A gombkapcsoló rázkódásmentesítése megakadályozza, hogy egy mechanikus nyomás vagy felengedés több gyors elektromos átmenetként legyen értelmezve. Egy fizikai kapcsoló belső érintkezői rövid ideig érintkezhetnek és szakadnak meg, miközben leülepednek; egy gyors vezérlő ezeket a változásokat több bemeneti eseményként regisztrálhatja. Egy PLC, mikrokontroller vagy külső logikai áramkör szűrheti a bemenetet, de a megfelelő módszer és idő a kapcsolótól, bemeneti hardvertől, jelútól és a szükséges válaszidőtől függ. Nincs univerzális rázkódásmentesítési idő, amely minden gomb vagy gép esetében biztonságos lenne.
Kezdd azzal, hogy megkülönbözteted az érintkező visszapattanását az elektromos zajtól, laza csatlakozóktól, sérült érintkező blokkól vagy olyan alkalmazástól, amely ismételten olvassa a bemenetet. Mérd vagy figyeld meg a jelet a releváns bemeneten, ellenőrizd a vezérlő beépített szűrő opcióit, és teszteld mind a nyomás, mind a felengedés viselkedését. Az ONPOW GQ22-L-11E/S nyomógomb példája egy panel-gomb formát mutat; erősítsd meg a pontos érintkező blokkot, a kábelezést és a vezérlési követelményeket a megrendelt modellhez. A szélesebb nyomógomb választék más kezelőfelületeket is tartalmaz.
Hogyan néz ki a kontaktus visszapattanása a vezérlő bemenetén
Egy mechanikus gomb nem mindig vált át tökéletesen tiszta éllel nyitottból zártra. Amikor az érintkezők találkoznak, kis mechanikus visszapattanások rövid sorozatát okozhatják az állapotváltozásoknak, mielőtt az érintkező leülepedne. Egy digitális bemenet több átmenetet is észlelhet, még akkor is, ha a kezelő egyszer nyomta meg a gombot. A kontaktus visszapattanása mind nyomás, mind felengedés esetén előfordulhat, és különböző kapcsolók vagy ugyanazon termék mintái másképp viselkedhetnek.
A bemenet válasza is számít. Néhány vezérlő lassan mintavételez vagy tartalmaz bemeneti szűrőt; mások megszakításokat vagy nagy sebességű bemeneti logikát használnak, amelyek reagálhatnak rövid átmenetekre. Egy jel, amely ártalmatlan egy lassan mintavételezett állapotbemenet számára, problémát jelenthet egy számláló, élre érzékeny rutin vagy esemény sorban. A Texas Instruments’ kapcsoló-rázkódásmentes alkalmazási rövidítése leírja, hogyan hozhatnak létre fizikai kapcsolók hamis ravasztásokat logikai bemeneteken, és miért lehet egy szűrő hasznos. Az összetevő példája nem az ONPOW kapcsolóra vagy PLC modulra vonatkozó specifikáció.
Erősítsd meg, hogy a visszapattanás valódi hibát jelent
Mielőtt késleltetést adnál hozzá, ellenőrizd, mit csinál a rendszer. Nézd meg a nyers digitális bemenet állapotát, a program él-észlelési logikáját és a kimeneti műveletet. Ha egyetlen nyomás több átmenetet hoz létre a bemeneten, akkor a kontaktus visszapattanása vagy elektromos zaj lehet a probléma oka. Ha a nyers bemenet stabil, de a gép többször reagál, akkor a probléma lehet szoftverlogikában, feladatütemezésben vagy ismétlődő parancsútban.
Más tünetek visszapattanásra hasonlíthatnak:
- Elektromos interferencia: kapcsolóterhelések, hosszú párhuzamos vezetékek, rossz árnyékolás vagy földelési probléma zavarhatja a bemenetet. Egy szűrő elrejtheti a tünetet anélkül, hogy kijavítaná a kábelezési okot.
- Laza vagy elhasználódott érintkezők: szakaszos viselkedés, amely megváltozik, amikor a panelt megérinti vagy vibrálja, jelezheti terminál, csatlakozó vagy kapcsoló hibáját.
- Helytelen bemeneti referencia: egy forrás/szívás eltérés, hiányzó közös vagy alkalmatlan felhúzó ellenállás miatt a bemenet lebeghet vagy invertálódhat.
- Alkalmazási logika: kód, amely minden szkennelésnél, amikor a bemenet magas, hosszú nyomást is sokszor regisztrálhat, még akkor is, ha az elektromos átmenet tiszta.
Használjon oszcilloszkópot vagy megfelelő logikai műszert biztonságos, hozzáférhető alacsony feszültségű jelpontnál, amikor a tervezés megengedi. Hasonlítsa össze a nyers érintkezők vagy bemenetek viselkedését a vezérlő által értelmezett állapottal. Soha ne csatlakoztasson földelt próbát ismeretlen vagy hálózati referencia körhöz; használjon megfelelően értékelt elszigetelt mérőeszközöket és képzett személyzetet, ahol szükséges.
Válassz olyan rázkódásmentesítési módszert, amely illik a bemenethez
A lenyomás kisimítása szoftveresen, egy PLC bemeneti szűrővel vagy hardveresen is elvégezhető. Ezeknek a módszereknek különböző kompromisszumai vannak. Egy firmware szűrő könnyen állítható, míg egy hardveres szűrő beavatkozhat még az interrupt vagy a vezérlő szkennelése előtt. Egy PLC bemeneti szűrő már lehet a modul része. A kiválasztott módszernek meg kell őriznie a rövid, de érvényes nyomásokat, és meg kell felelnie a gép által igényelt válaszidőnek.
| Módszer | Hol történik a szűrés | Hasznos, amikor | Használat előtt ellenőrizze |
|---|---|---|---|
| Szoftveres állapotstabilizálás | Az alkalmazási kód elfogad egy állapotot, miután az meghatározott időtartamig változatlan marad | Egy vezérlőprogram tolerálhatja a hozzáadott válaszidőt | Próba nyomás és felengedés, feladat időzítése, rövid nyomások és ismételt események |
| PLC/modul bemeneti szűrő | A bemeneti hardver vagy konfigurációs szűrők az átmeneteket olvassa be a program előtt | A PLC-bemenet dokumentált, konfigurálható szűrőt biztosít | Használja a pontos modultípus kézikönyvét; ellenőrizze, hogyan befolyásolják a szűrőbeállítások a válaszidőt és a gyors bemenetek működését |
| RC-tag és Schmitt-trigger logika | Az analóg élformálás és a hiszterézis a digitális logika előtt kondicionálja a jelet | A hardveres szűrő megfelelő, és az alkatrészek tűrései ismertek | Ellenőrizze a bemeneti küszöbértékeket, a felfutási és lefutási viselkedést, a szivárgási áramot és a minimális impulzusszélességet |
| Dedikált illesztőegység vagy biztonsági minősítésű funkció | Egy erre a célra tervezett modul kezeli a bemeneti feltételt | Az alkalmazás minősített illesztőegységet vagy biztonsági minősítésű architektúrát igényel | Használja az adott eszköz pontos dokumentációját, és ellenőrizze a teljes gépfunkció működését |
Egyszerű szoftveres megoldás esetén a vezérlő rögzíthet egy lehetséges állapotot, és csak akkor fogadhatja el, ha az ismételt mintavételezések során az állapot a beállított időtartamon keresztül változatlan marad. Az állapotváltozást kezelő rutin ezután egyetlen eseményt hozhat létre ahelyett, hogy minden programciklusban reagálna, amíg a gombot lenyomva tartják. A küszöbértéket méréssel kell meghatározni és ellenőrizni; egy Arduino-példából vagy egy másik gépből átvett rögzített késleltetés miatt az ipari vezérlés lomhává válhat, vagy előfordulhat, hogy nem érzékel egy rövid parancsot.
Hardveres RC-szűrő esetén az ellenállás és a kondenzátor alakítja a jel élét, a Schmitt-trigger bemenet pedig hiszterézist biztosít. A TI alkalmazástechnikai tájékoztatója bemutat egy ilyen megoldást, és ismerteti az adott kapcsoló viselkedéséhez megfelelő időállandó kiválasztását. Az ott bemutatott értékek az adott áramkörre és logikai áramkörcsaládra vonatkoznak, nem pedig minden vezérlőbemenetre. A Microchip... AN1450 késleltetés/debouncer megjegyzés egy eszköz-specifikus logikai megvalósítást mutat be. Használd ezeket a forrásokat a módszerek megértéséhez, majd ellenőrizd a tényleges bemeneti küszöbértékeket és az alkatrészek határait a tervezésedhez.
Állítsd be a szűrőt a mérhető viselkedés és a szükséges válasz alapján
Ne válassz debounce időt csak azért, mert ez egy általános szám egy fórumon. Határozd meg a legrövidebb jogszerű nyomógombnyomást, amit az operátor vagy a folyamat észlelni kell, majd mérd a kontaktus viselkedését reprezentatív kapcsolókon és tesztkörülményeken. Tartalmazza mind a nyitást, mind a zárást, mivel az ütődés nyomás és oldás között eltérhet. Válassz olyan szűrőt, amely elutasítja a megfigyelt tranzienseket, miközben még felismeri a rövid érvényes parancsot.
A tesztelésnek több, mint egy új kapcsolót kell lefednie. Vegyél figyelembe több mintát, működési hőmérsékletet, szerelést, vibrációt, kábelhosszt, bemeneti kábelezést és a vezérlő szkennelési vagy mintavételi intervallumát, ahol alkalmazható. Egy asztali szűrő másképp viselkedhet, mint amikor a valódi kábelköteg, modul és gép csatlakozik. Tartsa a kiválasztott beállítást az elektromos vagy szoftver dokumentációban, hogy szolgálat közben áttekinthető legyen.
Eseményszámlálás vagy gyors működés esetén ellenőrizze, hogy a debounce nem okoz-e elfogadhatatlan késleltetést vagy nem szünteti-e meg a valódi impulzusokat. Egy ember által indított indítási parancs és egy nagy sebességű enkóder nem ugyanaz a jelforrás. Használja a vezérlő nagy sebességű bemenetét vagy egy célzott interfészt, amikor a szükséges eseményszám meghaladja a szokásos bemeneti utat. Ha az ütődés továbbra is fennáll a ésszerű szűrés után, vizsgálja meg a fizikai kapcsolót és a kábelezést, ahelyett, hogy végtelenül növelné a késleltetést.
Kösd össze a gombot és a vezérlőt együttesen
A panelkapcsoló, érintkező blokk, kábelezés, bemeneti modul és a program egy interfészt alkotnak. Erősítse meg a NO/NC érintkezés elrendezését a pontos termékdokumentáció szerint, majd ellenőrizze, hogyan térképeződik ez az érintkező a vezérlő elektromos bemeneti típusára. A kapcsoló címkéi és kábelezése kapcsán lásd a meglévő nyomógomb telepítési és kábelezési útmutatót és 4-pines nyomógomb kábelezési cikk. Sem a frontkép, sem a színgyűrű nem határozza meg az összeszerelt kezelő terminál térképét.
Üzembe helyezés során rögzítse az nyers bemeneti átmeneteket, a szűrt bemeneti állapotokat és az eredő parancsokat egy nyomás és egy oldás esetén. Tesztelje a szándékosan rövid nyomást, a hosszú nyomást, a gyors ismételt nyomásokat a szükséges sebességgel, és az újraindulást áramellátás után, ha releváns. Győződjön meg arról, hogy a gép minden érvényes parancsot egyszer végrehajt, és hogy egy parancs sem veszik el. Kérje meg az operátort, hogy a telepített vezérlést a valódi helyzetben használja, és ellenőrizze, hogy a válasz egyértelmű és időben megfelelő marad.
Ne adj hozzá általános célú szoftveres késleltetést vészleállításhoz, védőkapcsolóhoz vagy más biztonsági funkcióhoz. A biztonsággal kapcsolatos vezérlések megfelelő biztonsági értékeléssel és validációval kell, hogy rendelkezzenek a gép kockázatértékelése és az alkalmazandó követelmények szerint. Az IEC 60204-1 a gépek elektromos berendezéseit szabályozza, de a debounce beállítás önmagában nem teszi biztonságossá a kört. Kövesse a gépgyártó jóváhagyott tervezését és a képzett biztonsági mérnöki folyamatokat.
Gyakori rázkódásmentesítési hibák
Szűrés anélkül, hogy megfigyelné a bemenetet. Elsőként határozza meg, hogy a több átmenet elektromosan jelen van-e vagy a program logikája által kerül bevezetésre.
Használjon nagy fix késleltetést mindenhol. Egy hosszú ablak érzéketlenné teheti a vezérlést vagy kihagyhat érvényes rövid nyomásokat. Használja a mért viselkedést és a szükséges eseményidőzítést.
Csak a nyomógomb szélét szűrje. Az oldási ütődés extra eseményeket is okozhat. Tesztelje mindkét irányt, és ellenőrizze a vezérlő által választott módszert.
Egy kapacitás használata anélkül, hogy ellenőrizné a bemenetet. A lassú jelélek, a szivárgó áramok, a bemeneti küszöbértékek és a hiszterézis befolyásolhatják, hogyan érzékeli a vezérlő a jelet. Kövesse az alkatrész és a modul dokumentációjában foglaltakat.
A hibás érintkezés szoftveres problémaként való kezelése. Egy laza csatlakozókapocs, sérült érintkezőblokk, szennyeződés vagy interferencia fizikai javítást tehet szükségessé további szűrés helyett.
Biztonsági áramkör pergésmentesítése hagyományos kóddal. Egy általános célú időzítő nem minősül biztonsági funkciónak. Használja a tervezett biztonsági eszközt és az ellenőrzött architektúrát.
Oktatóvideó
Ez a rövid barkácsoktató bemutatja egy mikrokontroller nyomógombjának szoftveres pergésmentesítését. Hasznos a “egy fizikai megnyomás, egy logikai esemény” alapelvének megértéséhez, de a benne szereplő vezérlő és időzítési értékek csupán példák. Nem határoznak meg beállításokat PLC-khez vagy ONPOW nyomógombokhoz.
Tekintse meg a mikrokontrolleres nyomógomb pergésmentesítésének példáját.
Gyakran ismételt kérdések
Minden nyomógombos kapcsolónál szükség van pergésmentesítésre?
Nem. Ennek szükségessége a kapcsolótól, a bemeneti modultól, az alkalmazás logikájától és a válaszidőre vonatkozó követelményektől függ. Szűrő hozzáadása előtt ellenőrizze a nyers bemeneti jelet és a modul dokumentációját.
Előfordulhat-e érintkezési visszacsapódás a gomb elengedésekor?
Igen. A nyomás és felengedés viselkedése eltérhet, ezért mindkét él tesztelése szükséges, és biztosítani kell, hogy a kiválasztott szoftveres vagy hardveres módszer kezeli az eseményt, amit a gépnek szüksége van.
Milyen debounce időt használjak egy PLC bemenetre?
Nincs univerzális érték. Használja a modul dokumentált szűrő tartományát, mérje a jellemző kapcsoló viselkedését, és győződjön meg arról, hogy a keletkező késleltetés nem rejti el egy érvényes rövid parancsot.
Mindig javítja a debounce-t egy nagyobb RC kondenzátor?
Nem. Egy nagyobb időállandó lassíthatja a válaszidőt, befolyásolhatja a logikai küszöbértékeket, és elnyomhatja a érvényes eseményeket. Ellenőrizze az ellenállás/kondenzátor toleranciákat, a bemeneti szivárgást, a hiszterézist és a vezérlő által megadott élküvetelményeket.
Szükséges-e az általános PLC kódban kisimítani a vészleállítást?
Általános célú döbbenet-beállítás nem helyettesítheti egy érvényes biztonsági tervezést. Használja a kijelölt biztonsági minősítésű eszközöket és a gép kockázatértékelése által meghatározott vezérlőarchitektúrát.
Hivatkozások
- Texas Instruments: Kapcsoló pergésmentesítése (SCEA094)
- Microchip AN1450: Késleltető blokk / pergésmentesítő
- IEC 60204-1 — Gépbiztonság: gépek elektromos berendezései
