Informacijos įvedimas į valdiklį optiniais jungikliais

Straipsnyje aprašoma, kaip naudojant optronų mainus į valdiklį įvesti diskrečią informaciją, kai 220 V lygis, yra praktinė schema, kurią galima gaminti bet kurioje elektros laboratorijoje.

Technologiniuose procesuose dažnai reikia kontroliuoti mašinų mechanizmų judančių dalių padėtį. Šiems tikslams buvo sukurti ir sėkmingai pritaikyti įvairių konstrukcijų ir veikimo principų ribiniai jungikliai.

Paprasčiausi konstrukcija ir veikimo principas, be abejo, yra įprasti mechaninio kontakto tipo jungikliai: per mechaninių svirtelių sistemą ir dažnai visą krumpliaračių, kuriais varomos kumšteliai, sistemą uždaromas elektrinis kontaktas, kuris gali reikšti galutinę arba pradinę mechanizmo padėtį.

Be kontaktinių galinių jungiklių arba, kaip jie trumpai vadinami galiniais jungikliais, plačiai paplitę bekontakčiai galiniai jungikliai. Tipiškas šios šeimos atstovas yra BVK tipo galiniai jungikliai. Modifikacijų yra daug, todėl skaičiai dedami po raidėmis BVK.

Jų darbas grindžiamas kontroliuojamo atsipalaidavimo generatoriaus principu. Kai metalinė plokštė patenka į tokio galinio jungiklio tarpelį, generacija sustoja ir išėjimo relė suveikia. Natūralu, kad minėta plokštė yra toje mechanizmo dalyje, kurios padėtis turi būti kontroliuojama. Tokios priekabos išvaizda parodyta 1 paveiksle.

1 paveikslas. BVK artumo jungiklis

Be jutiklių, kurių pagrindą sudaro relaksacijos generatorius, naudojami indukciniai, talpiniai, optiniai, ultragarsiniai ir kiti jutikliai. Tačiau, nepaisant tokio tipo jutiklių įvairovės ir jų veikimo principų, įprasti kontaktiniai galiniai jungikliai neatsisako savo padėties, o jų atleisti dar anksti.

Dažnai mechanizmai su kontaktiniais jungikliais yra įtraukiami į automatines sistemas, veikiančias kontroliuojant valdiklius. Tokiu atveju informacija apie mechanizmo padėtį turėtų būti perduodama valdikliui, kuris kontroliuoja šio mechanizmo veikimą.

Vienas iš šių mechanizmų yra labiausiai paplitęs vandens vožtuvas. Remdamiesi jos pavyzdžiu, mes apsvarstysime, kaip perduoti informaciją apie jos padėtį kontrolieriui. Tai paprasčiausia ir patikimiausia padaryti naudojant optinio jungiklio izoliaciją. Tai bus aptarta šiame straipsnyje.

Gana dažnai mums per televiziją rodoma, kaip darbuotojas pasuka didelį smagratį prie didelio vožtuvo, blokuodamas dujų ar tepalo srautą. Todėl daugelis net neįtaria, kad vožtuvai nėra tik mechanizuoti, aprūpinti elektros varikliais, bet taip pat įtraukti į įvairias automatinio valdymo sistemas.

2 paveiksle parodyta supaprastinta vožtuvo valdymo grandinė.

2 pav. Supaprastinta vožtuvo valdymo grandinė

Norint sumažinti paveikslo tūrį, neparodyti tikrieji galios kontaktai, valdantys elektros variklį ir patį elektros variklį, taip pat įvairūs apsaugos elementai, tokie kaip grandinės pertraukikliai ir šiluminės relės. Juk įprasto grįžtamojo magnetinio starterio įtaisas yra gerai žinomas kiekvienam elektrikui. O kiek kartų teko pašalinti gedimą tiesiog paspaudus mygtuką ant „teplushka“ !!! Tačiau vis tiek reikės paaiškinti kai kurių grandinės elementų paskirtį.

Diagrama rodo magnetinių starterių K1, K2 ritinius. Įjungus K1, vožtuvas atsidaro, o kai įjungiamas K2, jis užsidaro, kaip rodo užrašai šalia ritinių. Diagramoje pavaizduotos starterio ritės įvertintos 220 V.

Paprastai uždaryti kontaktai K2 ir K1 yra standartinis bet kokio atbulinės eigos starterio sprendimas: blokuojant vieną starterį, kitas negalės įsijungti.

Vožtuvo atidarymas arba uždarymas prasideda paspaudus atitinkamus mygtukus, parodytus diagramoje. Atleidęs mygtukus, starteris palaikomas įjungtoje būsenoje savo kontaktu (blokas - kontaktas). Šis veikimo būdas vadinamas savarankišku maitinimu. Diagramoje tai paprastai yra atviri kontaktai K1 ir K2.

Šiek tiek aukštesnis nei šie kontaktai diagramoje yra stačiakampis su kontaktais viduje ir užrašu „MVĮ mechanizmas“. Tai yra padėties signalizacijos mechanizmas (ICP). Mūsų schemoje vožtuvas yra vidurinėje padėtyje, todėl kontaktai S1 ir S2 yra uždaryti, o tai leidžia įjungti bet kurį starterį tiek atidarant, tiek uždarant.

Mažos ir vidutinės įmonės mechanizmas yra greičių dėžė, kuri darbinio kūno, šiuo atveju varžto varžto poros, daugiapakopį žingsnį paverčia kampiniu veleno judesiu su kumšteliais. Priklausomai nuo mažų ir vidutinių įmonių modelio, šis kampas gali būti 90 ... 225 laipsnių. Pavarų dėžės perdavimo skaičius gali būti bet koks klientų pageidavimu, o tai leidžia tiksliausiai reguliuoti kumštelių padėtį.

Ant veleno esančios kumštelės gali būti pasuktos norimu kampu ir pritvirtintos. Dėl šios priežasties galima gauti įvairius mikrojungiklių veikimo momentus. Mūsų schemoje tai yra S1 ... S4. Kai kuriose MVĮ modifikacijose, be mikrojungiklių, yra indukcijos jutiklis, kuris suteikia analoginis signalas apie veleno sukimosi kampą. Paprastai tai yra srovės signalas, kurio diapazonas yra 4 ... 20 mA. Tačiau mes nenagrinėsime šio signalo.

Dabar grįžkime prie savo schemos. Tarkime, kad buvo paspaustas atidarymo mygtukas. Tokiu atveju vožtuvas pradės atsidaryti ir atsidarys tol, kol mikrojungiklis S1 veiks ICP mechanizme. (Nebent, žinoma, pirmiausia nepaspaudžiamas sustabdymo mygtukas). Jis išjungs starterio ritę K1 ir vožtuvas nustos atsidaryti.

Jei mechanizmas yra šioje padėtyje, paspaudus atidarymo mygtuką, K1 starteris negalės įsijungti. Vienintelis dalykas, dėl kurio šioje situacijoje gali įsijungti elektros variklis, yra mygtuko paspaudimas, kad uždarytumėte vožtuvą. Uždarymas tęsis tol, kol bus įjungtas mikrojungiklis S2. (Arba kol spustelėsite „Stabdyti“).

Tiek vožtuvo atidarymą, tiek uždarymą galima bet kada sustabdyti paspaudus sustabdymo mygtuką.

Kaip minėta aukščiau, vožtuvas neveikia pats, „jie paspaudė mygtuką ir pasitraukė“, tačiau gali patekti į automatikos sistemą. Tokiu atveju būtina kaip nors informuoti valdymo bloką (valdiklį) apie vožtuvo padėtį: atidaryti, uždaryti, tarpinėje padėtyje.

Lengviausias būdas tai padaryti yra naudoti papildomus kontaktus, kurie, beje, jau yra prieinami MVĮ. Diagramoje tai kontaktai S3 ir S4, palikti laisvi. Tik tokiu atveju yra papildomų nepatogumų ir išlaidų. Visų pirma, tai yra tai, kad reikia atlikti papildomus laidus ir papildomus laidus. Ir tai yra papildomos išlaidos.

Papildomų nepatogumų kyla dėl to, kad jūs turite sukonfigūruoti papildomas kameras. Šios kameros vadinamos informacinėmis. Mūsų schemoje tai yra S3 ir S4. Kalbant apie galią (diagramoje tai yra S1 ir S2), jos turi būti sukonfigūruotos labai tiksliai: pavyzdžiui, informacinėje priekaboje valdikliui nurodoma, kad vožtuvas jau uždarytas, o valdiklis tiesiog išjungia vožtuvą. Ir ji vis dar nepasiekė nė pusės!

Todėl 3 paveiksle parodyta, kaip naudojant galios kontaktus gauti informacijos apie vožtuvo padėtį. Šiuo tikslu gali būti naudojamos optinio jungiklio jungtys.

3 pav

Palyginti su 2 paveikslu, schemoje atsirado naujų elementų. Visų pirma tai relių kontaktai pavadinimais „Relay Open“, „Relay Close“, „Relay Stop“.Nesunku pastebėti, kad pirmieji du yra sujungti lygiagrečiai su atitinkamais rankinio valdymo pulto mygtukais, o paprastai uždaryti kontaktai yra „Relės sustabdymas“. paeiliui su mygtuku Stop. Todėl bet kuriuo metu vožtuvą galima valdyti paspaudus mygtukus ranka arba iš valdymo bloko (valdiklio) naudojant tarpines reles. Norint supaprastinti grandinę, nerodomos tarpinių relių ritės.

Be to, diagramoje pasirodė stačiakampis su užrašu „Optokoupleris keičiasi“. Jame yra du kanalai, leidžiantys paversti įtampą iš SVV mechanizmo galinių jungiklių, o tai yra 220 V, paversti valdiklio signalo lygiu, taip pat galvaninę izoliaciją nuo elektros tinklo.

Diagrama parodo, kad optinio jungiklio jungčių įėjimai yra tiesiogiai prijungti prie ICP mechanizmo mikrojungiklius S1 ir S2. Jei vožtuvas yra vidurinėje padėtyje (iš dalies atidarytas), abu mikrojungikliai yra uždaryti, o abiejuose optronų jungčių įėjimuose yra 220 V. Įtampa Šiuo atveju abiejų kanalų išėjimo tranzistoriai bus atviroje būsenoje.

Kai vožtuvas yra visiškai atidarytas, mikrojungiklis S1 yra atidarytas, optoporiaus izoliacijos kanalo įvestyje nėra įtampos, todėl vieno kanalo išėjimo tranzistorius bus uždarytas. Tą patį galima pasakyti apie mikrojungiklio S2 veikimą.

Vieno optronų izoliacijos kanalo schema parodyta 4 paveiksle.

4 pav. Vieno optinio jungiklio kanalo schema

Grandinės schemos aprašymas

Įėjimo įtampa per rezistorių R1 ir kondensatorių C1 ištaisoma diodais VD1, VD2 ir įkrauna kondensatorių C2. Kai įtampa per kondensatorių C2 pasiekia zenerio diodo VD3 skilimo įtampą, kondensatorius C3 įkraunamas ir per rezistorių R3 „užsidega“ optoderio šviesos diodas V1, kuris veda į optoelektrinio tranzistoriaus atidarymą, o kartu su juo - išėjimo tranzistorius VT1. Išėjimo tranzistorius yra prijungtas prie valdiklio įvesties per atsiejimo diodą VD4.

Keletas žodžių apie dalių paskirtį ir rūšis.

Kondensatorius C1 veikia kaip ne vatos rezistorius. Jo talpa riboja įvesties srovę. Rezistorius R1 yra suprojektuotas taip, kad apribotų įsibrovimo srovę mikrosvirtelių S1, S2 uždarymo metu.

Rezistorius R2 apsaugo kondensatorių C2 nuo padidėjusios įtampos įvykus Zenerio diodo grandinės VD3 atidarymui.

Kaip Zenerio diodas VD3 naudojamas KC515, kurio stabilizavimo įtampa yra 15V. Šiame lygyje yra ribota kondensatoriaus C4 įkrovimo įtampa ir atitinkamai srovė per optinio jungiklio V1 šviesos diodą.

AOT128 buvo naudojamas kaip optinis jungiklis V1. 100 kOhm rezistorius R5 yra uždarytas optinio jungiklio fototransistorius nesant LED apšvietimo.

Jei vietoj vietinio optinio jungiklio AOT128 naudojame jo importuotą analoginį 4N35 (nors vis dar kyla klausimas, kuris iš jų yra analogas?), Tada rezistorių R5 reikėtų įdėti, kurio nominali vertė yra 1MΩ. Priešingu atveju buržuazinis optinio jungiklio jungiklis tiesiog neveiks: 100 KOhm uždarys fototranzistorių taip tvirtai, kad jo atidaryti nebebus įmanoma.

KT315 tranzistoriaus išėjimo pakopos suprojektuotos veikti 20 mA srove. Jei jums reikia didesnės išėjimo srovės, galite naudoti galingesnį tranzistorių, pvz., KT972 arba KT815.

Schema yra gana paprasta, patikima eksploatuoti ir nėra kaprizinga paleidimui. Jūs netgi galite pasakyti, kad jo nereikia koreguoti.

Paprasčiausia patikrinti plokštės veikimą, naudojant 220 V tinklo įtampą tiesiai iš lizdo į įvestį. Prie išėjimo prijunkite šviesos diodą per maždaug vieno kilogramo omo varžą ir įjunkite 12 V maitinimo šaltinį. Tokiu atveju šviesos diodas turėtų užsidegti. Jei išjungiate 220 V įtampą, šviesos diodas turi užgesti.

Fig. 5. Paruoštos plokštės su optoelektronine izoliacija išvaizda

5 paveiksle parodyta gatavos plokštės, turinčios keturis optolaidų kanalus, išvaizda. Įvesties ir išvesties signalai jungiami naudojant plokštėje įmontuotus gnybtų blokus. Mokestis pagamintas lyginimo lazeriu technologija, nes tai buvo padaryta jo gamybai.Keletą veiklos metų gedimų praktiškai nebuvo.

Borisas Aladyshkinas