L’interruptor límit té un paper clau en els equips d’automatització. En poques paraules, indica al sistema de control si hi ha un determinat component mecànic a través del contacte o la inducció. Amb el nivell creixent d’automatització de fàbriques, és especialment important triar el model adequat. Per exemple, l’equip de sobte s’enganxa, la línia de muntatge s’atura i, en casos greus, fins i tot pot causar accidents industrials. Aquestes situacions sovint estan relacionades amb una selecció inadequada.
El nostre article és principalment resoldre un conjunt de normes de referència per als enginyers en seleccionar models. Concretament, ens centrarem en diversos factors clau, com ara si l’equip és lineal o rotatiu, tant si hi ha factors d’interferència com el petroli, la pols, etc. al taller, i com es requereix la precisió de detecció. Aquests aspectes afectaran el tipus final de commutador de límit a seleccionar. En particular, també implicarem el problema de com funciona el sistema de control d’equips amb l’interruptor i quines regulacions de seguretat s’han de complir, que sovint es troben en les operacions reals.
Seleccioneu els interruptors de límit segons el tipus de moviment mecànic
Per als equips que necessiten fer moviment circular (com els cargols de màquines-eina, les taules rotatives, etc.), els tipus d’ús habitualment inclouen interruptors de posició de càmeres, interruptors d’inducció sense contacte, codificadors d’angle, etc. Els factors a tenir en compte quan l’elecció inclouen l’angle de rotació (com ara la rotació del cercle complet o la rotació parcial), la velocitat (sobretot els requisits de rotació ràpid Força alta). Per exemple, a l’escenari de posicionament del cargol de màquines-eines CNC, els dispositius de codificació d’alta precisió poden aconseguir un control de posició molt fina, que pot ser tan exacte com un percentatge d’un pèl.
Quan l’equip es mou en línia recta (per exemple, la cinta transportadora d’una línia de muntatge automatitzada), els tipus opcionals inclouen interruptors de viatge de contacte mecànics, interruptors d’inducció fotoelèctrics o dispositius disparadors magnètics. En aquest moment, cal centrar -se en la longitud de la distància en moviment (curt uns quants mil·límetres i llargs poden ser desenes de metres), posicionar els requisits de precisió (algunes ocasions de muntatge de precisió han de controlar l’error dins de 0. 01 mm) i si l’entorn de treball té molts factors d’interferència com l’oli, la brutícia i la pols. Per exemple, a la línia de muntatge de parts d’automòbils, els interruptors fotoelèctrics no necessiten contactar directament amb l’objecte mesurat, cosa que pot evitar el problema de la pèrdua de parts causada per la fricció repetida.
A més, algunes condicions de treball especials requereixen un tractament especial: per a equips amb vibracions especialment fortes (com ara trituradores i màquines d’estampació), és necessari triar models amb estructures d’absorbiment de xoc, en cas contrari, les parts internes són fàcils de deixar anar i fallar; Per als mecanismes que es mouen cap endavant i cap a endavant (com el braç de pressió de la baler), s’ha de prestar una atenció especial a la vida útil del commutador. Els tipus de contacte mecànics poden tenir un contacte deficient després de desenes de milers d’usos. Aquí teniu un exemple típic. Quan seleccioneu un dispositiu límit per a equips com ara Màquinesalls d’estampació, no només ha de ser capaç de suportar centenars d’impactes per minut, sinó que també té un disseny protector especial contra el petroli i la pols.
Considereu els factors de l’entorn de treball mecànics
En primer lloc, hem de prestar especial atenció al factor influent de la temperatura. Per exemple, en condicions d’alta temperatura, és a dir, quan la temperatura ambient supera els 80 graus centígrads, s’han d’utilitzar materials resistents a la temperatura d’alta temperatura, com ara materials ceràmics o alguns plàstics especials. Aquests materials han de ser capaços de suportar les fluctuacions de la temperatura de menys de 40 a 150 graus. Per exemple, quan es trobi amb un entorn de baixa temperatura, s’ha de prestar una atenció especial a si el material es tornarà trencant i el problema de la congelació de lubricants. En aquest moment, es pot requerir un sistema de lubricació especialment dissenyat per a entorns de baixa temperatura.
Després hi ha consideracions d’humitat. La situació més temuda en un entorn d’alta humitat és que s’hauria de seleccionar el curtcircuit del circuit o l’oxidació de les parts. En aquest moment, s’ha de seleccionar un disseny estructural impermeable i impermeable, com ara productes que compleixen l’estàndard de protecció d’IP67. Per exemple, els equips que s’utilitzen a la línia de muntatge de processament d’aliments no només han d’utilitzar materials d’acer inoxidable que no s’oxidaran, sinó que també segellaran les juntes.
El principal problema causat per l’entorn amb pols és que és fàcil causar embussos d’equips o desgast excessiu. En aquest moment, heu de triar els interruptors de límit amb millors segellats i productes amb una millor capacitat a prova de pols. Per exemple, els equips mecànics utilitzats a les mines han de prestar especial atenció al disseny a prova de pols i, normalment, es selecciona un interruptor especial a prova de pols resistents per afrontar aquesta situació.
Altres qüestions que necessiten atenció són la corrosió química. En aquest moment, els materials han de ser resistents a la corrosió, com els fluoropàstics o l'acer inoxidable 316, en cas contrari es poden danyar fàcilment per la corrosió. Per exemple, en situacions en què la interferència electromagnètica és relativament forta, pot ser necessari afegir una capa de blindatge al circuit o utilitzar directament una solució de disseny de circuits amb una forta capacitat anti-interferència.
Determineu els paràmetres de commutador límit segons el traç de moviment mecànic i els requisits de precisió
- A l’hora de determinar el rang de l’ictus, s’ha de prestar una atenció especial per conservar el marge. En general, es pot entendre que afegeix aproximadament un 10% al 20% de la redundància sobre la base de l’ictus real. Aquesta part del marge s’utilitza principalment per compensar les desviacions que es poden produir en el funcionament de la màquina, com ara l’expansió metàl·lica causada pels canvis de temperatura. Per exemple, els equips com les premses d’impressió han de tenir en compte les possibles fluctuacions del gruix del paper i la compensació de la posició causada pel desgast de peces mecàniques després d’utilitzar-les a llarg termini.
- La selecció del paràmetre de precisió de contacte ha de ser ajustada segons l'escenari d'aplicació específic. Per a entorns d’ús amb requisits més elevats, com ara ocasions com ara equips de fabricació de xips de semiconductor que requereixen una precisió extremadament alta, normalment es requereixen components de precisió com els commutadors micro i la seva precisió pot arribar a prop o menys 0. 005 mm. En aplicacions reals, es troba que si es tracta de requisits de posicionament a nivell de nano, es pot requerir dispositius de detecció sense contacte per complir els requisits.
- Quan es tracta del problema de la precisió de posicionament repetit, aquest paràmetre es pot entendre com l'estabilitat del commutador després de l'ús repetit. En aquest moment, es necessita una prova de vida per comprovar la seva atenuació. Per exemple, després que l’interruptor s’utilitzi contínuament durant 100, 000 vegades, la seva desviació de posicionament es prova per veure si supera el rang admissible. A partir de l’experiència, es recomana triar models que s’han verificat mitjançant proves a llarg termini, especialment productes amb un temps mitjà nominal entre fallades de més de 100, 000 vegades, que són més fiables. Aquest indicador és especialment important en l'escenari d'aplicació de robots de soldadura a les línies de producció d'automòbils.
Avaluar la compatibilitat dels interruptors de límit amb sistemes de control mecànic
Coincidència amb la interfície elèctrica
Per exemple, és necessari assegurar -se que els paràmetres de tensió (com ara els 24V CA o 220V CA) i els valors de corrent siguin coherents amb el sistema de control d’equips. Aquí, cal prestar atenció a la selecció del tipus de sortida del senyal, com ara NPN o PNP. Per exemple, en un sistema de control PLC, potser haureu de triar un model que compleixi la interfície estàndard de la Comissió Electrotècnica Internacional.
Adaptació del protocol de comunicació
Doneu prioritat a aquests tipus que donin suport a protocols comuns industrials, cosa que pot reduir el problema de la integració del sistema. Per exemple, a l’escenari de la fàbrica d’Internet de les coses, potser haureu d’utilitzar un dispositiu de límit intel·ligent que es pugui connectar al marc de comunicació OPC UA. Una cosa que cal destacar aquí és que hi pot haver problemes de conversió de protocols entre dispositius de diferents marques.
Coordinació a nivell de programari
Presta especial atenció a si el producte Switch proporciona un mòdul de controlador que coincideixi amb el sistema existent o obre un canal d’atracament d’API. Per exemple, en un sistema de control com SCADA, potser haureu de triar productes compatibles amb les especificacions de comunicació OPC DA\/UA. L’experiència aquí és que la compatibilitat de la versió del programari sovint es passa per alt, però té un gran impacte real.
Seleccioneu els interruptors de límit segons els requisits de seguretat mecànica i els requisits de fiabilitat
Durant el procés de configuració de la seguretat mecànica, la selecció dels interruptors de límit ha de centrar -se en dues dimensions: nivell de seguretat i índex de fiabilitat. Quan feu opcions específiques, heu de referir -vos a les regulacions rellevants sobre seguretat mecànica, com ara estàndards internacionals com ISO 13849 o EN 954-1. En resum, heu de triar models que hagin passat certificacions de nivell de seguretat com PLE o SIL3. Prenent robots industrials comuns com a exemple, normalment estan equipats amb interruptors de límit amb estructures de doble canal. Aquest disseny ha aconseguit principalment l'efecte de protecció de la doble assegurança.
L’avaluació de la fiabilitat depèn principalment de tres factors: la qualificació de la marca, les dades de les proves i l’adaptabilitat ambiental. En general, heu de triar marques que han passat certificacions comunes com TüV i UL i demanar al proveïdor que proporcioni un informe complet de proves MTBF. Per exemple, als equips de les centrals nuclears, normalment s’especifica per utilitzar commutadors de límit amb un valor MTBF de més de 500, 000 vegades.
El compliment de la certificació ha de parar atenció a dos nivells: la certificació d’accés internacional i les regulacions mediambientals. Cal comprovar si el producte ha estat sotmès a certificacions bàsiques com CE i UL i, alhora, confirmar si compleix els requisits de protecció ambiental com ROHS. Per exemple, els equips mecànics exportats al mercat europeu han d’estar equipats amb components de commutació límit amb marques CE segons les regulacions locals.
Conclusió
En el procés de selecció específic, les dimensions que cal centrar -se en realitat impliquen la relació sinèrgica entre diversos paràmetres del sistema. Per exemple, cal tenir en compte les característiques bàsiques de la trajectòria de moviment del propi equip, com ara si és lineal o rotatiu, si hi ha situacions comunes com l’acumulació de pols o l’erosió del petroli en l’entorn de treball i si el rang admissible d’error de detecció es troba dins del rang numèric específic de ± 1 mm. A més, hi ha el grau de concordança del tipus de senyal del sistema de control i si compleix els requisits d’especificacions de la indústria com GB\/T 14048. Avaluant sistemàticament cada índex de paràmetres d’aquesta manera, es pot millorar l’estabilitat i el factor de seguretat del funcionament dels equips.
Des de la perspectiva de les tendències de desenvolupament, amb l’avanç de la indústria. 0 i la fabricació intel·ligent, aquests productes poden ser més intel·ligents i més connectats a la xarxa. Per exemple, els interruptors de límit amb funcions IoT ara poden veure de forma remota l’estat i descobrir possibles falles amb antelació. Per als usuaris, podeu prestar més atenció als nous productes que combinen mòduls de transmissió sense fils amb funcions d’auto-comprovació de falles, de la mateixa manera que podem instal·lar una aplicació als nostres telèfons mòbils per veure la càmera a casa, cosa que ajudarà a reduir significativament el temps d’inici inesperat dels equips.
