Концевой выключатель — электромеханическое устройство, широко применяемое в системах автоматизации для определения наличия объекта в зоне действия. В основе принципа работы концевого выключателя лежит механическое воздействие на актуатор. Когда он перемещается, происходит замыкание либо размыкание электрической цепи.
Назначение
Устройство позволяет переключать режимы работы оборудования, обесточивать части систем, включать освещение, отслеживать положение каких-либо объектов. Функции, которые также могут выполнять различные типы концевых выключателей:
- обнаружение объектов;
- подсчет количества предметов;
- определение зоны перемещения объекта;
- обесточивание оборудования в целях защиты;
- контроль крайних положений при перемещении.
Если движущиеся элементы оборудования имеют ограниченный диапазон перемещения, необходимо предусмотреть отключение двигателя при достижении крайних положений. Концевой выключатель размещается так, чтобы движущийся элемент гарантированно задевал его актуатор, достигая заданной точки. В этом случае концевик срабатывает, ток отключается, движение останавливается.
Для подключения концевого выключателя требуется обнаружить необходимую точку контакта и установить сам датчик таким образом, чтобы срабатывание происходило именно там. Здесь изменение положения датчика при монтаже обеспечивает более точную настройку момента срабатывания (смещение датчика возможно за счёт использования крепежных отверстий либо за счёт изменения места крепления). Также более точная настройка возможна регулировкой самого рычага, если это предусмотрено конструкцией датчика.
В сравнении с размерами регистрируемых объектов и расстояниями, проходимыми ими, точность срабатывания концевика составляет доли процента. При этом расстояние, проходимое проводящей пластиной от момента отсутствия контакта до его появления, составляет доли миллиметра. Это расстояние и определяет точность, с которой датчик может зарегистрировать положение контролируемого объекта. Оно может быть 0,5, 0,2 мм и даже меньше. Дополнительное достоинство концевика в том, что точность срабатывания, а также характер взаимодействия при контакте можно настраивать/регулировать за счёт использования различных типов актуаторов.
Сферы применения
Концевые выключатели используются как датчики в различных системах автоматизации. Они нужны в следующих отраслях:
- станкостроение: все типы деревообрабатывающего и металлообрабатывающего оборудования, прессы, спецтехника;
- упаковочные системы, технологические линии;
- погрузочно-разгрузочная техника: краны, подъёмные устройства, транспортные ленты;
- лёгкая и пищевая промышленность;
- транспорт: автомобильная, железнодорожная, авиационная техника.
В любой области применение концевых выключателей преследует одну из двух целей: либо защитить технику от несанкционированного доступа, либо автоматически активировать (дезактивировать) конкретные функции оборудования.
Устройство и виды электромеханических концевых выключателей
Основные функциональные элементы концевых выключателей:
- актуатор;
- устройство переключения контактов;
- клеммы.
Актуатор непосредственно взаимодействует с внешними объектами, а затем, за счёт своего перемещения, — с устройством переключения контактов, приводя к замыканию или размыканию электрической цепи.
Существует несколько видов концевых выключателей в зависимости от типа актуатора. Разделяют кнопочные, рычажные и штоковые актуаторы. Степени защиты различны и отражаются в маркировке: в ассортименте MEYERTEC артикулы концевых выключателей с IP54 начинаются с букв MTB4-MS, а с IP65 — с букв MTB4-LZ.
Актуаторы концевиков MEYERTEC возвращаются в исходное положение сразу после прекращения контакта объекта с актуатором.
Возможно линейное движение актуатора либо вращение.
Распространено применение концевых выключателей нормально-замкнутого и нормально-разомкнутого типа. В концевиках MEYERTEC используются NO+NC контакты.
Типы актуаторов концевых выключателей
Роликовый рычаг
Чтобы снизить усилие активации и трение и уменьшить износ исполнительного механизма, рычаг снабжают роликом, который поворачивается вокруг своей оси при контакте. Ролик изготавливается из металла или полимера. Рычаг снабжен пружиной, после прекращения внешнего воздействия он возвращается в исходное состояние.
Что такое регулируемый роликовый рычаг? Это исполнительный элемент изменяемой длины, который позволяет обеспечить точную настройку выключателя для лучшего контакта с контролируемыми объектами. Это подвижное приспособление с роликом, допускающее фиксацию в различных положениях посредством специального винта.
Скругленный плунжер. Особенности конструкции
Актуатор кнопочного типа, без рычага, срабатывает при непосредственном воздействии на кнопку. Исполнительный механизм выполнен в виде выступающего элемента со скруглённой верхней частью, что позволяет повысить площадь контакта и обеспечить срабатывание также и при небольшом отклонении объекта от движения по направлению к кнопке.
Роликовый плунжер
Назначение концевых выключателей этого типа — обеспечивать активацию в случаях, когда внешний объект движется не только прямо на актуатор, но и, например, по окружности. По своей сути это актуатор кнопочного типа, снабженный роликом на конце.
Стержневой рычаг (шток)
Срабатывание происходит за счет бокового воздействия. Стержневой рычаг работает по тому же принципу, что и роликовый рычаг, но отличается размерами и, соответственно, отсутствием ролика. Длина может достигать 10 сантиметров.
Гибкий стержень
По принципу действия устройство схоже со стержневым рычагом, но активируется при воздействии с любой стороны.
Свойства концевых выключателей
Концевые выключатели широко применяются, являются практичным и относительно недорогим решением для создания систем автоматизации.
Особенности:
- высокая точность — датчик можно установить с точностью, соответствующей расстоянию, на которое перемещается актуатор до срабатывания;
- повторяемость — после срабатывания актуатор возвращается в изначальное положение и полностью готов к повторению рабочего цикла;
- возможность работать в неблагоприятных условиях;
- не потребляет электроэнергию — устройство представляет собой механический выключатель и просто замыкает или размыкает цепь без затрат электричества, однако отдельные виды устройств могут иметь светодиодную индикацию, потребляющую незначительное количество энергии;
- простота монтажа.
К недостаткам концевых выключателей можно отнести ограничение скоростей, на которых осуществляется взаимодействие, а также необходимость физического контакта с контролируемым объектом, что повышает нагрузку на устройство и отрицательно влияет на срок его службы.
При выборе концевого выключателя стоит обращать внимание на следующие факторы:
- степень защиты от пыли и влаги в зависимости от условий на производстве (в каталоге MEYERTEC представлены концевики с IP54 и IP65);
- материалы корпуса (металл или пластик);
- размеры и удобство монтажа;
- контролируемый объект.
