Koskettimien ja kosketuksettomien matkakytkimien vertailu

Teollisuusautomaatiossa piirejä käytetään laajalti ajo- (asento-) kytkimet ja kytkimet useita malleja, jotka on suunniteltu ohjaamaan eri tuotantomekanismien asentoa ja jotka perustuvat näiden mekanismien liikkeen muutoksiin sähköisessä signaalissa.

Asentokytkimillä voidaan suorittaa myös muita toimintoja kuin tuotantomekanismien asennonohjaus, esimerkiksi pyörimiskulman, tason, painopaineen säätö jne.

Suuntakytkimet ovat laitteita, joilla on erillinen toiminta ja jotka toimivat kasvuperiaatteella, eli ne reagoivat vain ohjatun mekanismin asennon muutokseen. Tapakytkimien lähtösignaali on moniselitteinen funktio mekanismin liikkeestä tietystä alkuasennosta.

Tievaihteiden tyypit

Paikkakytkennän periaatteista riippuen kytkentämenetelmä on jaettu:

• mekaaninen kosketin, joka on tehty kytkentäkoskettimilla ja kosketusherkillä elementeillä;

• staattinen kosketin (magnetomekaaninen), jonka herkkä elementti on kosketukseton ja kytkentäelementti on kosketin;

• staattiset kosketuksettomat, herkät ja kytkentäelementit, joista on valmistettu kontaktittomia.

"Switching - stop" -solmun kontaktiluonteessa, toisin sanoen ohjauselementin (tuloohjaussignaalin) ja herkän elementin välisen yhteyden kontaktiluonteessa, tätä solmua kutsutaan mekaaniseksi ja kosketuksettomassa - staattiseksi. .

Suunnittelusta riippuen kytkimet voidaan yhdistää tai erotella. Ensimmäisessä tapauksessa herkät ja kytkentäelementit sijoitetaan yhteen koteloon ja toteutetaan rakenteellisesti kokonaisuutena. Toisessa herkkä elementti voi sijaita useiden kymmenien ja satojen metrien etäisyydellä kytkimestä.

Polkukytkimen magneettikentän vääristyminen saadaan aikaan muuttamalla parametreja magneettinen piiri herkkä elementti. Muuttuvia parametreja voivat olla myös aktiivinen pinta-ala ja ilmaraon koko magneettinen permeabiliteetti magneettinen piiri.

Tällä hetkellä mekaanisten koskettimien asentokytkinten käyttöalue teollisuusautomaatiossa on kapenemassa ja herää kysymys tällaisten asentokytkinten hyödyttömyydestä automaattisten ohjausjärjestelmien rakentamiseen.

Jälkimmäinen johtuu seuraavista syistä:

1. Kytkinpysäytyskokoonpanon suunnittelun monimutkaisuus johtuu useiden parametrien sallittujen vaihteluiden rajojen tiukkuudesta, mikä aiheuttaa merkittäviä vaikeuksia sen valmistuksessa ja säätämisessä.

2. Tämän laitteen tarkkuusominaisuuksien suhteellisen korkea kriittisyys epävakauttavien tekijöiden vaikutukselle (kosketuspintojen kuluminen, kiinnikkeiden löysyys, liikkuvien elementtien kohdistusvirhe jne.).

Useita mekanismien suunnitteluratkaisuja ei voida toteuttaa ollenkaan mekaanisten kosketinkytkimien perusteella. Näitä ovat mekanismit, jotka vaativat liikekytkinten korkeita sallittuja nopeutta ja taajuutta.

Jos tiekytkimen vaadittua toimintanopeutta voidaan vähentää mekanismin ylimääräisten kinemaattisten linkkien vuoksi, jotka muun muassa heikentävät ohjausjärjestelmän laatuominaisuuksia (erityisesti tarkkuusparametreja), sallittu toimintataajuus ( erottelukyky) eivät voi lisääntyä rakenteellisista komplikaatioista.

Katso myös: Rajakytkinten ja kytkinten asennus

Mikä tässä tapauksessa on syy asennonvaihdon mekaanisen kosketusperiaatteen laajalle levinneisyydelle? Vastausta tähän kysymykseen tulee etsiä kahdesta näkökulmasta: olemassa olevista automaattisten ohjausjärjestelmien rakentamisen periaatteista ja kosketinpolun kytkinpiirin eduista.

Kosketinpolkukytkimien edut

Mekaanisille kosketinkytkimille, jotka yleensä toteutetaan monipiirilähdöllä, ovat seuraavat edut:

• korkea kytkentäsuhde;

• korkea ominaissäätöteho (mukana olevan tehon suhde kokonaismittoihin);

• yleisyys, eli kyky kytkeä sekä tasa- että vaihtovirtapiirejä;

• laaja valikoima mukana tulevia jännitteitä;

• vähäinen sisäinen energiankulutus (pieni kosketinten transienttiresistanssi suljetussa tilassa);

• toiminnan tarkkuuden ja vakauden alhainen riippuvuus säädetyn tehon muutoksista.

Kosketinpolkukytkimien haitat

Näiden laitteiden mekaanisen kosketuksen periaate ei useinkaan salli automaatiojärjestelmien kohonneiden luotettavuuden, kestävyyden ja tarkkuuden vaatimusten täyttämistä. Lisäksi mekaaniset koskettimet ovat erittäin herkkiä erilaisten ilmastotekijöiden vaikutuksille (erityisesti matalissa lämpötiloissa).

Mekaanisille kosketinkytkimille on tunnusomaista kytkentäpysäyttimen suurimman ja pienimmän liikenopeuden rajoitetut sallitut tasot, jotka ovat välillä 0,3 - 30 m / min, ja kytkentäpysäyttimen nopeuden lisääminen sallitun tason yläpuolelle johtaa jyrkkään laskuun kytkimen mekaanisessa kestävyydessä.

Tällaisissa kytkimissä kytkentävoiman toimintasuunnan sallitut poikkeamat suhteessa vivun akseliin ovat hyvin pieniä, ja niiden ylittäminen johtaa mekaanisiin vaurioihin, erityisesti kytkimissä, joissa on etuvetotanko.

Relelähtöominaisuuksien (ohjausominaisuuksien) saamiseksi tällaisten kytkimien suunnittelussa on liipaisujousilaitteet. Vaadittu relelähtöominaisuuksien taso saavutetaan kytkimen kestävyyden huomattavan heikkenemisen kustannuksella, joka johtuu liipaisimessa toiminnan aikana tapahtuvista suurista dynaamisista jännityksistä.

Mekaanisissa hetkellisissä kosketinkytkimissä lähtöominaiskäyrän hystereesisilmukan (iskun ero) leveys saavuttaa merkittävän arvon, mikä on täysin mahdotonta hyväksyä useille teknisille prosesseille johtuen prosessointisyklin keston tuottamattomasta lisäyksestä.

Näiden vaihtajien liikeradan eron pienentäminen liittyy joko niiden suunnittelun monimutkaisuuden lisäämiseen tai koon kasvattamiseen. Lisäksi joissakin tapauksissa tarvitaan merkittäviä mekaanisia voimia mekaanisten kosketinkytkimien käyttämiseen.

Lähestymiskytkimien edut ja haitat

Edellä luetellut olosuhteet johtavat tarpeeseen kehittää laitteita, joissa ei ole mainittuja haittoja ja jotka samalla pystyvät suorittamaan samanlaisia ​​toimintoja. Tällaisia ​​laitteita ovat läheisyyskytkimet, jonka etuja ovat:

• merkittävä kestävyys korkealla luotettavuudella ja suurella sallitulla käyttötaajuudella;

• ei tarvita mekaanista voimaa käynnistettäessä, alhainen herkkyys tärinälle, kiihtyvyydelle jne.;

• parametrien merkityksetön herkkyys muutoksille suhteellisen monenlaisissa ulkoisissa olosuhteissa;

• operatiivisten palvelujen edellytysten parantaminen.

Lähestymiskytkimen alhaisen takaisinkytkennän ansiosta pysäytyskytkimen rakennetta yksinkertaistetaan merkittävästi ja samalla säilytetään tarkkuusominaisuuksien korkea stabiilius ajan mittaan. Lisäksi sähköisten ja mekaanisten koskettimien puuttuminen varmistaa näiden laitteiden palo- ja räjähdysturvallisuuden, mikä laajentaa merkittävästi niiden mahdollista käyttöaluetta.

Yksi kosketuksettomien rajakytkimien merkittävistä haitoista on monimutkaisuus toteuttaa monia rakennemuutoksia, jotka on helppo toteuttaa mekaanisissa kosketusrajakytkimissä.

Lähestymiskytkinlaite

Parametrityyppisten staattisten kosketuksettomien polkukytkimien toimintaperiaate perustuu herkän elementin synnyttämän magneetti- tai sähkökentän vääristymän käyttöön, kun sen alueelle ilmestyy ohjauselementti, jonka seurauksena epätasapainoinen tila. tapahtuu kytkimen sähköpiirissä ja lähtölaite laukeaa.

Staattiset läheisyyskytkimet valmistetaan useimmiten yhdellä lähtöpiirillä, ja joissakin kytkimissä käynnistykseen liittyy signaalin ilmestyminen lähdössä (suora kytkentävaikutus), toisissa - katoaminen (käänteinen kytkentävaikutus), mikä on vastaava. vastaavasti mekaanisten kosketinteiden sulkemis- ja avauskoskettimiin.

Jos rele-läheisyyskytkinpiirissä on vahvistinelementti, anturielementin lähtöparametri voi olla jatkuvassa toiminnallisessa riippuvuudessa ohjatusta liikkeestä.

Tällä hetkellä käytetään lukuisia kosketuksettomien ajokytkimien suunnittelumuunnelmia, jotka eroavat herkkyyden tasosta (työraon koosta), raon sijainnista tai herkän elementin tasosta suhteessa asennustasoon, suunnan suhteen. johtojohdot, anturielementin portaiden lukumäärä (urallinen suunnittelu), raon syvyys, liitäntäjohtojen pituus, syöttöjännitteen taso, suojauksen luonne ympäristön vaikutuksilta jne.

Kontaktittomien liikekytkinten käyttömahdollisuudet määräytyvät niiden sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksien parametrien mukaan.

Sähköiset parametrit sisältävät:

• lähtösignaalin luonne ja lähtöpiirien lukumäärä;
• kulutus ja lähtöteho;
• lähtösignaalin muoto; vastuksen ja jännitteen kytkentäkerroin (muuntajatyyppisille kytkimille);
• ajoitusominaisuudet (laukaisu- ja laukaisuajat) ja laukaisutaajuus (resoluutio);
• syöttöjännitteen tasot ja muoto sekä niiden poikkeamien sallitut rajat.

Mekaanisia suorituskykyparametreja ovat:

• herkkyys (työskentelyraon koko),
• mitat ja liitännän mitat;
• tarkkuusominaisuudet (suuret ja lisävirheet) ja iskuero;
• asennusominaisuudet (kytkentäjarrujen tyypit ja asennustapa, palautteen taso, kytkimen asennus ja asennus);
• melusuojaustaso.

Katso lisätietoja läheisyyskytkinlaitteesta ja kytkimistä täältä: Kosketuksettomat anturit mekanismien asentoon

Ivenski Yu.N.Kontaktittomat matkakytkimet teollisuusautomaatiossa