситуацията.

Изборът на модел зависи от конкретни обстоятелства. Рийд превключвателите се използват при проектирането на плъзгащи се порти. С тяхна помощ конструкцията се спира при достигане на крайно положение при отваряне или затваряне.

Някои модели поплавъци се използват като част от охранителна аларма на входа на къща. Когато вратата е затворена, веригата е затворена поради влиянието на магнитното поле върху крайния превключвател. Отварянето на вратата провокира движението на магнита и отварянето на контакта, предизвиквайки включване на алармата.

Когато инсталирате магнити, вземете предвид тяхната полярност. Ако са инсталирани неправилно, те няма да изпълняват предназначените си функции.

Фактът, че в този дизайн няма механичен контакт, е негово предимство, което увеличава дълготрайността. Те се отличават с най-простата структура, базирана на взаимодействието на магнитно контролирани контакти с конвенционален магнит.

Правила и специфики на свързване

Въпреки че самите крайни изключватели са проектирани доста просто, те се използват в оборудване със сложни електрически вериги. Следователно тяхното свързване трябва да се извършва от специалисти и стриктно съгласно принципните схеми, въз основа на техническите характеристики.

Нека да разгледаме пример за свързване на прост механичен превключвател в 3D принтер. Това е необходимо, за да се зададат крайните координати за превозването му. Щепселният краен изключвател е с 3 контакта - COM, NO, NC. Когато сензорът е отворен, първият и последният контакт са на +5V. Вторият контакт (NO) е заземен.

На схемата контактите COM (1) и NO (2) са в затворено състояние, а COM и NC (3) са отворени. Когато каретката на принтера достигне крайната си позиция, контактите COM и NC се свързват и тя отскача с 2 mm

Сензорът се свързва с два проводника - червен и черен. Когато устройството се задейства, трябва да чуете типично щракване. Индикаторният ключ е свързан по същия начин, но има и трети проводник - зелен.

Активирането му се индикира от светещ светодиод и щракване. Конекторите му на платката имат обозначения: за червения проводник V (+5 V), за черния - G (маса), за зеления - S (сигнал).

Същите букви обозначават конекторите на оптичния превключвател. Той ще контролира по-точно работата на каретата, но може да се повреди при прашни условия и слънчева светлина.Активирането на оптичната двойка е придружено от включване на светодиод и става напълно безшумно.

Крайните изключватели се използват широко от производителите на мебели, инсталирайки ги в гардероби. Свързването се извършва съгласно инструкциите, приложени към всеки модел. Диаграмата показва местоположението на закрепването на пластмасовата конструкция с ключа. За средната врата трябва да се монтира така, че да не пречи на правилното движение на другата секционна врата по водачите.

Диаграмите показват процедурата за свързване на крайни изключватели за плъзгащи се врати в плъзгащи се гардероби (вариант b) и за люлеещи се врати (вариант a)

Ако е монтиран краен изключвател за люлееща се врата, той се фиксира с помощта на самонарезни винтове вътре в шкафа. Когато вратата е затворена, бутона натиска, отваря веригата и осветлението не работи. При отваряне вратата освобождава бутона и осветлението се включва.

Маркировка на крайния превключвател

Всяко от тези превключващи устройства е съответно маркирано. Като го дешифрирате, можете да получите цялата информация за конкретен модел краен превключвател. Ако върху него има запис VU222M, това означава, че това е краен изключвател от серията VU222. Подвижният елемент е модернизиран лост.

Тази блокова схема показва символа на краен прекъсвач, предназначен за работа в управляващи вериги, работещи от променлив и постоянен ток с максимално напрежение 660V

Нека да дешифрираме подробно, например, маркировката на превключвателя VP 15M4221-54U2. Снабден е с един подвижен активен елемент от серия 15. Има един изключващ контакт и един прекъсващ контакт, оборудван с тласкач с ролка.

Нивото на защита е IP54 от страната на задвижването, "U" показва климатичната версия, а числото 2 показва категорията на разположение. Продуктът отговаря на TU U 31.2-25019584-005-2004.

Водещи производители в сегмента

Много компании произвеждат такива сензори. Сред тях има признати лидери. Сред тях е немската компания Sick, като основен производител на толкова висококачествени продукти. Autonics доставя на пазара безконтактни крайни изключватели от индуктивен и капацитивен тип.

Висококачествените безконтактни сензори се произвеждат от руската фирма ТЕКО. Характеризират се със свръхвисока херметичност (IP 68). Тези крайни изключватели работят в най-опасните среди, включително експлозивни, и са налични различни методи за инсталиране.

Крайните превключватели на украинския производител Promfactor са популярни. Тук се произвеждат ключове и крайни изключватели ВП, ПП, ВУ. Гаранцията при спазване на всички правила за експлоатация е 3 години.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Популярни за крайния превключвател:

Видео #2. Инсталиране на HF на домашна CNC машина:

Целта на крайните изключватели може да бъде много различна. Използват се както в сложни индустриални системи, така и в ежедневието, за да повишат нашия комфорт. Основното е, че те трябва да бъдат свързани към електрическата верига само след като напрежението е напълно премахнато.

Моля, напишете коментари в блока по-долу. Може би ще споделите информация, която ще бъде полезна за посетителите на сайта. Оставете публикации с препоръки, публикувайте снимки по темата, задавайте въпроси.