Interruptor de limite: o que é, marcação + regras de conexão

Quase todos os sistemas automatizados contêm um dispositivo como um interruptor de limite, responsável por desativá-los quando a parte móvel atinge um determinado ponto. Nos sistemas de controle de iluminação, os interruptores de limite são usados ​​como sensores. Quando circunstâncias programadas surgem, elas formam um sinal.

Vamos falar sobre o objetivo funcional e os tipos de dispositivos de viagem. No artigo que apresentamos, descrevemos diagramas de fiação comprovados, listamos as regras de conexão. São fornecidos recursos de marcação, dicas de seleção.

O que são interruptores de limite?

Os interruptores de limite são dispositivos elétricos projetados para abrir e fechar o circuito de trabalho. Monte-os em mecanismos móveis para limitar seu movimento dentro de limites predeterminados. As funções que esses dispositivos executam são idênticas à chave padrão.

O preenchimento dos interruptores de limite é encerrado em uma caixa durável, geralmente em metal. Todos os seus elementos são otimizados para fácil fixação e fácil orientação no espaço.

Cores brilhantes e diferentes dos LEDs permitem controlar a fonte de alimentação e a resposta do sensor. Dois pares de contatos, geralmente disponíveis no trailer, possibilitam monitorar o status de sua conexão.

Se, quando o par estiver fechado, a transmissão do sinal não retornar, isso indica um mau funcionamento do cabo que leva ao comutador. Depois que o sensor é acionado, é possível usar um par aberto de contatos para transmitir o sinal.

Sensores sensíveis são a base da sistemas de proteção contra vazamentos. Quando a água é detectada, para a identificação a que se destinam, os dispositivos não apenas sinalizam uma situação de alarme no modo de som e cor, mas também bloqueiam a operação dos sistemas pelos quais a água é transportada.

Classificação funcional

Existem três grupos principais de interruptores de limite: mecânico, sem contato, magnético. A principal função de todos esses dispositivos é desconectar automaticamente o mecanismo de trabalho quando atingir a posição estabelecida por sua parte móvel. Esses comutadores servem não apenas para abrir o circuito, mas também para conectá-lo.

A operação do circuito nos sensores finais é coordenada de duas maneiras: atuando diretamente nos contatos móveis e controlando-os posicionalmente. No primeiro caso, eles são chamados de contato, no segundo - sem contato. Um exemplo de interruptores de limite de contato são os sensores responsáveis ​​pelo fechamento das portas dos automóveis.

A foto mostra o design do tipo de limite da chave fim de curso. Seus principais componentes são: tampa (1), base (2), contatos (3), rolete (4), alavanca (5), tira de vedação (6), entrada de arame (7)

Sensores desse tipo podem não apenas ativar e desativar os mecanismos, mas também definir a posição do sujeito do controle. Estes incluem interruptores de bóiabem como sensores de nível de combustível. O sinal para sua operação é uma alteração na resistência correspondente a um determinado nível de líquido.

Menos sensores de contato na presença de peças móveis mecânicas, vida útil relativamente curta devido à proteção ineficaz contra umidade e poeira. A vantagem é o design, instalação e operação simples. Os interruptores de proximidade são protegidos de maneira muito mais confiável contra influências externas. Mais durável é o seu recurso.

Extremidades mecânicas

O controle dos interruptores finais deste tipo pode ser rolete ou alavanca. Eles funcionam assim que o mecanismo de controle na forma de roda, botão ou alavanca é submetido a tensão mecânica.

Nesse caso, ocorre uma alteração na posição dos contatos - eles podem fechar ou abrir. O processo é acompanhado por um sinal - controle ou aviso.

Na maioria das vezes, os interruptores de limite têm dois contatos - abertos e fechados. Existem dispositivos finais únicos, mas são raros. De qualquer forma, existem contatos em cada caso, e um diagrama de trabalho com seus números é mostrado no painel.

O design do rolo VK permite desligar pressionando o atuador no botão na forma de uma pequena haste. Por estar conectado com contatos dinâmicos, no momento do contato, o circuito de alimentação é aberto.

A diferença entre os interruptores da alavanca é que seus contatos móveis são conectados através de uma haste ou através de uma haste a uma pequena alavanca. A ação ocorre quando o atuador clica nessa alavanca.

Na figura, está um microinterruptor mecânico final KW4-3Z-3 com uma barra de pressão. Difere do valor padrão do curso do elemento de trabalho. É usado em máquinas CNC, impressoras 3D.

Além dos dispositivos finais padrão, existem microinterruptores. Eles trabalham com o mesmo princípio, mas seu ajuste durante a instalação requer maior precisão devido ao pequeno curso. Para aumentar o curso de trabalho, eles recorrem a uma técnica como a inclusão de um elemento intermediário no circuito - uma alavanca com um rolo.

Este tipo de disjuntor é usado na produção e em casa. O design do elevador usou um grande número de KU.

Entre eles, um interruptor na forma de um sensor, limitando a altura mínima e máxima de deslocamento do elevador, sinalizando uma quebra de cabo, sinalizando a abertura da porta e realizando muitas outras ações. Nas portas de muitos apartamentos existem microinterruptores que acendem a luz da sala quando ela é aberta.

Nos automóveis, esses sensores mecânicos são incorporados aos circuitos de alarme e iluminação. Sua característica é a presença de uma única entrada com um potencial positivo conectado a ela. A caixa é um terminal negativo, pressionado contra um elemento metálico na carroçaria, livre de tinta.

Com a massa do carro, esse elemento é conectado por cabo. A principal condição é que o interruptor não entre em contato com uma superfície molhada. Conecte os sensores finais ao instalar um alarme de carro usando um circuito. Suas saídas podem ser instaladas nas portas e no compartimento de passageiros em luminárias.

Para ligar quando a porta estiver aberta e desligar quando estiver fechada, execute um curto a positivo. Se houver uma luz de fundo para o teto da cabine e das portas, é usado um bloco de reboque que executa várias funções. Como resultado da operação do bloco, sensores importantes são bloqueados ao tentar abrir bloqueios.

Recursos de chaves fim de curso sem contato

Uma das variedades de interruptores de limite é a modificação sem contato (BVK). Dispositivos de comunicação configurados para operar quando caem na zona de sensibilidade de um objeto específico.

Esses limitadores se ajustam a um material específico e a um determinado tamanho. Assim que um objeto com esses parâmetros cai na zona sensível, a amplitude de oscilação do gerador é transformada

Não há partes móveis no próprio dispositivo, assim como não há contato mecânico entre o objeto de influência e o elemento do comutador configurado nele.

O BVK consiste nas seguintes partes:

• elemento sensível;
• chave de poder;
• componente que analisa o sinal.

A distância na qual o dispositivo começa a atuar é definida com base na modificação do sensor e nos requisitos do processo. A exclusão dos elementos móveis e de atrito aumenta significativamente a confiabilidade desses dispositivos.

Sensores sem contato ou, como também são chamados, sensores de proximidade têm ampla funcionalidade. Existem duas categorias - interruptores e sensores de posição.

A primeira tarefa do IOO é detectar a posição de um objeto. Além disso, o sensor realiza a contagem, posicionamento, separação e classificação dos objetos. Ele pode controlar a velocidade, o movimento, calcular o ângulo de rotação, ajustar a inclinação e executar muitas outras ações.

Em condições domésticas interruptores de proximidade enquanto usado principalmente na organização do controle de iluminação. No entanto, no campo do design do sistema "Casa inteligente" tem um escopo muito maior e muito mais perspectivas.

Os instrumentos sensíveis são utilizados na indústria, na indústria de transportes, como elemento de automação, no refino de petróleo. Pelo princípio de detectar objetos que se aproximam, os BKVs são indutivos, capacitivos, ópticos e ultrassônicos.

Sensores indutivos de proximidade

Eles são configurados para materiais metálicos e amorfos. Entre os que reagem ao metal, existem opções magnéticas e ferromagnéticas. Dentro do sensor há um núcleo - metal ou magnetizado.

O disjuntor pode receber energia com uma grande variação nos valores de tensão - de 10 V em corrente constante e corrente alternada - de 264 V. O sinal de saída é gerado em 0,2 A para corrente contínua e 0,5 A para corrente alternada

Se você descrever o design de um sensor com mais detalhes, ele consiste em um transdutor, incluindo uma bobina de cobre localizada em um copo de ferrite. Suas funções incluem redirecionar o vetor de linhas eletromagnéticas para a frente do disjuntor.

O oscilador no circuito pode ser com uma resistência negativa fixa ou qualquer outro tipo. As linhas do campo magnético são orientadas perpendicularmente à direção da corrente que flui através das voltas do núcleo magnetizado.

Um campo de força alternado é causado por uma tensão alternada nas entradas do núcleo. O próximo nó importante é o modelador de sinal, que cria a histerese e o alcance do sinal de controle. Inclui um detector controlado por um gatilho.

O diagrama mostra uma chave de movimento indutivo em ação. Seu principal elemento é um indutor, usado em um gerador

O ponto chave no funcionamento da chave limitadora de indução são as alterações que ocorrem quando um objeto está se aproximando ou se afastando. Assim que o limite de tensão exceder o valor permitido, o sensor é acionado conectando um gatilho que abre a chave.

Interruptores capacitivos de proximidade

Após a aparência do objeto, o circuito vibrador do dispositivo capacitivo é iniciado, os parâmetros de tempo são definidos. À medida que o sujeito se aproxima do sensor, a capacitância deste último aumenta e a frequência produzida pelo multivibrador diminui.

Assim que o limite de frequência é excedido, o dispositivo desliga. Muitos modelos operam com esse princípio. sensores de movimentodesligar e acender as lâmpadas quando um objeto é detectado na zona de sensibilidade.

O diagrama estrutural de um sensor capacitivo se assemelha a um dispositivo indutivo: ambos os modelos têm um gerador e um detector.

O princípio de operação de um reboque do tipo capacitivo é baseado em uma alteração na capacitância do elemento receptor - um capacitor. Em tais sensores, a operação de comutação começa quando objetos dielétricos e metálicos entram em seu campo

Além do gerador que gera um campo elétrico, seu design inclui peças básicas como um desmodulador. Ele atua como um conversor da amplitude de oscilações de alta frequência com uma mudança simultânea de tensão. O próximo componente importante é o gatilho, responsável por um certo nível de sinal, comutação e dependência da histerese.

Para aumentar o sinal de entrada para um valor especificado, um amplificador é incluído no circuito do disjuntor capacitivo. O indicador LED é responsável por monitorar as configurações e o funcionamento do dispositivo.

Um interruptor como um composto protege o interruptor contra umidade e partículas sólidas. Uma caixa de plástico ou latão protege tudo o que está dentro dela contra danos mecânicos. O kit também inclui elementos de fixação.

O elemento de comutação neste dispositivo está localizado no capacitor e é uma placa que interage com um vibrador. O papel do elemento limiar é desempenhado por um comparador conectado a um vibrador. Este último, por sua vez, está conectado a um conversor de frequência e tensão.

Os fins de curso capacitivos respondem a materiais sólidos, em pó, líquidos, condutivos e não condutivos

A diferença entre os modelos capacitivo e indutivo é que os primeiros respondem à umidade do ar e às mudanças de densidade. O segundo é insensível a tais influências.

O dispositivo de interruptores ultrassônicos

O design das chaves fim de curso ultrassônicas prevê a presença de emissores de som de quartzo formando ondas de pulso com um comprimento de 100 - 500 kNc e um receptor cujas configurações correspondem a uma determinada frequência.

Ao alterar a amplitude das ondas sonoras como resultado de manobras de um objeto em movimento, o microinterruptor BVK captura novos valores e, com base nisso, controla os sinais de saída.

O princípio de operação dos sensores ultrassônicos é baseado em uma mudança no tempo durante o qual a onda sonora se move do sensor para o objeto controlado. A distância de detecção desses dispositivos é bastante grande - até 10 m. Sua grande vantagem é que eles podem detectar um objeto de qualquer forma e cor que reflita o som.

O funcionamento desse sensor ultrassônico é baseado em um princípio simples: assim que um sinal chega a uma das pernas, o outro recebe um pulso de comprimento igual à distância do objeto

Tais sensores são usados ​​para detectar objetos com uma superfície plana, ocupando uma posição perpendicular em relação à linha média de detecção.

Imprecisões no trabalho podem causar:

1. Subitamente surgindo correntes de ar de alta potência, amplificando ou atenuando a onda.
2. Uma mudança acentuada de temperatura.Com uma grande quantidade de calor emitida pelo objeto, a velocidade das ondas propagadas muda.
3. Desvio do ângulo vertical entre o plano horizontal do objeto e o eixo do sensor. Se esse erro exceder 10⁰, o sensor não funcionará.
4. Contornos angulares do objeto. Nesse caso, sua identificação é muito difícil.

As oscilações se propagam em um meio sólido, gasoso e líquido, e a velocidade depende dos parâmetros correspondentes. Os sensores ultrassônicos não possuem partes móveis, portanto, não há relação entre o número de ciclos e a vida útil do dispositivo. Eles são caracterizados pelo aumento da resistência a influências de todos os tipos a partir do exterior.

Dispositivos ópticos sem contato

BKV deste tipo controla objetos, sobrepondo a radiação e refletindo-a. Quando um objeto entra no espaço entre o comutador e a fonte de luz, o sensor interrompe o fluxo de luz. O elemento responsável por esta ação pode ser relé ou semicondutor. O raio de resposta se estende até 150 m.

Esta é uma foto de um sensor final óptico. Determina a posição dos pontos extremos de movimento de peças móveis em impressoras 3D, máquinas CNC

Os sensores de proximidade operam em uma ampla faixa de temperatura - de -60 a + 150 ° C. Eles suportam uma pressão de cerca de 500 bar, podem ser operados em um ambiente agressivo e mesmo em condições de maior risco de explosão.

Tipos de extremidade magnética

Esse tipo de chave, também chamado de chave flutuante ou de palheta, substitui gradualmente os modelos mecânicos. Seus contatos mudam de posição quando estão a alguma distância do ímã. Nesse caso, um sinal é fornecido ao circuito de controle.

No interruptor reed, há um ou dois contatos feitos de um material especial - um ferro-ímã. O trailer magnético é pequeno em tamanho. Eles o colocam em uma caixa de plástico ou vidro e são montados em seu circuito em um circuito elétrico.

Os contatos desse comutador são abertos, fechados, comutáveis. Nos dispositivos do primeiro tipo, o contato fecha quando ativado. Os contatos normalmente fechados abrem em circunstâncias semelhantes e os comutadores se comportam de acordo com a situação.

A escolha do modelo depende de circunstâncias específicas. Os interruptores Reed são utilizados na construção de portões de correr. Com a ajuda deles, a estrutura é interrompida quando atinge sua posição extrema ao abrir ou fechar.

Alguns modelos de bóia são usados ​​como parte de um alarme contra roubo na entrada da casa. Quando a porta está fechada, o circuito é fechado devido à influência de um campo magnético no reboque. A porta de abertura provoca o movimento do ímã e a abertura do contato, que aciona o alarme.

Ao instalar ímãs, sua polaridade é levada em consideração. Se instalado incorretamente, eles não cumprirão as funções atribuídas a eles

O fato de não haver contato mecânico nesse projeto é sua vantagem que aumenta a longevidade. Eles diferem na estrutura mais simples, com base na interação de contatos magneticamente controlados com um ímã convencional.

Regras e especificações de conexão

Embora as chaves fim de curso sejam bastante simples na construção, elas são usadas em equipamentos com circuitos elétricos complexos. Portanto, sua conexão deve ser realizada por especialistas e estritamente de acordo com os principais esquemas, com base nas características da tecnologia.

Considere o exemplo de conexão de um comutador mecânico simples em uma impressora 3D. Isso é necessário para definir as coordenadas extremas para o seu transporte. O trailer de plug-in possui 3 contatos - COM, NO, NC. Quando o sensor está aberto, o primeiro e o último contato estão abaixo da tensão de + 5V. O segundo contato (NO) está aterrado.

No diagrama, os contatos COM (1) e NO (2) estão no estado fechado e COM e NC (3) estão abertos. Quando o carro da impressora atinge a posição extrema, os contatos COM e NC são conectados e ocorre uma recuperação de 2 mm.

Conecte o sensor usando dois fios - vermelho e preto. Quando o dispositivo dispara, um clique típico deve soar. O interruptor indicador está conectado da mesma maneira, mas também possui um terceiro fio - verde.

Sua operação é sinalizada por um LED aceso e um clique. Seus conectores na placa têm as designações: para o fio vermelho V (+5 V), para o preto - G (terra), para o verde - S (sinal).

As mesmas letras indicam os conectores no comutador óptico. Ele controlará com mais precisão a operação do carro, mas poderá funcionar mal em condições de poeira e luz solar. O disparo do par óptico é acompanhado pela inclusão de um diodo emissor de luz e ocorre completamente silenciosamente.

Os interruptores de limite são amplamente utilizados pelos fabricantes de móveis, instalando-os em guarda-roupas deslizantes. A conexão é realizada de acordo com as instruções anexadas a cada modelo. O diagrama indica o local de montagem da estrutura plástica com a chave. Para a porta do meio, ela deve ser instalada de forma que não seja um obstáculo para o movimento correto da outra porta da seção ao longo das guias.

Os diagramas mostram o procedimento para conectar interruptores de limite para portas de correr em armários de correr (opção b) e para portas de batente (opção a)

No caso de instalação de um interruptor de limite para uma porta de batente, ele é fixado com parafusos autoatarraxantes no interior do gabinete. Quando fechada, a porta pressiona o botão, abre o circuito e a iluminação não funciona. Ao ar livre - a porta libera o botão e a iluminação acende.

Marcação do interruptor de limite

Cada um desses dispositivos de comutação é identificado de acordo. Após descriptografá-lo, você pode obter todas as informações sobre um modelo específico da chave limitadora. Se houver um registro do VU222M, significa que você tem uma chave do terminal da série VU222 à sua frente. O elemento móvel é uma alavanca modernizada.

Este diagrama de blocos mostra o símbolo de uma chave limitadora projetada para operação em circuitos de controle operando em corrente alternada e contínua com tensão máxima de 660V

Em detalhes, decodificamos, por exemplo, a marcação do comutador VP 15M4221-54U2. É equipado com um elemento de atuação móvel da série 15. Possui um contato de contato e um contato de contato, equipado com um empurrador com rolo.

O nível de proteção é IP54 no lado da unidade, “U” indica a versão climática e o número 2 indica a categoria de posicionamento. O produto está em conformidade com a TU U 31.2-25019584-005-2004.

Fabricantes líderes da indústria

Muitas empresas produzem esses sensores. Entre eles estão líderes reconhecidos. Entre eles está a empresa alemã Sick, como principal fabricante desses produtos de alta qualidade. A Autonics fornece comutadores de proximidade do tipo indutivo e capacitivo ao mercado.

Sensores sem contato de alta qualidade são produzidos pela empresa russa TEKO. Eles são caracterizados por estanqueidade ultra alta (IP 68). Esses interruptores de limite funcionam nos ambientes mais perigosos, incluindo explosivos, e vários métodos de instalação estão disponíveis.

Os interruptores de limite do fabricante ucraniano Promfaktor são populares. Os interruptores e interruptores VP, PP, VU são produzidos aqui. A garantia, sujeita a todas as regras de operação, é de 3 anos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. Popular sobre o interruptor de limite:

Vídeo # 2. Instalando o HF em uma máquina CNC caseira:

O objetivo das chaves fim de curso pode ser muito diferente. Eles são usados ​​tanto em sistemas industriais complexos quanto na vida cotidiana para aumentar nosso conforto. O principal é que sua conexão ao circuito elétrico deve ser realizada somente após a remoção completa da tensão.

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