Endebryder: hvad er det, mærkning + regler for tilslutning

Næsten alle automatiserede systemer indeholder en enhed som grænsekontakt, som står for at afbryde dem, når den bevægelige del når et bestemt punkt. I lysstyringssystemer bruges grænsekontakter som sensorer. Når forudprogrammerede omstændigheder opstår, genererer de et signal.

Vi fortæller alt om funktion og varianter af grænseafbrydere. I den præsenterede artikel beskrives praktisk afprøvede installationsdiagrammer, tilslutningsregler listes. Mærkningsfunktioner er angivet, og der gives råd om valg.

Hvad er grænsekontakter?

Grænsekontakter er elektrotekniske enheder beregnet til at åbne og lukke et arbejdskredsløb. De monteres på bevægelige mekanismer for at begrænse deres bevægelse inden for givne grænser. Funktionerne, som disse enheder udfører, er identiske med en standardkontakt.

Indholdet af grænsekontakter er lukket i et robust hus, oftest af metal. Alle dets elementer er optimeret til nem fastgørelse og let orientering i rummet.

Lyse, farvede LED'er gør det muligt at overvåge strømforsyning og sensorens udløsning. To par kontakter, som oftest findes i grænsekontakten, giver mulighed for at kontrollere dens tilslutningstilstand.

Hvis der ved et lukket par ikke følger en retur efter signaloverførslen, indikerer det en fejl i kablet, der fører til kontakten. Efter sensorens udløsning kan et åbent kontaktpar bruges til at transmittere signalet.

Følsomme sensorer er grundlaget i lækagesikringssystemer. Når de registrerer vand, som de er beregnet til at opdage, advarer enhederne ikke kun om en truende nødsituation i lyd- og farvetilstand, men blokerer også driften af systemer, der transporterer vand.

Klassificering efter funktionsprincip

Der skelnes mellem tre hovedgrupper af grænsekontakter: mekaniske, berøringsfrie, magnetiske. Hovedfunktionen for alle disse enheder er automatisk at afbryde den arbejdende mekanisme, når dens bevægelige del når en indstillet position. Disse kontakter bruges ikke kun til at åbne kredsløbet, men også til at forbinde det.

Arbejdet med kæden i endestopkontakter koordineres på to måder: direkte påvirkning af de bevægelige kontakter og positionsstyring af dem. I det første tilfælde kaldes de kontaktgivere, i det andet — kontaktløse. Et eksempel på kontaktendestop er sensorer, der styrer lukning af bildøre.

På billedet ses konstruktionen af en endestopafbryder af vejtype. Dens vigtigste komponenter er: låg (1), base (2), kontakter (3), rulle (4), arm (5), tætningsliste (6), ledningsindgang (7)

Sensorer af denne type kan ikke kun tænde og slukke mekanismer, men også bestemme positionen af kontrolobjektet. De omfatter flydeafbrydere samt sensorer, der bestemmer brændstofniveauet. Signalet til deres aktivering er en ændring i modstanden, som svarer til et bestemt væskeniveau.

Ulempen ved kontaktsensorer er tilstedeværelsen af mekaniske bevægelige dele og en relativt kort levetid på grund af ineffektiv beskyttelse mod fugt og støv. Fordelen er en enkel konstruktion, nem installation og betjening. Kontaktløse afbrydere er betydeligt bedre beskyttet mod ydre påvirkninger. Deres levetid er også længere.

Mekaniske grænsekontakter

Styringen af denne type endestop kan være med rulle eller arm. De aktiveres, så snart styremekanismen i form af et hjul, en knap eller en arm udsættes for mekanisk påvirkning.

Samtidig ændres kontakternes position – de kan lukke eller åbne. Processen ledsages af et signal – styrende eller advarende.

Oftest har endestopafbrydere to kontakter – en åben og en lukket. Der findes enkeltstående endestop, men de er sjældne. Under alle omstændigheder er kontakterne til stede i hver enheds hus, og arbejdsdiagrammet med deres numre er vist på panelet.

Konstruktionen af rulle-endestop giver mulighed for at slukke ved at trykke aktuatoren på en knap i form af en lille stang. Da den er forbundet med dynamiske kontakter, sker der ved berøringen en åbning af forsyningskredsen.

Forskellen på arm-afbrydere er, at deres bevægelige kontakter via en trækstang eller gennem en stang er forbundet til en lille arm. Handling sker, når aktuatoren trykker på denne lille arm.

På billedet ses en mekanisk endestopmikroafbryder KW4-3Z-3 med trykplade. Den adskiller sig fra standarden ved slaglængden af det arbejdende element. Den anvendes i CNC-maskiner, 3D-printere

Foruden standard endestopafbrydere findes der også mikroafbrydere. De fungerer efter samme princip, men deres justering under montering kræver større præcision på grund af den korte vandring. For at øge arbejdsvandringen anvender man et trick som at inkludere et mellemelement i kredsløbet – en lille arm med en rulle.

Denne type afbrydere anvendes både i produktion og hjemme. I elevatorkonstruktionen er der brugt et stort antal grænseafbrydere.

Blandt dem er en afbryder som en sensor, der begrænser elevatorens minimums- og maksimumshøjde, signalerer ved kabelbrud, giver signal om døråbning og udfører mange andre handlinger. På dørene i mange lejligheder er der mikroafbrydere, der tænder lyset i rummet, når døren åbnes.

I biler indgår sådanne mekaniske endesensorer i alarmerings- og belysningskredsløb. Deres særlige kendetegn er tilstedeværelsen af én indgang, som en positiv potentiale er tilsluttet. Huset er minuspolen, der presses mod et metalelement på bilens karosseri, der er frit for maling.

Dette element er forbundet med bilens masse via et kabel. Hovedbetingelsen er, at afbryderen ikke må komme i kontakt med en våd overflade. Man tilslutter endesensorerne ved montering af bilalarmen ved hjælp af et diagram. Deres udgange kan installeres både på dørene og i kabinen på belysningsarmaturer.

For at tænding sker ved døråbning og slukning ved dørlukning, foretages der slutning til plus. Hvis der er loftsbelysning i kabinen og dørbelysning, anvendes en blok af grænseafbrydere, der udfører forskellige funktioner. Som følge af blokaktivering blokeres vigtige sensorer ved forsøg på at åbne låse.

Egenskaber ved berøringsfri grænsekontakter

En af varianterne af grænseafbrydere er den berøringsfrie version (BVG). Enhedernes kommunikation er indstillet til at udløse, når et bestemt objekt kommer ind i følsomhedszonen.

Disse grænseafbrydere indstilles til et specifikt materiale og en given størrelse. Så snart en genstand med sådanne parametre kommer ind i følsomhedszonen, ændres generatoroscillationens amplitude

Der er ingen bevægelige dele i selve enheden, ligesom der ikke er nogen mekanisk kontakt mellem påvirkningsobjektet og det indstillede element i afbryderen.

BVG består af følgende dele:

• følsomt element;
• kraftkontakt;
• signalanalyserende komponent.

Afstanden, hvor enheden begynder at virke, bestemmes ud fra sensormodifikationen og proceskravene. Udelukkelse af både bevægelige og slidende dele øger betydeligt pålideligheden af disse enheder.

Berøringsfrie sensorer, også kaldet nærhedssensorer, har omfattende funktionelle muligheder. Der findes to kategorier – afbrydere og positionssensorer.

BVK's første opgave er at registrere et objekts position. Derudover udfører sensoren optælling, positionering, adskillelse og sortering af objekter. Den kan kontrollere hastighed, bevægelse, beregne rotationsvinkel, korrigere skævhed og udføre mange andre handlinger.

I hjemmemiljøer bruges berøringsfrie kontakter primært til at styre belysning. Men inden for etablering af “Smart Home” systemer har de en langt større anvendelse og meget flere muligheder.

Følsomme enheder anvendes i industrien, transportsektoren, som automatiseringselementer og inden for olieraffinering. Afhængigt af princippet for registrering af nærgående objekter skelnes der mellem induktive, kapacitive, optiske og ultralyds BVK'er.

Induktive berøringsfrie sensorer

De er indstillet til både metalliske og amorfe materialer. Blandt dem, der reagerer på metal, findes magnetiske og ferromagnetiske varianter. Inde i sensoren er der en kerne – metal eller magnetiseret.

Kontakten kan få strøm med en stor spændingsvariation – fra 10 V ved jævnstrøm, og ved vekselstrøm fra 264 V. Udgangssignalet genereres ved 0,2 A for jævnstrøm og 0,5 A for vekselstrøm.

Hvis man beskriver konstruktionen af en sådan sensor mere detaljeret, består den af en omformer, der inkluderer en kobberspiral placeret i en ferritskål. Dens funktion er at omdirigere de elektromagnetiske linjers vektor til kontaktens frontside.

Oscillatoren i kredsløbet kan være med fast negativ modstand eller af enhver anden type. Magnetfeltlinjerne er orienteret vinkelret i forhold til strømretningen, der løber gennem vindingerne på den magnetiserede kerne.

Det vekslende kraftfelt skyldes vekselspændingen på kernens indgange. Den næste vigtige enhed er signalformeren, der skaber hysterese og kontrolsignalets virkningsområde. Den inkluderer en detektor, der styres af en trigger.

Diagrammet viser en induktiv bevægelseskontakt i aktion. Dets hovedelement er en induktionsspole, der aktiveres fra generatoren.

Det centrale punkt i funktionen af en induktiv endekontakt er de ændringer, der sker, når et objekt nærmer sig eller fjernes. Så snart spændingstærsklen overskrider den tilladte værdi, aktiveres sensoren ved at tilslutte en trigger, der åbner kontakten.

Kapacitive berøringsfrie endekontakter

Når et objekt dukker op, startes vibratorkredsen i den kapacitive enhed, og tidsindstillinger fastsættes. Efterhånden som genstanden nærmer sig sensoren, stiger dens kapacitans, og frekvensen, der genereres af multivibratoren, falder.

Så snart frekvenstærsklen overskrides, slukker enheden. Mange modeller af bevægelsessensorer fungerer efter dette princip, de tænder og slukker pærer, når en genstand detekteres i følsomhedszonen.

Strukturskemaet for en kapacitiv sensor ligner en induktiv enhed: begge modeller indeholder en generator og en detektor.

Princippet for en kapacitiv endestopkontakt er baseret på ændringen af kapacitansen af modtageelementet - kondensatoren. I sådanne sensorer begynder koblingsoperationen, når dielektriske og metalliske genstande kommer ind i deres felt.

Ud over generatoren, der genererer det elektriske felt, indgår grundlæggende dele som en demodulator i deres konstruktion. Den fungerer som en omformer af amplituden af højfrekvente svingninger med samtidig spændingsændring. Den næste vigtige komponent er en trigger, der er ansvarlig for et bestemt signalniveau, omskiftning og hystereseafhængighed.

For at øge indgangssignalet til den indstillede værdi inkluderes en forstærker i den kapacitive kontakts kredsløb. En LED-indikator styrer enhedens indstilling og drift.

Et element som compound beskytter kontakten mod fugt og indtrængning af faste partikler. Et plast- eller messinghus beskytter alt indeni mod mekaniske skader. Sættet inkluderer også fastgørelsesdele.

Koblingselementet i denne enhed er placeret på kondensatoren og består af en plade, der interagerer med en vibrator. En komparator forbundet til vibratoren fungerer som tærskel element. Sidstnævnte er igen forbundet til en frekvens- og spændingsomformer.

Kapacitive endestopkontakter reagerer på faste materialer, pulverformige, flydende, både elektrisk ledende og ikke-ledende.

Forskellen mellem kapacitive og induktive modeller er, at førstnævnte reagerer på luftfugtighed og ændringer i densitet. Sidstnævnte er ufølsomme over for sådanne påvirkninger.

Opbygning af ultralydskontakter

Konstruktionen af ultralyds endestopkontakter inkluderer kvarts lydudsendere, der danner impulsbølger med en længde på 100 – 500 kHz, og en modtager, hvis indstillinger svarer til en bestemt frekvens.

Når amplituden af lydbølger ændres som følge af bevægelser fra en genstand i bevægelse, registrerer mikrokontakten BVK nye værdier og styrer udgangssignalerne på baggrund heraf.

Funktionen af ultralydssensorer er baseret på ændringen i den tid, det tager for en lydbølge at bevæge sig fra sensoren til det overvågede objekt. Detektionsafstanden for sådanne enheder er ret stor – op til 10 m. En stor fordel er, at de kan detektere genstande af enhver form og farve, der reflekterer lyd.

Funktionen af denne ultralydssensor er baseret på et simpelt princip: så snart der kommer et signal på den ene ben, modtager den anden en puls med en længde svarende til afstanden til genstanden.

Sådanne sensorer bruges til at detektere genstande med en flad overflade, der er vinkelret på detektionsmidterlinjen.

Unøjagtigheder i deres funktion kan skyldes:

1. Pludseligt opstående kraftige luftstrømme, der forstærker eller svækker bølgen.
2. Pludselige temperaturændringer. Ved store mængder varme, der udstråles fra genstanden, ændres hastigheden af de udbredte bølger.
3. Afvigelse fra lodret af vinklen mellem genstandens vandrette plan og sensoraksen. Hvis denne fejl overstiger 10⁰, aktiveres sensoren ikke.
4. Genstandens kantede konturer. I dette tilfælde er det meget vanskeligt at detektere den.

Svingninger formerer sig i faste, gasformige og flydende medier, og hastigheden afhænger af de respektive parametre. Ultralydssensorer har ingen bevægelige dele, så der er ingen sammenhæng mellem antallet af cyklusser og apparatets levetid. De er kendetegnet ved høj modstandsdygtighed over for enhver form for ydre påvirkninger.

Optiske berøringsfrie enheder

Grænseafbrydere af denne type overvåger genstande, der både blokerer og reflekterer stråling. Når en genstand kommer ind i rummet mellem afbryderen og lyskilden, afbryder sensoren lysstrømmen. Elementet, der er ansvarlig for denne handling, kan være relæ- eller halvlederbaseret. Reaktionsradius strækker sig op til 150 m.

Dette er et billede af en optisk grænsesensor. Den bestemmer positionerne af yderpunkterne for bevægelige dele i 3D-printere og CNC-maskiner.

Næringssensorer fungerer i et bredt temperaturområde – fra -60 til +150⁰C. De tåler tryk på omkring 500 atm, kan anvendes i aggressive miljøer og endda under øget eksplosionsfare.

Magnetiske grænsekontaktvarianter

Denne type afbrydere, som også kaldes flydeafbrydere eller reed-kontakter, erstatter gradvist mekaniske modeller. Deres kontakter skifter position, når de er i en vis afstand fra magneten. Der sendes et signal til styrekredsen.

I en reed-afbryder er der en eller to kontakter lavet af et specielt materiale – ferromagnet. Den magnetiske grænsekontakt er kompakt. Den placeres i et hus af plastik eller glas, og den monteres i et afbrud i det elektriske kredsløb.

Kontakterne i sådan en kontakt kan være åbne, lukkede eller skiftende. I apparater af den første type lukkes kontakten ved aktivering. Normalt lukkede kontakter åbnes under tilsvarende omstændigheder, mens skiftende kontakter opfører sig efter situationen.

Valget af model afhænger af de specifikke omstændigheder. Reedkontakter anvendes i konstruktionen af skydeporter. Med deres hjælp stoppes konstruktionen, når den når sin yderposition ved åbning eller lukning.

Nogle flydermodeller bruges som en del af tyverialarmer ved indgangen til huset. Når døren er lukket, er kredsløbet lukket på grund af magnetfeltets påvirkning på endekontakten. Når døren åbnes, flyttes magneten, og kontakten åbnes, hvilket udløser alarmen.

Ved installation af magneter skal der tages hensyn til deres polaritet. Ved forkert installation vil de ikke udføre de funktioner, de er tiltænkt.

At der ikke er nogen mekanisk kontakt i denne konstruktion, er en fordel, der øger levetiden. De udmærker sig ved den enkleste struktur, baseret på samspillet mellem magnetstyrede kontakter og en almindelig magnet.

Regler og specifikationer for tilslutning

Selvom endekontakter i sig selv er ret enkle, bruges de i udstyr med komplekse elektriske kredsløb. Derfor skal deres tilslutning udføres af specialister og strengt i henhold til skematiske diagrammer, baseret på udstyrets specifikationer.

Lad os se på et eksempel på tilslutning af en simpel mekanisk kontakt i en 3D-printer. Dette er nødvendigt for at indstille yderkoordinater for vognen. Den tilsluttede endekontakt har 3 kontakter: COM, NO, NC. Når sensoren er åben, er den første og sidste kontakt under spænding på +5V. Den anden kontakt (NO) er jordet.

I diagrammet er kontakterne COM (1) og NO (2) i lukket tilstand, mens COM og NC (3) er åbne. Når printervognen når den yderste position, forbindes kontakterne COM og NC, og vognen hopper 2 mm tilbage.

Sensoren tilsluttes med to ledninger: rød og sort. Når enheden aktiveres, skal der høres et typisk klik. Indikatorafbryderen tilsluttes efter samme skema, men den har også en tredje ledning: grøn.

Aktivering signaleres af en lysende LED og et klik. Dets stik på printpladen har betegnelser: for rød ledning V (+5 V), for sort G (jord), for grøn S (signal).

De samme bogstaver betegner stikkene på den optiske afbryder. Den vil kontrollere vognens bevægelse mere præcist, men kan fejle ved støv og sollys. Aktivering af det optiske par ledsages af tænding af en lysemitterende diode og sker helt lydløst.

Endestopkontakter anvendes i vid udstrækning af møbelsnedkere, som installerer dem i skydeskabsdøre. Tilslutningen udføres i henhold til den vejledning, der følger med hver model. Diagrammet viser monteringsstedet for plastikkonstruktionen med knap. For midterdøren skal den monteres, så den ikke hindrer den korrekte bevægelse af sektionens anden dør på skinnerne.

Diagrammerne viser tilslutningsrækkefølgen for endestopkontakter til skydedøre i skydeskabe (variant b) og til hængslede døre (variant a)

Ved installation af en endestopkontakt til en hængslet dør fastgøres den med selvskærende skruer inde i skabet. I lukket position trykker døren knappen ned, åbner kredsløbet, og belysningen er slukket. I åben position frigiver døren knappen, og belysningen tændes.

Mærkning af grænsekontakter

Hver af disse koblingsenheder har en tilsvarende mærkning. Ved at afkode den kan man få alle oplysninger om den specifikke model af endestopkontakten. Hvis der står VU222M på den, betyder det, at der er tale om en endestopkontakt i VU222-serien. Det bevægelige element er en moderniseret arm.

På dette strukturelle diagram vises den symbolske betegnelse for en endestopkontakt, der er beregnet til funktion i styrekredse, der arbejder med veksel- og jævnstrøm med en maksimal spænding på 660V

Lad os i detaljer afkode mærkningen på afbryderen VP 15M4221-54U2. Den er udstyret med et bevægeligt aktivelement i serie 15. Den har én slutte- og én bryde-kontakt, med en trykker med rulle.

Beskyttelsesgraden er IP54 på aktuatorens side, «U» angiver klimatisk udførelse, og tallet 2 angiver placeringskategori. Produktet overholder TU U 31.2-25019584-005-2004.

Ledende producenter i segmentet

Mange virksomheder fremstiller sådanne sensorer. Der er anerkendte ledere blandt dem. Deriblandt det tyske firma Sick som en primær producent af denne type højkvalitetsprodukter. Firmaet Autonics leverer endestopkontakter af induktiv og kapacitiv type til markedet.

Den russiske virksomhed «TEKO» fremstiller kontaktløse sensorer af høj kvalitet. De har ekstrem høj tæthed (IP 68). Disse endestopkontakter arbejder i de farligste miljøer, inklusive eksplosive, og forskellige monteringsmetoder er tilgængelige.

Endestopkontakter fra den ukrainske producent «Promfaktor» er populære. Her fremstilles endestopkontakter og -omskiftere VP, PP, VU. Garantien er 3 år, forudsat at alle driftsregler overholdes.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video #1. Populært om endestopkontakten:

Video #2. Installation af KV på en selvbygget CNC-maskine:

Formålet med endestopkontakter kan være meget forskelligt. De anvendes både i komplekse industrisystemer og i hjemmet for at øge vores komfort. Det vigtigste er, at tilslutningen til det elektriske kredsløb kun må udføres efter fuldstændig spændingsfrigørelse.

Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor. Du deler måske oplysninger, der vil være nyttige for besøgende på webstedet. Efterlad indlæg med anbefalinger, offentliggør fotos om emnet, stil spørgsmål.