Limit Anahtarı Sembol Kılavuzu: IEC Standartları, Mantık Durumları ve Devre Tasarımı

Elektronik diyagram affetmeyen bir kağıttır. Sadece bir makinenin nasıl çalışması gerektiğine dair bir ima değildir; mühendisin iradesi ile fabrika zemininin gerçekliği arasında bir anlaşmadır. Böyle bir sözleşme yanlış yorumlandığında, sonuç sadece bir kablolama hatası değil, aynı zamanda arıza süresi, bozulmuş takımlar veya bir güvenlik ihlali olacaktır.

Bu diyagramların merkezinde kritik bir elektromekanik cihaz olan limit anahtarı yer alır. Endüstriyel otomasyonun duyu organıdır, mekanik konumu elektriksel mantığa dönüştüren cihazdır. Ancak, bu cihazların imajı coğrafya ve gelenek tarafından durdurulmuştur. Stuttgart'ta yapılan bir çizim Detroit'te yapılan bir çizim gibi görünmez. Uluslararası endüstriyel ortamlar ve elektrik mühendisliği arenasında manevra yapabilmek için bir kişinin kontrolün grafik dilinde yetkin olması gerekir.

Bu kılavuz, limit anahtarlarının sembol karmaşasını ortadan kaldırmakta ve çizgiler ve daireler bir kez daha işaret ettikleri mekanik gerçeklere dönüştürülmektedir.

IEC 60617 vs NEMA (JIC): Küresel Sembol Standartlarını Görselleştirme

Bir şemayı okuyabilmek iki farklı görsel dil hakkında bilgi sahibi olmayı gerektirir: IEC standardı (Avrupa/Asya) ve NEMA standardı (Kuzey Amerika). Her ikisi de elektrik bağlantısıyla ilgili aynı elektrik devresi davranışlarını tanımlasa da, stiller tamamen farklıdır.

IEC: Görselleştirmeye Soyutlama ve Geometrik Verimlilik ile Yaklaşmak. IEC 60617 tüm bileşenleri soyut kontak blokları olarak ele alır ve bunları aynı çizgi ile temsil eder. Bir limit anahtarı, röle veya elektrik anahtarı, bir aktivatör (tümsek, kare vb.) ile farklılaştırılmış aynı dikey çizgi olacaktır. İlgili voltaj veya volttan bağımsız olarak elektrik sinyalinin mantığına odaklanır.

NEMA: Görselleştirmeye İllüstrasyon ve Sezgi ile Yaklaşmak NEMA sembolleri, limit anahtarını bir kaldıraç kolu ve bir butonu bir piston olarak görsel olarak iletmek için oluşturulmuştur. Diyagramlar, bir kontrol sisteminde kullanılan merdiven mantığı için görsel bir arayüz görevi gören koordinatif hareketle soyut kodları görüntüler. Sembol genellikle bir teknisyenin ortak terminal kablosunu lehimleyebileceği veya vidalayabileceği fiziksel terminalleri ima eder.

Temas Durumlarının Şifresini Çözme: NO, NC ve Tutulu Pozisyonlar

“Normalde Açık” (NO) ve “Normalde Kapalı” (NC) terimleri basitlikleri nedeniyle yanıltıcıdır. Sonsuz bir varoluş koşulunu ima ederler. Aslında, “Normal” terimi belirli, varsayımsal bir durumu tanımlamak için kullanılır: bir çalışma tezgahı üzerindeki anahtar, bağlı değil, herhangi bir fiziksel güç tarafından dokunulmamış, yerçekiminden etkilenmemiş.

Bununla birlikte, şemalar bir tezgah üzerindeki elemanları temsil etmez. Bir makineye yerleştirilmiş bir dizi kontağı temsil ederler. Bu da çok önemli olan ve yanlış yorumlanan Held pozisyonu kavramına yol açmaktadır.

Şemanın Statik Yalanı

Şematik, bir makinenin orijinal konumundaki (veya “raf durumundaki”) anlık görüntüsüdür. Başlangıç bloklarındaki bir koşucunun fotoğrafı gibidir.

• NO (Normalde Açık): Raf durumunda kontaklar ayrılmıştır. Limit anahtarının bu kısmından akım geçemez. Aktüatör hareketi gerçekleştiğinde kontak kapanır.

• NC (Normalde Kapalı): Raf durumunda kontaklar birbirine temas eder. Akım serbestçe akar. Hedef aktüatöre çarptığında kontak kopar ve kontrol devresi kesilir.

Makine tasarımı, makine çalışmadan önce bir anahtarın çalıştırılmasını gerektirene kadar bu kolaydır.

“Tutulan” Devlet: Görünmez Gücü Okumak

Makineyi kullanmak için kapalı olması gereken bir güvenlik kapısı düşünün. Kapı kapalı olduğunda (güvenli durum) limit anahtarına basılır. Buraya tek kutuplu Normalde Açık bir anahtar bağlarsanız, kapalı kapı onu iterek devreyi tamamlar.

Elektrik çiziminde bunu nasıl çizersiniz? Standart bir “Kapalı” kontak çizerseniz, bir teknisyen bunun bir NC anahtarı olduğunu düşünebilir. Ancak, aslında basılan bir NO anahtarıdır. Bu ayrım, tepki süresi ve mantık hatalarının giderilmesinde önemli bir rol oynar.

Burada Held'in sembolleri devreye giriyor：

• Kapalı tutuldu: Sembol kapalı gibi görünür, ancak harici bir kuvvetin onu bu şekilde tuttuğunu gösteren grafik bir gösterge (genellikle anahtar kolunun altında küçük bir kama veya kam) içerir. Okuyucuyu bilgilendirir: Ben Normalde Açık bir anahtarım, ancak bu makinenin başlangıç konumunda üzerimde bir şey duruyor.

• Açık tutuldu: Ancak bu, makinenin dinlenme konumu tarafından açılmaya zorlanan Normalde Kapalı bir anahtardır.

Arızalı bir sensörün tespit edilmesi ile makinenin sadece ana konumunun dışında olması arasındaki fark, “Tutuldu” sembollerinin anahtarlama eyleminin anlaşılmasıdır. Bu, veri okuyucuları ile sistemi anlayanları birbirinden ayırır.

Güvenlik ve Standart Sembolleri: Pozitif Açılış Simgesinin Kodunu Çözmek

Tüm tıklamalar eşit yaratılmamıştır. Endüstriyel kontroller hiyerarşisinde, makine güvenliği işlevden önce gelir. Bu fark, birlikte çalıştığımız sembollerde, yani Pozitif Açma (veya Doğrudan Açma Eylemi) kavramında doğrudan kodlanmıştır.

Normal otomasyonda yaylar kullanırız. Muhafazadaki bir yay, bir limit anahtarı pistonu serbest bırakıldığında elektrik kontaklarını orijinal konumlarına zorlar. Ancak yaylar yanılabilir. Kopabilir, yorulabilir veya sıkışabilirler. Daha da kötüsü, elektrik kontakları kaynaklanabilir. Bir anahtar kapanırken yüksek bir akım dalgalanması meydana gelirse, metal kontaklar kaynaşabilir. Yay kullanan sıradan bir şalterde kaynak yaydan daha güçlüdür. Makine anahtarın kapalı olduğunu varsayar, ancak kontaklar sıkışmıştır. Yay boşuna iter. Konveyör durmaz. Pres aşağı iner.

Otoritenin Sembolü: Daire ve Ok

Bu felaketi önlemek için IEC 60947-5-1 Ek K, Pozitif Açma mekanizmasını şart koşmaktadır. Bu, şematik olarak belirli bir simge ile temsil edilir: NC kontak sembolüne bağlı, içinde ok bulunan bir daire.

Bu sembol, harici aktüatör ile dahili elektrik kontağı arasındaki sert mekanik bağlantıyı belirtmek için kullanılır. Piston ve kontak ayrılma noktası, yaylar gibi herhangi bir esnek elemanla bağlı değildir. Kontaklar kaynak yaptığında, limit anahtarına çarpan makinenin saf kuvveti kaynağı yırtıp açacaktır. Kontağın sigortalı kalma isteğine bakılmaksızın devreyi açık kalmaya zorlar.

Bağlamsal Kullanım

• Standart Sembol: Nesne algılama, sayma veya kritik olmayan konumlandırma için kullanılır (örneğin, programlanabilir bir mantık denetleyicisine robotik bir kolun rafa ulaştığını söylemek).
• Güvenlik Sembolü (Pozitif Açılma): Güvenlik kilidi uygulamaları, acil durdurmalar ve arızanın yaralanma anlamına geldiği genel güvenlik amaçları için zorunludur.

Bir şemayı okurken, daire içindeki okun varlığı size bu özel anahtarın sadece bir sayaç değil, bir koruyucu olduğunu söyler. Devrenin dayanıklılık ve sağlamlık gereksinimlerini belirler.

Çift Devre Sembolleri: 1NO+1NC Tasarımları ile Mantığı Optimize Etme

Otomasyonun ilk günlerinde tek kutuplu anahtarlar (SPDT) yaygındı. Tek bir ortak kablonuz vardı ve onu açık ve kapalı arasında değiştiriyordunuz. Çeşitli limit anahtarı türleri arasında modern, yüksek güvenilirlikli otomasyon, tipik olarak 1NO + 1NC (Bir Normalde Açık + Bir Normalde Kapalı) olarak yapılandırılan Çift Devreli tasarıma doğru kararlı bir şekilde kaymıştır.

Çift devreli bir limit anahtarının şematik gösterimi, aynı mekanik bağlantı tarafından kontrol edilen iki farklı, elektriksel olarak yalıtılmış hattı göstermektedir. Bu sadece kabloların ikiye katlanması değildir; mantık kapasitesinde üstel bir artıştır, bu da onu bir kontrol sisteminin hayati bir parçası haline getirir.

Mantık Avantajı: İzleme ve Kesme

Birinin görevi yerine getirebileceği yerde neden iki devre olsun? Çünkü tek bir devre gerçeğin tamamını aktaramaz.

Sistem 1NO+1NC kurulumunda Tamamlayıcı Mantık kullanır.

1. NC Contact (Muhafız): Bu genellikle donanım gücü veya güvenlik rölesi ile seri olarak bağlanır. Bir makine parçasının hareketi anahtarı tetiklediğinde, bu kontak devreyi fiziksel olarak keserek motoru durdurur. Bu kaba kuvvet durdurmasıdır.
2. NO Contact (Muhbir): Bu, PLC'nin dijital girişine bağlanır. Limite ulaşıldığında bu kontak kapanır ve kontrol ünitesine 24V'luk bir sinyal gönderir, “X pozisyonuna ulaştım.”

Kontrolör bu iki durumu karşılaştırarak kendi kendine teşhis yapabilir. PLC, NO kontağının kapalı olduğunu ancak NC kontağının açılmadığını tespit ederse (bir mantık uyuşmazlığı), sistem bir hata (kopuk bir tel, kaynaklı bir kontak veya kısa devre) tespit eder ve güvenli bir arıza moduna geçer. Bu, çağdaş, güçlü sistem tasarımı, çift kanallı geri beslemenin bir özelliğidir.

İç Mekanizma: Çift Yaylar Neden Önemlidir?

Şematikte bu, kesikli bir çizgiyle birbirine bağlanmış iki ayrı anahtar olarak görünür. Aslında bu Galvanik İzolasyondur. İki devrenin anahtar içinde elektrik bağlantısı yoktur. Bu, bir tür limit anahtarının tamamen farklı iki voltaj potansiyeli arasında geçiş yapmasını sağlar, örneğin NC kontağı 110V AC motor kontaktörünün doğrudan kesilmesidir ve NO kontağı mantık denetleyicisine 24V DC sinyal iletir.

Bu özellik panodaki bileşen sayısını en aza indirir. İki anahtar (biri güvenlik anahtarı, diğeri veri anahtarı) kurmak yerine, tek, büyük, iki devreli bir limit anahtarı her iki işlevi de daha güvenilir bir şekilde yerine getirebilir. Şemayı daha az karmaşık hale getirir ve kullanılan aktüatör tipinden bağımsız olarak daha doğrulanabilir bir fiziksel kurulum sağlar.

Ancak etkili devre tasarımı, üretim derinliğine dayanır. OMCH, 38 yıllık endüstriyel deneyiminden yararlanarak bu kabiliyeti örneklendirmektedir. 20 yıllık deneyimli mühendislik ekibimiz, devre kartı tasarımlarını ve güç çıkışlarını optimize etmekten paketleme formatlarını uyarlamaya kadar hassas OEM/ODM özelleştirmesi sunmak için standart katalogların ötesine geçmektedir. Bu, fiziksel anahtarın sadece şematik mantığa uymasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda uygulamanın belirli kısıtlamalarına uyum sağlayarak teorik tasarım ile sağlam endüstriyel gerçeklik arasındaki boşluğu doldurur.OMCH ile iletişime geçin https://www.omch.com/ bugün Projenizin gerektirdiği tam mantığı ve dayanıklılığı tanımlamak için.

Sembol Karmaşıklığı: SPDT, DPDT ve Snap Action Varyasyonları

Şemanın derinliklerine indikçe semboller daha fazla nüans kazanıyor. Hız ve kutup sayısı ayrımlarıyla karşılaşırız.

Ani Harekete Karşı Yavaş Hareket Sembolleri

Makinenin hareketi analogdur; hızlanır ve yavaşlar. Ancak elektrik mantığı ikili olmayı tercih eder; temiz bir 0 veya 1 ister.

• Yavaş hareket: Yavaş etkili bir şalterde kontaklar aktüatörle aynı hızda hareket eder. Makine pistona yavaşça bastığında kontaklar yavaşça ayrılır. Bu durum ark oluşumuna ve hatalı sinyallere neden olabilir. Bunun şematik gösterimi, kontak çubuğunu temsil etmek için tipik olarak basit formda düz bir çizgidir.
• Ani hareket: Bir ani hareket anahtarı, enerjiyi dahili bir yayda depolayan bir anahtardır. Piston (veya kaldıraç kolu) kritik bir noktaya ulaştığında, harici piston limit anahtarları ne kadar yavaş hareket ederse etsin kontaklar anında atlayacaktır.

IEC şemalarında, Snap Action genellikle kontak hattı üzerinde küçük bir üçgen veya kama ile temsil edilir. Bu, devre tasarımcısına bir sinyal olan ince bir geometrik eklemedir. Histerezis anlamına gelir - açma noktası ile sıfırlama noktası arasında bir tutarsızlık. Bu, makine açma noktası etrafında titreştiğinde bir anahtarın hızla açılıp kapanmasına neden olan gevezeliği ortadan kaldırır. Bu sembolün anlaşılması, otomasyon sıfırlanmadan önce bir makinenin birkaç milimetre geri çekilmesinin gerekmesinin nedenidir.

SPDT vs. DPDT Konfigürasyonları

Kontrol yoğunluğu da şemada gösterilmiştir.

• SPDT (Tek Kutuplu, Çift Atışlı): Bir giriş, iki olası çıkış. Sembol, ikiye ayrılan bir ortak terminali göstermektedir.

• DPDT (Çift Kutuplu, Çift Atışlı): İki giriş, dört olası çıkış.

DPDT sembolü, mekanik kesikli bir çizgi ile birbirine bağlanmış iki farklı SPDT sembolü olarak görünür. Bu neden kullanılır? Cat 3 veya Cat 4 güvenlik mimarileri için gerekli olan yedek güvenlik kanallarına (Kanal A ve Kanal B) izin verir. Alternatif olarak, tek bir kollu limit anahtarının iki bağımsız makineyi aynı anda kontrol etmesini sağlar - kapı kapandığında, Makine A başlar (NO kontağı kapanır) ve Makine B durur (NC kontağı açılır), aralarında sıfır elektriksel girişim olur. Bir kol veya makaralı aktüatör her iki kutbu aynı anda çalıştırabilir.

P&ID ve Elektrik Şemalarındaki Sembollerin Yorumlanması

Elektrik mühendisi tesisin haritasını çıkaran tek kişi değildir. Proses Mühendisi P&ID'leri (Boru ve Enstrümantasyon Diyagramları) geliştirir. Bu durumda, limit anahtarı kurulumu bir devre olarak değil, bir işlev olarak değerlendirilir.

Kontak bağlantısı veya terminal numaraları bir P&ID'de neredeyse hiç görünmeyecektir. Bunun yerine, bir valfe veya silindire bağlı bir baloncuk (daire) gözlemlersiniz.

• ZSO / LSO: Pozisyon Şalteri Açık / Limit Şalteri Açık.
• ZSC / LSC: Konum Anahtarı Kapalı / Limit Anahtarı Kapalı.
• LSH (Seviye Anahtar Yüksek) / LSL (Seviye Anahtarı Düşük): Tank mantığında kullanılır.

Yanlış anlaşılma, Proses Mühendisi P&ID'ye LSH yazdığında ortaya çıkar, bu da bir mantık işlevi (Yüksek Seviye Alarm) varsayar, ancak Elektrik Mühendisi bunu fiziksel bir cihaza dönüştürmek zorundadır. “Yüksek Seviye” anahtarın Normalde Açık (yüksekte kapanır) veya Normalde Kapalı (arıza emniyeti için yüksekte açılır) olduğu anlamına mı gelir?

P&ID şunları açıklar ne (hareketli bir nesnenin algılanması gibi süreç gereksinimi). Elektrik Şeması nasıl (kablolama uygulaması). Bu iki belge arasındaki çeviri anahtarı limit anahtarı sembolüdür. İyi bir mühendis P&ID'yi kullanarak mantıksal hedefi (bir nesnenin hareket sınırı veya baş üstü garaj kapılarının durumu gibi) belirler ve ardından bu hedefe güvenli bir şekilde ulaşmak için doğru IEC/NEMA sembolünü (NO, NC, Held) seçer.

Hızlı Referans: Temel Limit Switch Sembolü

Özetlemek gerekirse, bu sembolleri okuma becerisi, makinenin davranışını inşa edilmeden önce görselleştirme becerisidir.

1. Temel Bilgiler (State at Dinlenme)
   1. NO (Normalde Açık):-| |- (Boşluk, sinyalden önceki sessizliği temsil eder).
   2. NC (Normalde Kapalı):-|/|- (Diyagonal çizgi kesilmesi gereken akışı temsil eder).
2. Dinamik Durumlar (Makine Mantığı)
   1. Kapalı tutuldu: Ana konum tarafından kapanmaya zorlanan bir NO anahtarı. Süreklilik için “NC”, ancak değiştirme için “NO” olarak değerlendirin.
   2. Açık tutuldu: Ana konum tarafından açılmaya zorlanan bir NC anahtarı.
3. Bu Güvenlik Kritik (IEC 60947-5-1)
   1. Pozitif Açılış:-|/|- ile (→) sembolü.
   2. Anlamı: Genel bir anahtar ile değiştirmeyin. Bu devre insan hayatını korur.
4. Mekanizma
   1. Ani hareket: Temas hattında üçgen/kenar arayın. Histerezisi bekleyin.
   2. Yavaş hareket: Düz çizgiler. Sinyalin makinenin hızını yansıtmasını bekleyin.

Şematik bir haritadır. Semboller ise efsanedir. Doğru okunduğunda, en karmaşık otomasyon sistemlerinde sadece kabloların izlediği yolu değil, aynı zamanda bu yolları neden izlediklerini de bildiğinizden emin olarak çalışabilirsiniz.

Bu sembolleri harekete geçiren fiziksel mekaniği anlamak için aşağıdaki temel kılavuzumuzu inceleyin Limit Anahtarı Nedir?. Veya şema ile gerçeklik arasındaki bir uyuşmazlığı gideriyorsanız, pratik eğitimimizle bileşenin bütünlüğünü doğrulayın Limit Anahtarı Nasıl Test Edilir.