Схема подключения кнопочного выключателя: цепи «Пуск-Стоп», «НО/НЗ» и цепи с фиксацией положения

Если вы искали “схему подключения кнопочного выключателя”, то, скорее всего, у вас в руках находится одно из двух совершенно разных устройств: небольшая электронная кнопка с двумя, четырьмя или пятью контактами либо промышленная кнопка с винтовыми клеммами, предназначенная для панели управления оборудованием. Данное руководство посвящено второму случаю, когда кнопки управляют контакторами, двигателями и целыми машинами. Однако первый шаг — определение назначения клемм — одинаков в обоих случаях. Проработайте разделы по порядку. К концу вы сможете подключить пуско-остановочную станцию, объяснить, почему она работает, и заказать подходящую замену, когда старая кнопка выйдет из строя.

«Знайте свои кнопки»: клеммы и разница между кнопками с кратковременным и фиксирующим действием

Прежде чем приступать к подключению, необходимо узнать, что находится внутри кнопки. В большинстве кнопочных переключателей имеется общая клемма и одна или две контактные клеммы, а надписи указывают назначение каждого контакта.

NO (нормально открытый) означает, что в состоянии покоя цепь разомкнута: ток протекает только при нажатии кнопки. NC (нормально закрытый) в состоянии покоя пропускает ток, а при нажатии замыкается. COM или C — это общий вывод, используемый обоими устройствами. Подсвеченные кнопки добавляют ещё два вывода для лампы. В промышленных устройствах эти выводы для лампы изолированы от контактов выключателя и подключены в отдельную цепь (подробнее — в разделе 3).

Если маркировка стёрлась, как это часто бывает на старых машинных кнопках, определите контакты с помощью мультиметра в режиме проверки целостности цепи. Отключите питание, прикоснитесь щупами к двум клеммам и нажмите на привод. Пара, которая находится в разомкнутом состоянии в покое и издаёт звуковой сигнал при нажатии, — это NO. Пара, которая издаёт звуковой сигнал в покое и размыкается при нажатии, — это NC. Продолжайте проверять, пока не найдёте общую клемму, которая соединяется с обеими парами.

Перед началом любой прокладки проводов важно учесть ещё одно различие. Кратковременный Кнопки (с пружинным возвратом) замыкают контакт только при удержании. Фиксация Кнопки с функцией «удержания» остаются в нажатом состоянии после одного нажатия до тех пор, пока вы не нажмете их снова. Обе разновидности доступны в любой конфигурации контактов, и именно это различие определяет, как должна быть выполнена проводка. Об этом и пойдет речь в следующем разделе.

Подключение кнопки напрямую к нагрузке: когда прямое подключение работает, а когда — нет

Естественным инстинктом является подключение кнопки напрямую к тому, чем она управляет, и в трёх случаях это вполне допустимо:

1. Кнопка с фиксацией, управляющая простой резистивной нагрузкой. Нажмите один раз — устройство включится; нажмите ещё раз — выключится. Например, лампа, обогреватель или вентилятор.
2. Кнопка кратковременного действия, используемая для пошагового перемещения. Устройство, которое работает только до тех пор, пока оператор удерживает кнопку. Стоит отпустить кнопку — оно останавливается: это особенность, а не неисправность.
3. Кнопка мгновенного действия, подающая сигнал на вход ПЛК или контроллера. Логика, которая “управляет” командой, реализована в контроллере, а не в кнопке.

Что не работает, так это Кнопка мгновенного запуска, подключенная напрямую к двигателю когда вы ожидаете, что он продолжит работу после того, как вы уберете палец. При отпускании контакты размыкаются, и двигатель останавливается. Именно эта неисправность часто обсуждается на форумах по электротехнике. Владельцы оборудования подключают надлежащий пуско-остановочный блок напрямую к двигателю, обнаруживают, что он не работает, и не могут найти схему, объясняющую причину. Еще хуже — запускать двигатель, подключив его к розетке, пока пуско-остановочный блок находится в режиме ожидания: в этом случае отсутствует логика пуска и остановки, нет защиты от перегрузки и нет возможности быстро остановить двигатель.

В старом сленге это называется 2-проводная и 3-проводная системы управления. Двухпроводная схема означает, что кнопка находится в цепи питания: нажмите — запуск, отпустите — остановка (импульсный режим). Трехпроводная схема — это схема, при которой двигатель продолжает работать после отпускания кнопки запуска благодаря проводу, проходящему через собственный вспомогательный контакт контактора. Обратите внимание на несоответствие с терминологией в сфере электроники, где термины “2-контактный” и “3-контактный” относятся к количеству выводов кнопки. Одни и те же слова, но разные значения.

Если ваша кнопка является мгновенной, а нагрузка должна оставаться включенной, одной кнопки для этого недостаточно. Задача удержания нагрузки ложится на контактор или реле, и именно этому будет посвящен следующий раздел.

Подключение кнопки «Пуск–Стоп»: пошаговое объяснение принципа работы схемы с герметичным замыканием

Контактор — это переключатель с электрическим удержанием. При подаче напряжения на его катушку главные контакты замыкаются и остаются в замкнутом состоянии до тех пор, пока на катушку не перестанет поступать питание. Кнопка лишь подает сигнал на катушку; катушка удерживает цепь в замкнутом состоянии. Именно в этом заключается принцип работы схемы с “удержанием” (замыканием), лежащей в основе принципа “нажмите кнопку пуска один раз, работа будет продолжаться до тех пор, пока не нажмете кнопку остановки”. Для небольших нагрузок постоянного тока ту же функцию выполняет реле со вспомогательным контактом.

Как подключается цепь уплотнителя

При отключенном питании сборки соберите схему в следующем порядке:

1. От источника питания системы управления (например, 220 В переменного тока или 24 В постоянного тока, через небольшой предохранитель) подключитесь к одной из сторон контакт «нормально закрытый» кнопки остановки.
2. С другой стороны кнопки остановки перейдите к клемме катушки A1.
3. От клеммы A2 катушки верните провод на другую сторону источника питания системы управления.
4. Подключите контакт «НО» кнопки запуска, включенный параллельно вспомогательному контакту «НО» контактора, и разместите эту параллельную пару на пути от кнопки остановки до A1.

В режиме ожидания ничто не получает питание. Нажмите начало, и когда его нормально открытые (NO) контакты замыкаются, катушка получает питание, и контактор срабатывает. В тот же момент замыкается вспомогательный контакт, поскольку он механически связан с основными контактами. Поэтому при отпускании кнопки пуска катушка продолжает получать питание через вспомогательный контакт. Нажмите остановиться: контакты нормально закрытого реле размыкаются, катушка отсоединяется, и цепь возвращается в исходное состояние.

Если вы рисуете это по памяти, придерживайтесь одного правила: Кнопки запуска подключаются параллельно, а кнопки остановки — последовательно. Это предложение и есть вся схема «seal-in».

Почему кнопка «Стоп» должна быть нормально замкнутой

Кнопка остановки является кнопкой нормально закрытого типа, поэтому она расположена последовательно с катушкой. Любой фактор, разрывающий этот контур, приводит к отключению контактора: обрыв провода, ослабленная клемма, неисправный контакт. Все это останавливает машину. Это и есть направление обеспечения безопасности. Теперь представьте, что кнопка остановки типа «нормально открытый» (NO) подключена параллельно к катушке. Чтобы остановить машину, вам придётся замкнуть её, а обрыв провода в цепи остановки незаметно лишит вас возможности остановить машину вообще. Когда машина не запускается, а кнопка остановки исправна, в первую очередь подозревайте цепь остановки типа «нормально закрытый» (NC). Окисленный или неправильно подключённый контакт NC — классическая причина неисправности.

Подключение подсвечиваемых кнопок и сигнальных лампочек

Промышленная кнопка со световым индикатором представляет собой две независимые цепи в одном корпусе. Контакты переключателя управляют цепью управления точно так же, как описано выше. Клеммы лампы подключаются к отдельному источнику питания с номинальным напряжением лампы, как правило, 24 В переменного или постоянного тока либо 220 В переменного тока, и эти два значения должны совпадать. Именно здесь привычки, унаследованные из области электроники, создают проблемы. У 5-контактной кнопки со светодиодом общий вывод переключателя и лампы соединены; у промышленной кнопки со световым индикатором этого нет. Если подключить лампу на 24 В к цепи на 220 В, она мгновенно выйдет из строя. Чтобы лампа горела всегда, когда работает станок, подключите её параллельно катушке контактора через ту же цепь остановки с нормально закрытыми контактами, чтобы она гасла при остановке станка. Сигнальные лампы работают по той же логике: они представляют собой ламповый узел в той же цепи управления.

Как только вы научитесь читать схему с герметичной конструкцией, вы сможете и диагностировать её. Именно это вам и понадобится, когда старая кнопка на машине наконец выйдет из строя.

Замена старой кнопки: определение типа, выбор характеристик, проверка новой кнопки

Большинство кнопок покупают люди, занимающиеся ремонтом оборудования, а не те, кто разрабатывает панели управления. Заказчик редко знает артикул детали. На кнопке оборудования просто написано “Пуск” и “Стоп”. Приведенная ниже инструкция подойдет как для ремонтника, так и для специалиста службы поддержки поставщика, с которым вы общаетесь по электронной почте.

Определить, что именно установлено

При отключенном питании:

1. Тест на поведение. Нажмите на кнопку и отпустите её. Контакты, которые остаются в замкнутом состоянии, являются контактами с фиксацией. Контакты, которые возвращаются в исходное положение под действием пружины, являются контактами мгновенного действия. В устройствах с контактором почти всегда используются кнопки мгновенного действия, поскольку удержание осуществляется за счёт цепи фиксации.
2. Тест связи. Используйте мультиметр в режиме проверки целостности цепи, найдите выводы COM, NO и NC, как описано в разделе 1, и подсчитайте количество контактных блоков. Обычно встречается один NO, один NC или по одному каждого типа (1NO1NC).
3. Физические характеристики. Измерьте размер отверстия в панели. Стандартным размером для промышленных кнопок является 22 мм, хотя в старых панелях могут встречаться элементы диаметром 25 мм или 30 мм. Обратите внимание, имеет ли кнопка подсветку, какое напряжение питает лампу, а также являются ли клеммы винтовыми или плоскоконтактными.

Что сказать поставщику

Для подачи полного запроса на замену необходимо заполнить семь полей; если заполнить меньше полей, возникает риск получения неверной детали и дополнительного простоя:

1. Поведение: мгновенные или с фиксацией (мгновенные — для цепей с контакторами)
2. Контакты: 1 NO, 1 NC или 1 NO, 1 NC
3. Освещение: нет или напряжение лампы (24 В или 220 В)
4. Крепление: диаметр отверстия в панели (стандартный — 22 мм)
5. Терминалы: винт, лезвие или другое
6. Оценка: значения тока/напряжения на контактах, по крайней мере, равные показателям старого устройства
7. Цвет: Зелёный — запуск, красный — остановка, жёлтый — пошаговый режим. Красный грибовидный выключатель — аварийная остановка

Тестирование после монтажа — и досадные сбои

После монтажа выполните три проверки. Нажмите кнопку «Пуск» и отпустите её: машина должна продолжить работу. Нажмите кнопку «Стоп»: она должна немедленно остановиться. Затем проверьте работу аварийной остановки, если она предусмотрена. Распространённые неисправности:

Если машина по-прежнему не останавливается или не фиксируется после нажатия кнопки «Сброс», то, как правило, неисправность заключается в цепи, а не в самой кнопке. Это подводит нас к правилам, изложенным в следующем разделе.

Дополнительные станции и аварийные остановки: правила параллельного и последовательного подключения

Как только вы поймёте принцип работы цепи с герметичным уплотнением, её расширение станет делом чистой логики.

Добавление второй кнопки запуска, например, на другом конце длинного агрегата: подключите её параллельно к имеющейся кнопке запуска. Замыкание любой кнопки запуска замыкает один и тот же цепной контур, поэтому любая из них запускает агрегат.

Добавление второй кнопки остановки, например, ограничитель задней бабки на токарном станке или ограничитель, установленный начальником у двери: подключите его последовательно с существующей кнопкой остановки в той же цепи ЧПУ. Нажатие любой кнопки остановки размыкает цепь катушки, поэтому любая из них останавливает станок.

Аварийные стоп-кнопки — это не обычные кнопки остановки. Аварийный выключатель представляет собой красный грибовидный привод на желтом фоне — это визуальный символ, установленный стандартом ISO 13850 по безопасности машин. Его контакты «нормально закрытые» (NC) размыкаются непосредственно и механически при нажатии, а фиксатор удерживает его в нажатом положении до тех пор, пока кто-либо намеренно не повернет или не вытащит его. Таким образом, выключатель сохраняет работоспособность даже при заваривании контактов или выходе из строя пружины. Подключайте контакты «нормально закрытого» типа аварийного выключателя в ту же последовательную цепь аварийных выключателей, дополняя обычную кнопку аварийного выключения, но ни в коем случае не заменяя её. И ещё одно правило, которое не требует стандарта: никогда не отключайте провод заземления. Прерывайте только цепь под напряжением.

Что это означает для ремонтных мастерских и поставщиков запчастей

Если посмотреть на ситуацию со стороны, то эта проблема с проводкой оказывается, по сути, проблемой запасов. Кнопка — один из самых предсказуемых компонентов в промышленном управлении: два режима работы (моментальный, с фиксацией), небольшой замкнутый набор конфигураций контактов (NO, NC, 1NO1NC), один доминирующий стандарт крепления (22 мм), два распространенных напряжения для индикаторов (24 В и 220 В) и несколько цветов с фиксированными значениями. В отличие от датчиков, где приходится учитывать дальность срабатывания, полярность и материал объекта, набор технических характеристик кнопки достаточно ограничен, чтобы его можно было полностью охватить. Именно поэтому на рынке ремонта их рассматривают как расходные материалы, которые заменяют по мере износа контактов.

Эта предсказуемость меняет подход к формированию запасов у поставщика на рынке ремонтных услуг. Стандартные конфигурации важнее экзотических моделей: реле с контактами 1NO и 1NO1NC на 22 мм, версии со световой индикацией для обоих напряжений ламп, стандартный набор цветов и аварийные выключатели. А поскольку покупатель — это техник с неработающим оборудованием, который не всегда может назвать деталь, то поставщик, который задает семь вопросов из раздела 4 и может ответить на вопрос “почему оно не включается?” при повторном звонке клиента, заключает сделку. Клиент, занимающийся ремонтом, не меняет поставщика из-за нескольких центов. Он меняет поставщика, когда кто-то упрощает ремонт его оборудования. Знания по электромонтажу, приведенные в этой статье, — это разница между продажей кнопки и решением проблемы с оборудованием.

Если вы занимаетесь поставкой или ремонтом панелей управления и хотите приобрести кнопки, контакторы, реле и сигнальные лампы у одного поставщика, при этом получая помощь в подборе продукции в соответствии с техническими требованиями, которая подтвердит соответствие семи приведенным выше спецификациям до отправки вашего заказа: компания OMCH предлагает полный ассортимент данной продукции. См. наша услуга по подбору товаров чтобы узнать, как это работает.

Ссылки

1. Rockwell Automation. “Кнопки аварийной остановки”.” literature.rockwellautomation.com
2. Проектирование систем управления. “Что такое аварийная остановка?” controldesign.com
3. Форум Digi-Key. “Введение в 3-проводную схему запуска-остановки”. 2024 г. forum.digikey.com
4. Форумы сети электромонтажных подрядчиков. “Управление пуском и остановкой [3-проводного] двигателя переменного тока”. 2012 г. electrical-contractor.net
5. “Практический механик”. «Подключение кнопочного выключателя остановки и запуска». 2011 г. practicalmachinist.com
6. Reddit, подфорум r/electrical. “Базовая схема подключения кнопочного выключателя запуска с контактами NO/NC”.” reddit.com
7. OMCH. “Кнопочный выключатель”.” omch.com/push-button-switch
8. OMCH. “Выбор продукции”.” omch.com/product-selection
9. OMCH. “Контакты”.” omch.com/contact
10. OMCH. Главная. omch.com