Mejno stikalo ima ključno vlogo v opremi za avtomatizacijo. Preprosto povedano, kontrolni sistem pove, ali je določena mehanska komponenta vzpostavljena s stikom ali indukcijo. Z naraščajočo stopnjo tovarniške avtomatizacije je še posebej pomembno izbrati pravi model. Na primer, oprema se nenadoma zatakne, montažna linija se ustavi in v resnih primerih lahko celo povzroči industrijske nesreče. Te situacije so pogosto povezane z nepravilno izbiro.
Naš članek je predvsem za razvrščanje nabora referenčnih standardov za inženirje pri izbiri modelov. Konkretno se bomo osredotočili na več ključnih dejavnikov, na primer, ali je oprema linearna ali vrtljiva, ali obstajajo faktorji motenj, kot so olje, prah itd. Ti vidiki bodo vplivali na končno vrsto mejnega stikala, ki ga je treba izbrati. Zlasti bomo vključili tudi problem, kako sistem nadzora opreme deluje s stikalom in kakšne varnostne predpise je treba izpolniti, ki se pogosto srečujejo pri dejanskih operacijah.
Izberite Omejena stikala glede na vrsto mehanskega gibanja
For equipment that needs to make circular motion (such as machine tool spindles, rotary tables, etc.), commonly used types include cam position switches, non-contact induction switches, angle encoders, etc. Factors to consider when choosing include rotation angle (such as full circle rotation or partial rotation), speed (especially fast rotation requires consideration of whether the switch can respond in time), and mechanical load size (a stronger type is required for situations with visoka sila). Na primer, v scenariju pozicioniranja vretena CNC obdelovalnih strojev lahko visoko natančno kodirajoče naprave dosežejo zelo fino krmiljenje položaja, ki je lahko natančen kot en odstotek las.
Ko se oprema premika v ravni črti (na primer, transportni trak na avtomatizirani montažni liniji), neobvezne vrste vključujejo mehanska stikala za kontaktne potovanja, fotoelektrična indukcijska stikala ali magnetne sprožilne naprave. V tem času se je treba osredotočiti na dolžino premikajoče se razdalje (kratko nekaj milimetrov in dolga je lahko več deset metrov), zahteve glede natančnosti pozicioniranja (nekatere natančne priložnosti sestavljanja morajo nadzorovati napako znotraj 0. 01 mm) in ali ima delovno okolje veliko interferenčnih dejavnikov, kot so olje, umazanija in prah. Na primer, v montažni liniji avtomobilskih delov se fotoelektričnim stikalom ni treba neposredno obrniti na izmerjeni predmet, kar se lahko izogne problemu izgube delov, ki jih povzroča večkratno trenje.
Poleg tega nekatere posebne delovne pogoje zahtevajo posebno obdelavo: za opremo s posebno močnimi vibracijami (na primer drobtini in žigosanje) je treba izbrati modele s strukturami, ki absorbirajo udarce, sicer pa je notranje dele enostavno zrahniti in ne uspeti; Za mehanizme, ki se večkrat premikajo naprej in nazaj (na primer tlačna roka bala), je treba posebno pozornost nameniti življenjski dobi stikala. Mehanske vrste stikov imajo lahko slab stik po več deset tisoč uporabi. Tu je tipičen primer. Pri izbiri omejitvene naprave za opremo, kot so žigosanje obdelovalnih strojev, ne sme samo zdržati na stotine udarcev na minuto, ampak imeti tudi posebno zaščitno zasnovo pred oljem in prahom.
Razmislite o dejavnikih mehanskega delovnega okolja
Najprej moramo posebno pozornost nameniti vplivnemu temperaturnemu faktorju. Na primer, v visokih temperaturnih pogojih, torej ko temperatura okolice presega 80 stopinj Celzija, je treba uporabiti visoko temperaturno odporne materiale, kot so keramični materiali ali nekatere posebne plastike. Takšni materiali morajo biti sposobni prenesti temperaturna nihanja od minus 40 stopinj do 150 stopinj. Na primer, pri naletu na nizko temperaturno okolje je treba posebno pozornost nameniti, ali bo material postal krhek, in problem zmrzovanja maziva. Trenutno bo morda potreben sistem mazanja, posebej zasnovan za nizkotemperaturno okolje.
Potem so tu pomisleki vlažnosti. Najbolj strah v okolju z visoko vlažnostjo je, da je treba izbrati kratek krog ali zarjapanje delov. V tem času je treba izbrati vodoodporno in vlažno strukturno zasnovo, kot so izdelki, ki ustrezajo zaščitnemu standardu IP67. Na primer, oprema, ki se uporablja v montažni liniji za predelavo hrane, ne sme uporabljati samo materialov iz nerjavečega jekla, ki ne bodo rjaveli, ampak tudi zatesnili sklepe.
Glavna težava, ki jo povzroča prašno okolje, je ta, da je enostavno povzročiti zagozdenje opreme ali prekomerno obrabo. V tem času morate izbrati omejitvena stikala z boljšim tesnjenjem in izdelki z boljšo sposobnostjo, ki je odporna na prah. Na primer, mehanska oprema, ki se uporablja v rudnikih, mora posvetiti posebno pozornost na zasnovo, ki je odporen na prah, in običajno je za reševanje te situacije izbran posebno težko stikalo za prah.
Druga vprašanja, ki potrebujejo pozornost, vključujejo kemično korozijo. V tem času bi morali biti materiali odporni proti koroziji, kot je fluoroplastika ali 316 nerjavečega jekla, sicer jih zlahka poškoduje korozija. Na primer, v situacijah, ko so elektromagnetne motnje sorazmerno močne, bo morda treba v vezje dodati zaščitno plast ali neposredno uporabiti raztopino za oblikovanje vezja z močno sposobnostjo proti interakciji.
Določite parametre mejnega stikala v skladu z mehanskim gibanjem in zahtevami natančnosti
- Pri določanju območja možganske kapi je treba nameniti posebno pozornost za ohranitev marže. Na splošno je mogoče razumeti, da dodaja približno 10% do 20% odpuščanja na podlagi dejanske potrebne možganske kapi. Ta del roba se uporablja predvsem za kompenzacijo odstopanj, ki se lahko pojavijo pri delovanju stroja, kot je širitev kovin, ki jo povzročajo temperaturne spremembe. Na primer, oprema, kot so tiskarske stiskalnice, mora upoštevati možna nihanja debeline papirja in odmik položaja, ki ga povzroča obraba mehanskih delov po dolgotrajni uporabi.
- Izbor parametra natančnosti stika je treba prilagoditi v skladu s posebnim scenarijem aplikacije. Za uporabo okolja z višjimi zahtevami, kot so priložnosti, kot je oprema za proizvodnjo polprevodniških čipov, ki zahtevajo izjemno visoko natančnost, so običajno potrebne natančne komponente, kot so mikro stikala, njihova natančnost pa lahko doseže plus ali minus 0. 005 mm. V dejanskih aplikacijah je ugotovljeno, da če vključuje zahteve glede pozicioniranja nano na nano, bodo morda potrebne naprave za odkrivanje brez stika za izpolnjevanje zahtev.
- Ko gre za težavo večje natančnosti pozicioniranja, lahko ta parameter po večkratni uporabi razumemo kot stabilnost stikala. Trenutno je potreben življenjski test, da se preveri njegovo slabljenje. Na primer, ko se stikalo nenehno uporablja za 100, 000 krat, se njegovo odstopanje pozicioniranja preizkusi, da ugotovi, ali presega dovoljeno območje. Na podlagi izkušenj je priporočljivo izbrati modele, ki so bili preverjeni z dolgoročnim testiranjem, zlasti izdelkov z nazivnim srednjim časom med neuspehi več kot 100, 000 krat, ki so bolj zanesljivi. Ta kazalnik je še posebej pomemben v scenariju uporabe varilnih robotov na avtomobilskih proizvodnih linijah.
Ocenite združljivost mejnih stikal z mehanskimi krmilnimi sistemi
Ujemanje električnega vmesnika
Na primer, treba je zagotoviti, da so parametri napetosti (na primer skupni 24V DC ali 220V AC) in trenutne vrednosti skladne s sistemom za nadzor opreme. Tu je treba pozornost nameniti izbiri vrste izhoda signala, kot sta NPN ali PNP. Na primer, v sistemu za nadzor PLC boste morda morali izbrati model, ki bo v skladu s standardnim vmesnikom International Electrotechnical Commission.
Prilagoditev komunikacijskega protokola
Dajte prednost tistim vrstam, ki podpirajo industrijske skupne protokole, kar lahko zmanjša težave pri integraciji sistema. Na primer, v tovarniškem scenariju Internet of Things boste morda morali uporabiti inteligentno napravo, ki se lahko poveže s komunikacijskim okvirom OPC UA. Ena stvar, ki jo je treba opozoriti, je, da lahko med napravami različnih blagovnih znamk pride do težav s pretvorbo protokola.
Koordinacija na ravni programske opreme
Posebno pozornost bodite pozorni na to, ali izdelek Switch ponuja gonilni modul, ki ustreza obstoječemu sistemu, ali odpre priklopni kanal API. Na primer, v sistemu za spremljanje, kot je SCADA, boste morda morali izbrati izdelke, ki so združljivi s komunikacijskimi specifikacijami OPC DA\/UA. Izkušnja tukaj je, da združljivost različice programske opreme pogosto zlahka spregledamo, vendar ima velik dejanski vpliv.
Izberite omejitvena stikala glede na zahteve glede mehanskih varnostnih in zanesljivosti
Med postopkom mehanske varnostne konfiguracije se mora izbira mejnih stikal osredotočiti na dve dimenziji: varnost in indeks zanesljivosti. Pri posebnih odločitvah se morate sklicevati na ustrezne predpise o mehanski varnosti, kot sta mednarodni standardi, kot sta ISO 13849 ali en 954-1. Skratka, izbrati modele, ki so prenašali potrdila o varnostni ravni, kot sta PLE ali SIL3. Kot primer jemljejo skupne industrijske robote, so ponavadi opremljeni z mejnimi stikali z dvojnimi kanalnimi strukturami. Ta zasnova je predvsem za doseganje zaščitnega učinka dvojnega zavarovanja.
Ocena zanesljivosti je odvisna predvsem od treh dejavnikov: kvalifikacije blagovne znamke, preskusni podatki in prilagodljivost okolja. Na splošno morate izbrati blagovne znamke, ki so opravile skupna potrdila, kot sta Tüv in UL, in prosite dobavitelja, da predloži popolno poročilo o testu MTBF. Na primer, v opremi jedrskih elektrarn je običajno določeno, da uporablja mejna stikala z vrednostjo MTBF več kot 500, 000.
Skladnost s certifikatom mora biti pozoren na dve ravni: mednarodni dostop do certificiranja in okoljske predpise. Preveriti je treba, ali je izdelek opravil osnovna potrdila, kot sta CE in UL, in hkrati potrditi, ali izpolnjuje zahteve za varstvo okolja, kot je ROHS. Na primer, mehanska oprema, izvožena na evropski trg, mora biti v skladu z lokalnimi predpisi opremljena s komponentami mejnega stikala z oznakami CE.
Zaključek
V specifičnem izbirnem postopku dimenzije, ki jih je treba osredotočiti, dejansko vključujejo sinergistični odnos med več sistemskimi parametri. Na primer, treba je razmisliti o osnovnih značilnostih gibalne poti same opreme, na primer, ali je linearna ali rotacija, ali obstajajo običajne situacije, kot sta kopičenje prahu ali erozija olja v delovnem okolju in ali je dovoljen obseg napake zaznavanja v določenem številčnem območju ± 1 mm. Poleg tega obstaja stopnja ujemanja vrst signala nadzornega sistema in ali izpolnjuje zahteve glede specifikacij industrije, kot je GB\/T 14048. S sistematično ocenjevanjem vsakega indeksa parametra na ta način je mogoče izboljšati stabilnost in varnostni faktor delovanja opreme.
Z vidika razvojnih trendov, z napredovanjem industrije 4. 0 in inteligentno proizvodnjo, lahko takšni izdelki postanejo pametnejši in bolj povezani z omrežjem. Na primer, omejena stikala s funkcijami IoT si lahko zdaj na daljavo ogledajo status in vnaprej odkrijejo potencialne napake. Za uporabnike lahko posvečate več pozornosti novim izdelkom, ki združujejo brezžične module za prenos z napaki, tako kot lahko namestimo aplikacijo na naše mobilne telefone, da si doma ogledamo kamero, kar bo znatno pomagalo zmanjšati nepričakovani izpad opreme.
