การเปรียบเทียบทราเวลสวิตช์แบบสัมผัสและไม่สัมผัส

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม มีการใช้วงจรกันอย่างแพร่หลาย สวิตช์เดินทาง (ตำแหน่ง) และสวิตช์ การออกแบบที่หลากหลายออกแบบมาเพื่อควบคุมตำแหน่งของกลไกการผลิตต่างๆ และขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนไหวของกลไกเหล่านี้ ในสัญญาณไฟฟ้า.

สวิตช์ตำแหน่งยังสามารถใช้เพื่อทำหน้าที่อื่นนอกเหนือจากการควบคุมตำแหน่งของกลไกการผลิต เช่น การควบคุมมุมการหมุน ระดับ แรงดันน้ำหนัก เป็นต้น

สวิตช์ทิศทางเป็นอุปกรณ์ที่มีการทำงานแยกกันซึ่งทำงานบนหลักการเพิ่มขึ้น นั่นคือ พวกมันตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของกลไกควบคุมเท่านั้น สัญญาณเอาต์พุตของสวิตช์ทางเป็นฟังก์ชันที่ไม่ชัดเจนของการเคลื่อนที่ของกลไกจากตำแหน่งเริ่มต้นที่กำหนด

ประเภทของสวิตช์ถนน

ขึ้นอยู่กับหลักการของการสลับตำแหน่ง วิธีการสลับนั้นแบ่งออกเป็น:

• หน้าสัมผัสเชิงกลที่ทำด้วยหน้าสัมผัสสวิตชิ่งและองค์ประกอบที่ไวต่อการสัมผัส

• หน้าสัมผัสแบบคงที่ (แม่เหล็กเชิงกล) องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนซึ่งไม่สัมผัสและองค์ประกอบการสลับคือหน้าสัมผัส

• องค์ประกอบแบบไร้สัมผัสแบบคงที่ ละเอียดอ่อน และแบบสวิตชิ่งซึ่งทำแบบไร้สัมผัส

ในลักษณะการติดต่อของโหนด "การสลับ - หยุด" นั่นคือในลักษณะการติดต่อของการเชื่อมต่อองค์ประกอบการขับขี่ (สัญญาณควบคุมอินพุต) กับองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนโหนดนี้เรียกว่ากลไกและแบบไม่สัมผัส - แบบคงที่ .

สวิตช์สามารถรวมหรือแยกออกจากกันได้ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ในกรณีแรก องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนและสวิตช์จะอยู่ในตัวเรือนเดียวและดำเนินการตามโครงสร้างโดยรวม ประการที่สององค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนสามารถอยู่ห่างจากสวิตช์ได้หลายสิบและหลายร้อยเมตร

การบิดเบือนสนามแม่เหล็กของสวิตช์เส้นทางทำได้โดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ วงจรแม่เหล็ก องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน พารามิเตอร์ที่แปรผันได้อาจเป็นพื้นที่ผิวที่ใช้งานและขนาดของช่องว่างอากาศเช่นกัน การซึมผ่านของแม่เหล็ก วงจรแม่เหล็ก.

ปัจจุบันขอบเขตของการประยุกต์ใช้สวิตช์ตำแหน่งหน้าสัมผัสเชิงกลในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมกำลังแคบลง และคำถามก็เกิดขึ้นเกี่ยวกับความไร้ประโยชน์ของสวิตช์ตำแหน่งประเภทนี้สำหรับวัตถุประสงค์ในการสร้างระบบควบคุมอัตโนมัติ

หลังเกิดจากสิ่งต่อไปนี้:

1. ความซับซ้อนของการออกแบบชุดสวิตช์หยุดเนื่องจากข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับขีด จำกัด ของความผันผวนที่อนุญาตของพารามิเตอร์จำนวนหนึ่งซึ่งทำให้เกิดปัญหาอย่างมากในการผลิตและการปรับ

2. ความสำคัญที่ค่อนข้างสูงของลักษณะความแม่นยำของอุปกรณ์นี้ต่ออิทธิพลของปัจจัยที่ทำให้ไม่เสถียร (การสึกหรอของพื้นผิวสัมผัส การหลวมของตัวยึด

โซลูชันการออกแบบกลไกจำนวนหนึ่งไม่สามารถนำไปใช้ได้เลยโดยใช้สวิตช์สัมผัสเชิงกล ซึ่งรวมถึงกลไกที่ต้องใช้ระดับความเร็วและความถี่ของสวิตช์การเคลื่อนไหวที่อนุญาตในระดับสูง

หากความเร็วที่ต้องการของสวิตช์ถนนสามารถลดลงได้เนื่องจากการเชื่อมโยงจลนศาสตร์เพิ่มเติมของกลไกซึ่งเหนือสิ่งอื่นใดทำให้ลักษณะคุณภาพของระบบควบคุมแย่ลง (โดยเฉพาะพารามิเตอร์ความแม่นยำ) จากนั้นความถี่ในการทำงานที่อนุญาต ( ความละเอียด) อาจไม่ได้เพิ่มขึ้นจากภาวะแทรกซ้อนทางโครงสร้าง

ดูสิ่งนี้ด้วย: การติดตั้งลิมิตสวิตช์และสวิตช์

ในกรณีนี้ อะไรคือสาเหตุของการใช้หลักการสัมผัสเชิงกลของการสลับตำแหน่งอย่างแพร่หลาย? ควรหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ในสองด้าน: ในหลักการที่มีอยู่ของการสร้างระบบควบคุมอัตโนมัติและข้อดีของวงจรสวิตช์เส้นทางสัมผัส

ข้อดีของสวิตช์เส้นทางสัมผัส

สวิตช์สัมผัสทางกลซึ่งมักจะใช้กับเอาต์พุตหลายวงจรมีข้อดีดังต่อไปนี้:

• อัตราส่วนการสลับสูง

• กำลังควบคุมเฉพาะสูง (อัตราส่วนของกำลังรวมต่อขนาดโดยรวม)

• ความเป็นสากลนั่นคือความสามารถในการสลับทั้งวงจรไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ

• แรงดันไฟฟ้ารวมที่หลากหลาย

• การใช้พลังงานภายในเล็กน้อย (ค่าความต้านทานชั่วคราวของหน้าสัมผัสเล็กน้อยในสถานะปิด)

• การพึ่งพาความแม่นยำและความเสถียรในการทำงานต่ำต่อการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่ควบคุม

ข้อเสียของสวิตช์เส้นทางการติดต่อ

หลักการสัมผัสเชิงกลของอุปกรณ์เหล่านี้มักไม่เป็นไปตามข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับความน่าเชื่อถือ ความทนทาน และความแม่นยำของระบบอัตโนมัติ นอกจากนี้ สวิตช์สัมผัสเชิงกลยังไวต่อผลกระทบจากปัจจัยทางภูมิอากาศต่างๆ (โดยเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ)

สวิตช์สัมผัสเชิงกลมีลักษณะเฉพาะโดยจำกัดความเร็วการเคลื่อนที่สูงสุดและต่ำสุดของสวิตช์หยุดซึ่งอยู่ในช่วง 0.3 — 30 ม. / นาที และการเพิ่มความเร็วของสวิตช์หยุดเหนือระดับที่อนุญาตจะนำไปสู่การลดลงอย่างรวดเร็ว ในความทนทานเชิงกลบนสวิตช์

ในสวิตช์ดังกล่าว การเบี่ยงเบนที่อนุญาตของทิศทางการทำงานของแรงสวิตช์ที่สัมพันธ์กับแกนของคันโยกนั้นมีขนาดเล็กมากและเกินกว่าจะนำไปสู่ความเสียหายทางกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสวิตช์ที่มีแกนดึงด้านหน้า

เพื่อให้ได้คุณสมบัติเอาต์พุตรีเลย์ (ลักษณะการควบคุม) ในการออกแบบสวิตช์ดังกล่าวจะมีอุปกรณ์ทริกเกอร์สปริง ระดับคุณสมบัติเอาต์พุตรีเลย์ที่ต้องการนั้นทำได้โดยมีต้นทุนของความทนทานของสวิตช์ลดลงอย่างมากเนื่องจากความเค้นไดนามิกขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในทริกเกอร์ในขณะที่สั่งงาน

ในสวิตช์สัมผัสชั่วขณะเชิงกล ความกว้างของลูปฮิสเทรีซิส (ส่วนต่างของระยะชัก) ของลักษณะเอาต์พุตถึงค่าที่มีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้อย่างสมบูรณ์สำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีจำนวนหนึ่ง เนื่องจากระยะเวลาของรอบการประมวลผลเพิ่มขึ้นอย่างไม่ก่อผล

การลดความแตกต่างในการเดินทางของตีนผีเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเพิ่มความซับซ้อนของการออกแบบหรือการเพิ่มขนาดของตีนผี นอกจากนี้ ในบางกรณีจำเป็นต้องใช้แรงทางกลอย่างมากในการสั่งงานสวิตช์สัมผัสทางกล

ข้อดีและข้อเสียของพรอกซิมิตี้สวิตช์

สถานการณ์ข้างต้นนำไปสู่ความต้องการในการพัฒนาอุปกรณ์ที่ปราศจากข้อเสียดังกล่าวและในขณะเดียวกันก็สามารถทำหน้าที่ที่คล้ายกันได้ อุปกรณ์ดังกล่าวคือ สวิตช์ความใกล้ชิดประโยชน์ของการรวมถึง:

• ความทนทานที่สำคัญพร้อมความน่าเชื่อถือสูงและความถี่ในการทำงานที่อนุญาตสูง

• ไม่ต้องใช้ความพยายามเชิงกลเมื่อสั่งงาน มีความไวต่ำต่อการสั่นสะเทือน การเร่งความเร็ว ฯลฯ

• ความไวเล็กน้อยของพารามิเตอร์ต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาวะภายนอกที่ค่อนข้างกว้าง

• การปรับปรุงเงื่อนไขการให้บริการการดำเนินงาน

เนื่องจากการป้อนกลับในระดับต่ำของสวิตช์ความใกล้ชิด ทำให้โครงสร้างสวิตช์หยุดทำงานง่ายขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่รักษาความเสถียรสูงตามระยะเวลาของลักษณะความแม่นยำ นอกจากนี้ การไม่มีหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าและทางกลช่วยให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยจากอัคคีภัยและการระเบิดของอุปกรณ์เหล่านี้ ซึ่งขยายขอบเขตการใช้งานที่เป็นไปได้อย่างมาก

ข้อเสียที่สำคัญอย่างหนึ่งของลิมิตสวิตช์แบบไร้สัมผัสคือความซับซ้อนของการปรับเปลี่ยนการออกแบบหลายอย่างซึ่งนำไปใช้ได้ง่ายในลิมิตสวิตช์แบบสัมผัสเชิงกล

อุปกรณ์พร็อกซิมิตีสวิตช์

หลักการทำงานของสวิตช์เส้นทางแบบไม่สัมผัสแบบคงที่ของประเภทพาราเมตริกนั้นขึ้นอยู่กับการใช้การบิดเบือนของสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนเมื่อองค์ประกอบการขับขี่ปรากฏขึ้นในพื้นที่ซึ่งเป็นผลมาจากสถานะที่ไม่สมดุล เกิดขึ้นในวงจรไฟฟ้าของสวิตช์และอุปกรณ์เอาต์พุตถูกกระตุ้น

สวิตช์ความใกล้เคียงแบบคงที่มักทำด้วยวงจรเอาต์พุตเดียวและในสวิตช์บางตัวการสั่งงานจะมาพร้อมกับลักษณะของสัญญาณที่เอาต์พุต (เอฟเฟกต์การสลับโดยตรง) ในสวิตช์อื่น ๆ - โดยการหายไป (เอฟเฟกต์การสลับย้อนกลับ) ซึ่งเทียบเท่า ไปจนถึงหน้าสัมผัสปิดและเปิดของเส้นทางสัมผัสเชิงกลตามลำดับ

หากมีองค์ประกอบขยายสัญญาณในวงจรสวิตช์ความใกล้เคียงโหมดรีเลย์ พารามิเตอร์เอาต์พุตขององค์ประกอบการตรวจจับสามารถขึ้นอยู่กับการทำงานอย่างต่อเนื่องของการเคลื่อนไหวที่ควบคุม

ปัจจุบันมีการใช้การปรับเปลี่ยนการออกแบบสวิตช์เดินทางแบบไม่สัมผัสจำนวนมากซึ่งแตกต่างกันในระดับความไว (ขนาดของช่องว่างการทำงาน) ตำแหน่งของช่องหรือระนาบขององค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนเมื่อเทียบกับระนาบการติดตั้ง ทิศทางของ สายไฟหลัก จำนวนขั้นขององค์ประกอบการตรวจจับ (สำหรับการออกแบบที่มีช่องเสียบ) ความลึกของช่องเสียบ ความยาวของสายเชื่อมต่อ ระดับของแรงดันไฟฟ้า ลักษณะของการป้องกันจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ฯลฯ

ความเป็นไปได้ของการใช้สวิตช์การเคลื่อนไหวแบบไร้สัมผัสนั้นพิจารณาจากพารามิเตอร์ของคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกล

พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าประกอบด้วย:

• ลักษณะของสัญญาณเอาท์พุตและจำนวนวงจรเอาท์พุต
• การบริโภคและกำลังขับ;
• รูปร่างของสัญญาณออก ค่าสัมประสิทธิ์การสลับสำหรับความต้านทานและแรงดันไฟฟ้า (สำหรับสวิตช์ชนิดหม้อแปลง)
• ลักษณะการจับเวลา (เวลาทริกเกอร์และปล่อย) และความถี่การยิง (ความละเอียด)
• ระดับและรูปร่างของแรงดันแหล่งจ่าย ตลอดจนขีดจำกัดความเบี่ยงเบนที่อนุญาต

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพเชิงกลประกอบด้วย:

• ความไว (ขนาดของช่องว่างการทำงาน)
• ขนาดและขนาดการเชื่อมต่อ
• ลักษณะความแม่นยำ (ข้อผิดพลาดหลักและข้อผิดพลาดเพิ่มเติม) และความแตกต่างของระยะชัก
• ลักษณะการติดตั้ง (ประเภทของสวิตชิ่งเบรกและวิธีการติดตั้ง ระดับข้อเสนอแนะ วิธีติดตั้งและติดตั้งสวิตช์)
• ระดับการป้องกันเสียงรบกวน

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์ Proximity Switch และสวิตช์ โปรดดูที่นี่: เซ็นเซอร์แบบไม่สัมผัสสำหรับตำแหน่งของกลไก

Ivenski Yu. N.สวิตช์การเดินทางแบบไร้สัมผัสในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม