ДЗ

Раздел №1

БЕСКОНТАКТНЫЕ ПУТЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ

ПУТЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Путевые (концевые) выключатели необходимы для включения/отключения электрических цепей. Применяются в станках,

конвейерах, подъемных устройствах, в системах сигнализации, откатных воротах. Отличаются принципом работы, назначением, функциональностью и конструктивными особенностями.

Виды путевых выключателей

Принцип действия путевого выключателя основан на управлении одной или несколькими электрическими системами. Устройство принудительно включает или выключает цепь при достижении узла (блока, привода)

определенного места.

Примеры: остановка каретки станка в крайнем положении, отключение электропривода откатных ворот в полностью закрытом (открытом) состоянии.

Помимо требований к техническим характеристикам при выборе учитывается принцип действия концевых выключателей. Он влияет на эксплуатационные особенности, надежность, возможность применения в определенных технологических процессах, конструкциях, станочном оборудовании.

Механические путевые выключатели

Принцип действия основан на механическом воздействии на активную часть. Происходит замыкание (размыкание) одного или нескольких групп контактов. Сигнал передается на управляющее устройство. Особенности – надежность, простой монтаж и обслуживание.

Виды механических путевых выключателей:

роликовые

рычажные;

кнопочные

Механическая часть может подвергаться внешним воздействиям. В

частности, влажность и резкое снижение температуры провоцируют появление наледи. Она может блокировать контакты, что приводит к неправильной работе. При выборе определенной модели нужно обращать внимание на требования к условиям эксплуатации.

Рис. 1. Нажимной путевой выключатель

Нажимные выключатели выпускают в основном простого действия.

Выключатель состоит из основания 1, штока 4, опирающегося на сферическую поверхность втулки 7, неподвижных контактов 6, несущей мостики подвижных контактов 5. Для более надежного включения подвижные контакты 5 и неподвижные 6 поджимаются пружиной 2. При воздействии усилия шток 4 перемещается, и контактные мостики переключают, т.е.

отключают размыкающие контакты и включают замыкающие.

Рис. 2. Рычажной путевой выключатель

У выключателей моментного действия на клеммных основаниях 1

укреплены неподвижные контакты 2. Мостик подвижных контактов 6

смонтирован на рычаге 3. Подвижный (измерительный) рычаг 5 связан с поводком 10 не жестко, а через набор ленточных пружин 11 (во избежание отказа выключателя при поломке пружины). Планка 7 связана с рычагом 3.

При его повороте шарик 8 под действием пружины 9 заставляет планку 7

мгновенно переключать контакты в момент освобождения ее защелкой 13.

Контакты возвращаются в исходное положение под действием вилки 4 под любым углом в пределах 45о от оси выключателя.

Магнитные выключатели

Принцип работы основан на взаимодействии двух и более контактов из ферромагнетика. При приближении друг к другу возникает замыкание цепи.

Это исключает прямое механическое воздействие путевого выключателя и активной ответной части, что важно для сложных условий эксплуатации.

Рис. 3. – Магнитный выключатель

Особенности магнитных моделей:

на работу не влияет перепад температур и влажность;

небольшие габаритные размеры;

отсутствие подвижных частей влияет на срок безремонтной эксплуатации.

Из-за относительно простой компоновки изготавливают небольшие магнитные выключатели, что расширяет возможности их применения. Однако возможны ограничения из-за требований к времени срабатывания.

Бесконтактные путевые выключатели

В отличие от предыдущих, бесконтактные датчики положения не имеют электрических контактов в выходной цепи (отсюда и название).

Принципиальная схема изображена на рис. 4. Принцип действия

Ультразвуковые. Действие основано на изменении амплитуды звукового сигнала. По такому же принципу делают датчики движения.

Рис. 7. Внешний вид ультразвукового датчика

Преимущество путевых (концевых) выключателей заключается в возможности применения в одной схеме нескольких моделей. Это позволяет оптимизировать процессы, увеличивает надежность системы.

ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ

Контактные датчики

Контактные конечные выключатели прямого действия. У этих датчиков перемещение управляющего элемента механически жестко, напрямую,

связанно с перемещением подвижного элемента выходной контактной группы

(отсюда и название). Типичным представителем датчиков данного типа является конечный выключатель серии ВПК 21. Последние две позиции в маркировке обозначают исполнение рабочей головки выключателя и типоразмер контактной группы.

Конструкция выключателя приведена на рис.8. Плунжер 1 сменной рабочей головки 2 связан с ползуном 3 контактного мостика 4 через герметичную мембрану 5. Ползун снабжен возвратной пружиной 6. Во избежание поломки контактов при большом ходе плунжера контактный мостик снабжен компенсаторной пружиной 7. Контактный мостик может в зависимости от положения плунжера замыкать цепь или между нормально замкнутыми 8, или между нормально разомкнутыми 9 контактами. Все элементы, за исключением рабочей головки, размещаются в герметичном

корпусе из силуминового сплава 10. Корпус снабжен тремя резьбовыми гнездами. При монтаже ненужные гнезда закрываются заглушками 11, а в остальные вворачиваются герметичные сальниковые вводы проводов 12. Так как электрическая часть выключателя полностью герметична, выключателю присвоена категория размещения У3 (под открытом небом, в умеренном климате).

Рис. 8. Дискретные контактные датчики положения: а – конечный выключатель ВПК 211; б – микропереключатель типа МП; 1 – плунжер; 2 – рабочая головка; 3 – ползун; 4 – контактный мостик; 5 – мембрана; 6 – возвратная пружина; 7 – компенсаторная пружина; 8 – нормально замкнутые контакты; 9 – нормально разомкнутые контакты; 10 – корпус; 11

– заглушка; 12 – сальниковый ввод; 13 – выходные клеммы; 14 – контактный мостик

Оптический датчик – это электронный прибор компактного размера,

оценивающий параметры объекта, попадающих в зону действия, за счет обработки светового излучения разного диапазона. Они классифицируются на несколько типов в зависимости от конструктивных и других особенностей, но принцип действия у этого оборудования одинаковый в каждом случае.

Порядок активации оптического датчика определяется производителем,

т.е. последний задает конкретные условия, при наступлении которых прибор включается. Активация датчика происходит в момент, когда световое излучение, попадающее на устройство, приобретает достаточную интенсивность.

Принцип действия данного прибора основан на способности встроенной электроники распознавать изменения характера свечения. Датчик активируется в момент, когда световой поток беспрепятственно попадает на устройство. Но в случае его прерывания прибор перестает работать. В этот момент на компьютер поступает соответствующий закодированный сигнал, и

оператор получает информацию о наличии объекта в зоне действия датчика.

Конструкция устройства

Оптические датчики состоят из приемника и источника светового излучения. Оба компонента лежат в основе каждого прибора.

При этом источник излучения (излучатель) состоит из:

корпуса – отвечает за защиту элементов конструкции излучателя и предупреждает повреждения, возникающие из-за механического воздействия, изготавливается из латуни или полиамида;

генератора – формирует электрические импульсы, поступающие на излучатель;

излучателя, представленного в виде компактного светодиодного механизма, – испускает световой поток в заданном диапазоне;

системы оптики – отвечает за направление, в котором испускается световое излучение;

индикатора – показывает готовность датчика к работе.

Всостав приемника входят:

оптика – отвечает за прием и передачу светового луча к преобразователю;

фотоприемник – трансформирует световое излучение в электрический сигнал;

усилитель – увеличивает интенсивность сигнала до значения, которое может «считать» прибор;

пороговый элемент – регулятор крутизны фронта сигнала переключения;