مقارنة مفاتيح السفر الاتصال وغير الاتصال

في الأتمتة الصناعية ، تستخدم الدوائر على نطاق واسع مفاتيح ومفاتيح السفر (الموضع) تصميمات متعددة مصممة للتحكم في أوضاع آليات الإنتاج المختلفة وتعتمد على تحولات حركة هذه الآليات في إشارة كهربائية.

يمكن أيضًا استخدام مفاتيح تبديل الموضع لأداء وظائف أخرى غير التحكم في الموضع لآليات الإنتاج ، على سبيل المثال ، التحكم في زاوية الدوران والمستوى وضغط الوزن وما إلى ذلك.

مفاتيح التوجيه هي أجهزة ذات عمل منفصل ، وتعمل على مبدأ الزيادة ، أي أنها تتفاعل فقط مع تغيير في موضع الآلية الخاضعة للرقابة. إشارة خرج مفاتيح الطريق هي وظيفة غامضة لحركة الآلية من موضع أولي معين.

أنواع مفاتيح الطرق

اعتمادًا على مبادئ التبديل الموضعي ، تنقسم طريقة التبديل إلى:

• الاتصال الميكانيكي مع تبديل جهات الاتصال والعناصر الحساسة للتلامس ؛

• اتصال ثابت (ميكانيكي مغناطيسي) ، العنصر الحساس فيه هو عدم الاتصال ، وعنصر التبديل هو جهة اتصال ؛

• العناصر غير التلامسية والحساسة والمتحولة التي يتم من خلالها تصنيع الأجهزة غير التلامسية.

في طبيعة الاتصال لعقدة "التبديل - التوقف" ، أي في طبيعة الاتصال لاتصال عنصر القيادة (إشارة التحكم في الإدخال) بالعنصر الحساس ، تسمى هذه العقدة ميكانيكية ، وفي حالة عدم الاتصال - ثابتة .

اعتمادًا على التصميم ، يمكن دمج المفاتيح أو فصلها. في الحالة الأولى ، يتم وضع العناصر الحساسة والتبديل في مبيت واحد ويتم تنفيذها هيكليًا ككل. في الثانية ، يمكن تحديد موقع العنصر الحساس على مسافة عدة عشرات ومئات الأمتار من المفتاح.

يتم تحقيق تشويه المجال المغناطيسي لمفتاح المسار عن طريق تغيير المعلمات دائرة مغناطيسية عنصر حساس. يمكن أن تكون المعلمات المتغيرة هي مساحة السطح النشطة وحجم فجوة الهواء أيضًا النفاذية المغناطيسية دائرة مغناطيسية.

في الوقت الحالي ، يضيق مجال تطبيق مفاتيح موضع التلامس الميكانيكية في الأتمتة الصناعية ، ويطرح السؤال حول عدم جدوى مفاتيح تبديل الموضع من هذا النوع لغرض بناء أنظمة تحكم أوتوماتيكية.

هذا الأخير ناتج عن ما يلي:

1. تعقيد تصميم مجموعة إيقاف التبديل ، بسبب صرامة المتطلبات فيما يتعلق بحدود التقلبات المسموح بها لعدد من المعلمات ، مما يسبب صعوبات كبيرة في تصنيعها وتعديلها.

2. الأهمية العالية نسبيًا لخصائص دقة هذا الجهاز لتأثير العوامل المزعزعة للاستقرار (تآكل أسطح التلامس ، رخاوة السحابات ، اختلال العناصر المتحركة ، إلخ).

لا يمكن تنفيذ عدد من حلول تصميم الآليات على الإطلاق بناءً على مفاتيح الاتصال الميكانيكية. وتشمل هذه الآليات التي تتطلب مستويات عالية مسموح بها من السرعة والتردد لمفاتيح الحركة.

إذا كان من الممكن تقليل السرعة المطلوبة لتشغيل مفتاح الطريق بسبب الروابط الحركية الإضافية للآلية ، والتي تؤدي ، من بين أمور أخرى ، إلى تدهور خصائص جودة نظام التحكم (على وجه الخصوص ، معلمات الدقة) ، ثم تردد التشغيل المسموح به ( الدقة) بسبب المضاعفات الهيكلية.

أنظر أيضا: تركيب مفاتيح ومفاتيح حدية

في هذه الحالة ، ما هو سبب الاستخدام الواسع لمبدأ الاتصال الميكانيكي لتبديل الموضع؟ يجب البحث عن إجابة هذا السؤال في جانبين: في المبادئ الحالية لبناء أنظمة التحكم الآلي وفي مزايا دائرة تبديل مسار الاتصال.

مزايا مفاتيح مسار الاتصال

تتميز مفاتيح الاتصال الميكانيكية ، التي يتم تنفيذها عادةً بإخراج متعدد الدوائر ، بالمزايا التالية:

• نسبة تحويل عالية

• قوة تحكم عالية محددة (نسبة الطاقة المضمنة إلى الأبعاد الكلية) ؛

• العالمية ، أي القدرة على تبديل دارات التيار المباشر والمتناوب ؛

• مجموعة كبيرة من الفولتية المضمنة ؛

• استهلاك طاقة داخلي ضئيل (قيمة صغيرة للمقاومة العابرة لجهات الاتصال في الحالة المغلقة) ؛

• انخفاض اعتماد الدقة واستقرار العملية على التغيرات في القدرة الخاضعة للرقابة.

عيوب تبديل مسار الاتصال

غالبًا ما لا يسمح مبدأ الاتصال الميكانيكي لهذه الأجهزة بتلبية المتطلبات المتزايدة لموثوقية ومتانة ودقة أنظمة التشغيل الآلي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مفاتيح الاتصال الميكانيكية حساسة للغاية لتأثيرات العوامل المناخية المختلفة (خاصة في درجات الحرارة المنخفضة).

تتميز مفاتيح التلامس الميكانيكية بمستويات محدودة مسموح بها لسرعة الحركة القصوى والدنيا لإيقاف التبديل ، والتي تتراوح بين 0.3 - 30 م / دقيقة ، وتؤدي زيادة سرعة إيقاف التبديل فوق المستوى المسموح به إلى انخفاض حاد في المتانة الميكانيكية على التبديل.

في مثل هذه المفاتيح ، تكون الانحرافات المسموح بها لاتجاه عمل قوة التبديل بالنسبة لمحور الرافعة صغيرة جدًا ، وتجاوزها يؤدي إلى تلف ميكانيكي ، خاصة في المفاتيح ذات قضيب السحب الأمامي.

من أجل الحصول على خصائص خرج الترحيل (خصائص التحكم) ، يتم توفير أجهزة الزناد الزنبركية في تصميم هذه المفاتيح. يتم تحقيق الدرجة المطلوبة من خصائص خرج الترحيل بتكلفة انخفاض كبير في متانة التبديل بسبب الضغوط الديناميكية الكبيرة التي تحدث في المشغل في وقت التشغيل.

في مفاتيح التلامس اللحظية الميكانيكية ، يصل عرض حلقة التباطؤ (تفاضل السكتة الدماغية) لخاصية الإخراج إلى قيمة كبيرة ، وهو أمر غير مقبول تمامًا لعدد من العمليات التكنولوجية بسبب زيادة غير منتجة في مدة دورة المعالجة.

يرتبط تقليل الاختلاف في سفر هذه المسارات إما بزيادة تعقيد تصميمها أو زيادة حجمها. بالإضافة إلى ذلك ، في بعض الحالات ، يلزم وجود قوى ميكانيكية كبيرة لتحفيز مفاتيح الاتصال الميكانيكية.

مزايا وعيوب مفاتيح القرب

تؤدي الظروف المذكورة أعلاه إلى الحاجة إلى تطوير أجهزة خالية من العيوب المذكورة وفي نفس الوقت تكون قادرة على أداء وظائف مماثلة. هذه الأجهزة مفاتيح القرب، وتشمل فوائده ما يلي:

• متانة كبيرة مع موثوقية عالية وتردد تشغيل عالي مسموح به ؛

• لا حاجة للجهد الميكانيكي عند التشغيل ، حساسية منخفضة للاهتزازات ، التسارع ، إلخ ؛

• حساسية غير مهمة للمعلمات للتغيرات في نطاق واسع نسبيًا من الظروف الخارجية ؛

• تحسين ظروف الخدمات التشغيلية.

نظرًا لانخفاض مستوى ردود الفعل لمفتاح القرب ، يتم تحقيق تبسيط كبير لبناء مفتاح الإيقاف مع الحفاظ على ثبات عالٍ مع مرور الوقت لخصائص الدقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم وجود جهات اتصال كهربائية وميكانيكية يضمن سلامة هذه الأجهزة من الحريق والانفجار ، مما يوسع بشكل كبير مجال تطبيقها المحتمل.

تتمثل إحدى العيوب المهمة للمفاتيح الحدودية غير التلامسية في تعقيد تنفيذ العديد من تعديلات التصميم التي يمكن تنفيذها بسهولة في مفاتيح حد الاتصال الميكانيكي.

جهاز تبديل القرب

يعتمد مبدأ تشغيل مفاتيح المسار الثابت غير المتصل من النوع البارامتري على استخدام تشويه المجال المغناطيسي أو الكهربائي الناتج عن العنصر الحساس عند ظهور عنصر القيادة في منطقته ، مما يؤدي إلى حالة غير متوازنة يحدث في الدائرة الكهربائية للمفتاح ويتم تشغيل جهاز الإخراج.

غالبًا ما يتم إجراء مفاتيح القرب الثابت بدائرة خرج واحدة ، وفي بعض المفاتيح يكون التشغيل مصحوبًا بظهور إشارة عند الخرج (تأثير التبديل المباشر) ، وفي حالات أخرى - بالاختفاء (تأثير التبديل العكسي) ، وهو ما يعادل لإغلاق وفتح جهات الاتصال لمسارات الاتصال الميكانيكية على التوالي.

إذا كان هناك عنصر تضخيم في دارة تبديل القرب لوضع الترحيل ، يمكن أن تكون معلمة الإخراج لعنصر الاستشعار في اعتماد وظيفي مستمر للحركة التي يتم التحكم فيها.

حاليًا ، يتم استخدام العديد من تعديلات التصميم لمفاتيح السفر غير المتصلة ، والتي تختلف في مستوى الحساسية (حجم فجوة العمل) ، أو موقع الفتحة أو مستوى العنصر الحساس بالنسبة لمستوى التركيب ، واتجاه الأسلاك الرائدة ، عدد خطوات عنصر الاستشعار (للتصميم مع الفتحات) ، عمق الفتحة ، طول الأسلاك الموصلة ، مستوى جهد الإمداد ، طبيعة الحماية ضد التأثيرات البيئية ، إلخ.

يتم تحديد إمكانيات استخدام مفاتيح الحركة غير التلامسية من خلال معلمات خصائصها الكهربائية والميكانيكية.

تشمل المعلمات الكهربائية:

• طبيعة إشارة الخرج وعدد دوائر الإخراج ؛
• الاستهلاك والطاقة الناتجة ؛
• شكل إشارة الخرج ؛ معامل التبديل للمقاومة والجهد (للمفاتيح من نوع المحولات) ؛
• خصائص التوقيت (أوقات الزناد والإطلاق) وتردد الإطلاق (الدقة) ؛
• مستويات وشكل جهد الإمداد ، وكذلك الحدود المسموح بها لانحرافاتها.

تشمل معلمات الأداء الميكانيكي ما يلي:

• الحساسية (حجم فجوة العمل) ،
• الأبعاد وأبعاد الاتصال ؛
• خصائص الدقة (أخطاء كبيرة وإضافية) وتفاضل السكتة الدماغية ؛
• خصائص التثبيت (أنواع تبديل الفرامل وكيفية تثبيتها ، ومستوى التغذية المرتدة ، وكيفية تركيب المحول وتثبيته) ؛
• مستوى الحماية من الضوضاء.

لمزيد من المعلومات حول جهاز Proximity Switch والمفاتيح ، انظر هنا: مستشعرات عدم الاتصال لموضع الآليات

إيفينسكي يو ن.مفاتيح السفر بدون تلامس في الأتمتة الصناعية