Руководство по конечным выключателям: Выбор, подключение, устранение неисправностей и применение

Что такое концевой выключатель?

Концевой выключатель - одно из самых распространенных и важных электромеханических устройств в промышленной автоматизации. Проще говоря, это датчик, который преобразует механическое движение в электрический сигнал.

В основном они используются для определения того, когда объект (роботизированная рука, коробка на конвейере или поршень цилиндра) прибыл в заданное физическое место или предел перемещения объекта. Когда объект контактирует с приводом переключателя, внутренний набор контактов быстро срабатывает, изменяя состояние электрической цепи - обычно размыкая (нормально замкнутый, NC) или замыкая (нормально разомкнутый, NO) цепь. Это действие посылает сигнал на контроллер (например, ПЛК или реле).

Концевые выключатели широко распространены в сфере автоматизации благодаря трем ключевым преимуществам: прочности, высокой надежности и простоте установки. Они способны выдерживать экстремальные промышленные условия, включая пыль, влагу, масло и сильные механические удары. Это делает их оптимальным элементом для определения положения в промышленной среде, где важна высокая стабильность.

Как это работает: Движение к сигналу

Основой концевого выключателя является его Механико-электрический преобразовательный механизм. Хотя модели и приводы различаются, основной принцип неизменен:

1. Нормальное состояние: При отсутствии внешнего объекта контакты переключателя остаются в нормальном состоянии. Например, нормально разомкнутые (NO) контакты разомкнуты, а нормально замкнутые (NC) - замкнуты.
2. Включение начинается: Движущийся объект соприкасается с приводом (например, роликом или плунжером) и толкает его. Это механическая сила, которая затем действует на внутренний пружинный механизм.
3. Механизм действия щелчка: Механизм защелкивания используется в большинстве промышленных концевых выключателей. При перемещении привода в заданное положение (рабочую точку) внутренняя пружина быстро и резко изменяет состояние контактов. Такое быстрое переключение имеет большое значение, поскольку сводит к минимуму образование дуги и отскакивание контактов, что способствует увеличению срока службы выключателя.
4. Сигнальный выход: Изменение состояния контакта (замыкание НО, размыкание НЗ) завершает преобразование механической энергии в электрическую. Затем этот электрический сигнал передается в ПЛК или другую схему управления для запуска следующего действия или логики.
5. Перезагрузка:Когда объект отталкивается от привода, внутренняя возвратная пружина возвращает привод и контакты в исходное нормальное положение. После этого переключатель готов к следующему циклу обнаружения.

Типы и механизмы приводов

Хотя фундаментальная концепция концевых выключателей остается неизменной, в зависимости от привода и метода считывания они имеют различные типы, отвечающие требованиям различных областей применения.

Механические концевые выключатели

Они наиболее распространены и срабатывают при физическом контакте. Их название обычно основано на форме и движении актуатора (части, которая касается целевого объекта):

Механические переключатели являются прямыми, надежными и производят сильный выходной сигнал. Однако их недостатком является то, что они требуют физического контакта, что приводит к механическому износу. Если вы затрудняетесь с выбором, зайдите сюда, чтобы узнать больше о типах концевых выключателей.

Если вы затрудняетесь с выбором, зайдите сюда, чтобы узнать больше о типы концевых выключателей.

Бесконтактные концевые выключатели

Эти датчики также функционально ограничивают или определяют положение. Однако они не зависят от физического контакта. Их принято называть датчиками приближения. Они используются для замены механических концевых выключателей в высокочастотных системах или там, где контакт запрещен:

• Индуктивный: Обнаружение металлических предметов с помощью электромагнитных полей.
• Емкостные: Обнаруживает объекты из любого материала (металл, пластик, жидкость), ощущая изменения емкости, часто связанные с отсутствием объекта.
• Фотоэлектрический: Обнаружение объектов с помощью светового луча (сквозного, светоотражающего или диффузно отражающего).

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о типы датчиков приближения чтобы помочь вам с выбором.

Практические советы по установке и подключению

Надежность электрического выключателя в значительной степени зависит от правильности установки и подключения. Неправильная установка может привести к ложным срабатываниям, высокочастотному износу или повреждению системы управления.

Основы контактной и проводной связи

Конфигурации контактов концевых выключателей обычно включают:

• Нормально открытый (NO): Контакты разомкнуты, когда привод не активирован; они замыкаются, когда привод активирован.
• Нормально закрытый (NC): Контакты замкнуты, когда привод не активирован; они размыкаются, когда привод активирован.

При выборе способа подключения для аварийного останова или защитной блокировки часто используются размыкающие контакты (цепи безопасности). Это связано с тем, что при обрыве кабеля или отключении питания контакты немедленно размыкаются, что служит сигналом для предупреждения или остановки оборудования. Схема подключения концевого выключателя покажет общую клемму и порядок выполнения электрических соединений. Это обеспечивает повышенную безопасность.

Установочное положение и настройка хода

• Избегайте чрезмерных поездок: При установке необходимо убедиться, что объект не будет сильно ударять по приводу после его срабатывания. Превышение хода является основной причиной износа и повреждения механических концевых выключателей.
• Выберите правильную триггерную точку: Идеальная установка обеспечивает срабатывание привода только при достижении объектом точного положения, оставляя достаточно места для сброса.
• Охрана окружающей среды: Выберите корпус выключателя с соответствующим Класс защиты IP или NEMA в зависимости от условий окружающей среды (например, влажность, запыленность, масляный туман). Это обеспечивает надлежащую герметичность. Например, IP67 означает пыленепроницаемость и водонепроницаемость при определенных условиях.

Руководство по выбору: Выбор правильного выключателя

Правильный выбор - основа стабильной работы оборудования в течение долгого времени. Факторы, которые необходимо учитывать при выборе концевого выключателя, сложнее, чем ожидалось, и включают в себя электрические, механические и экологические аспекты. Крайне важно правильно подобрать широкий выбор размеров и моделей.

Механический ресурс и воспроизводимость

• Механический ресурс: Количество переключений, которые может выдержать переключатель. Высокочастотные приложения требуют высококачественных переключателей со сроком службы в десятки миллионов циклов.
• Повторяемость: Постоянство положения точки срабатывания при выполнении нескольких операций. Для высокоточных систем позиционирования (например, станков с ЧПУ) необходимо выбирать модели с высокой повторяемостью.

Электрическая нагрузка и скорость реакции

• Электрическая нагрузка: Контакты переключателя должны надежно выдерживать ток цепи управления. Следует различать резистивные нагрузки (например, индикаторные лампы) и индуктивные нагрузки (например, катушки реле, электромагнитные клапаны). Индуктивные нагрузки создают электрическую дугу, что требует более высоких номиналов контактов или использования схем защиты. Обязательно проверьте номинальное напряжение.
• Скорость отклика: Высокоскоростные системы позиционирования (например, скоростные конвейеры) требуют быстродействующих переключателей. Бесконтактные датчики в этом отношении обычно лучше механических.

Окружающая среда и соображения надежности

• Вибрация и удары: Для оборудования с высокой вибрацией следует выбирать переключатели с прочным корпусом и антивибрационной конструкцией. Это предотвращает случайное отскакивание контактов, когда они не срабатывают.
• Температура и химическая коррозия: Экстремально высокие или низкие температуры, а также среда с кислотными или щелочными химикатами требуют, чтобы корпус и уплотнения были изготовлены из коррозионностойких и термостойких материалов.

OMCH предлагает обширную линейку продуктов и единую поддержку при выборе

При затруднении с выбором очень важно выбрать надежного поставщика компонентов промышленного управления.

Компания OMCH была основана в 1986 году. Это глобальный производитель, сочетающий в себе научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, производство и маркетинг средств промышленной автоматизации и низковольтной электротехнической продукции. Основным направлением деятельности OMCH является производство компонентов промышленного управления и низковольтной электротехнической продукции. Компания будет стремиться предложить преимущества полного охвата / нескольких категорий / нескольких спецификаций, и станет вашим надежным поставщиком компонентов промышленного управления.

Такая специализация и широкая линейка продукции обеспечивают покупателю особое универсальное решение: Вы можете получить полный набор компонентов, от источников питания (импульсные источники питания), основных компонентов управления (различные концевые выключатели, бесконтактные выключатели, реле), защиты распределения питания (автоматические выключатели) до исполнительных механизмов и разъемов - и все это в компании OMCH. Это включает в себя различные подсистемы автоматизации без необходимости ездить к разным поставщикам.

OMCH располагает более чем 3 000 моделей/спецификаций. Продукция соответствует внутренним и международным стандартам сертификации, таким как IEC, GB/T14048.10, CCC, CE, RoHS и ISO9001. Благодаря этому качество продукции соответствует международным стандартам. Обширный и глубокий ассортимент продукции, годовая гарантия и круглосуточная техническая поддержка быстрого реагирования обеспечивают системным конструкциям более 72 000 клиентов по всему миру прочную базу доверия и конкурентоспособности.

Распространенные неисправности концевых выключателей и их устранение

Несмотря на то, что концевые выключатели известны своей надежностью, они часто выходят из строя в жестких промышленных условиях. Важно понимать и устранять эти неисправности.

Промышленные применения и тематические исследования

Концевые выключатели применяются практически во всех областях промышленной и гражданской автоматизации, где требуется датчик положения в механизмах.

Конвейерные и погрузочно-разгрузочные системы.

Конвейерные и погрузочно-разгрузочные системы

• Подсчет и сортировка материалов: Концевой выключатель может быть установлен в конце конвейерной ленты, чтобы сигнализировать о наличии пакета для запуска процесса сортировки или подсчета предметов.
• Система защиты от столкновений и остановки: Это аварийный или аварийный выключатель в конце конвейера или паллетного пути, чтобы исключить сход предметов с пути.

Обработка и станки

• Защита от превышения пределов путешествия: Установка концевых выключателей на концах осей X, Y и Z станка с ЧПУ в качестве защиты оборудования. Это поможет избежать выхода движущихся частей за пределы рабочего диапазона и удара о корпус станка.
• Обнаружение инструментов: Применяется в сложных системах смены инструмента для обеспечения правильной посадки инструмента.

Краны и лифтовые системы

• Ограничение по подъему: Установка концевого выключателя на мостовых кранах для предотвращения чрезмерного подъема крюка. Это гарантирует, что подъемник не превысит свой предел, и является очень важным механизмом блокировки безопасности.
• Блокировка двери: Применяется в дверях лифтов или промышленных печей для обеспечения полного закрытия двери до того, как система управления разрешит работу оборудования, для защиты персонала.

Заключение

Концевой выключатель - это ключевой элемент промышленной автоматизации, который играет важную роль в обеспечении критического позиционирования и безопасности. Чтобы обеспечить долговременную и стабильную работу системы, инженерам необходимо освоить не только определение, но и выбор и обслуживание.

Важно выбрать хорошего поставщика, который обеспечит полную поддержку. Компания OMCH является профессиональным дистрибьютором деталей для промышленного управления. Мы предлагаем полный ассортимент сертифицированных концевых выключателей. Мы гарантируем надежную установку и обслуживание систем благодаря преимуществу покупки по принципу "одного окна" и международной сервисной сети.

OMCH предлагает полный пакет услуг - от датчиков и управления до распределения электроэнергии. Это ваш надежный партнер в области промышленного управления.