Jak działa mikroprzełącznik? Działanie zatrzaskowe, styki i dobór

Mikrowyłącznik działa dzięki niewielkiemu ruchowi elementu uruchamiającego, który zwalnia sprężynowy mechanizm szybkiego przełączania, powodując błyskawiczną zmianę położenia styków elektrycznych. Zmiana stanu styków następuje w określonym punkcie zadziałania, zamiast stopniowo podążać za elementem uruchamiającym na całej długości jego skoku. Takie działanie zapewnia powtarzalne przełączanie w kompaktowych mechanizmach. Typowy przełącznik zestykiem przełącznym ma zaciski wspólny (COM), normalnie zamknięty (NC) i normalnie otwarty (NO), jednak dokładny układ elektryczny, parametry znamionowe, siła, skok oraz stopień ochrony środowiskowej zależą od wybranego modelu. Mikrowyłącznik należy traktować jako element czujnikowy, a nie kompletną funkcję bezpieczeństwa. Przed montażem należy zweryfikować obwód maszyny.

Krótka odpowiedź: Wybór jest decyzją systemową. Należy wspólnie potwierdzić interfejs mechaniczny, interfejs elektryczny, środowisko, reakcję człowieka, plan konserwacji oraz obowiązujące normy. Poniższe przykłady stanowią wskazówki decydujące, a nie uniwersalne oceny produktów.

Jak działa urządzenie lub system

Wewnątrz urządzenia zewnętrzny trzpień lub dźwignia magazynuje siłę w sprężynie albo ruchomym elemencie stykowym. Gdy mechanizm przekroczy punkt zadziałania, zgromadzona energia szybko przemieszcza ruchomy styk z jednego styku stałego na drugi. Zwolnienie elementu uruchamiającego powoduje przekroczenie odrębnego punktu zwolnienia, po czym mechanizm powraca do pierwotnego położenia. Różnica między położeniem zadziałania a położeniem zwolnienia to celowo zaprojektowany skok różnicowy, który ogranicza niestabilne drgania styków w pobliżu punktu przełączania. Mechanizm może wydawać się prosty, jednak geometria elementu uruchamiającego, materiał styków, rodzaj obciążenia, zanieczyszczenia, drgania i nadmierny skok wpływają na eksploatację urządzenia.

Kryteria wyboru w skrócie

Tabela ma charakter celowo jakościowy. Limity numeryczne muszą pochodzić z aktualnej karty katalogowej dla konkretnego modelu oraz z warunków projektowych maszyny. Nie należy przenosić wartości z podobnie wyglądającego produktu, innego napięcia, innej kategorii obciążenia ani ze strony konkurencji.

Jak dokonać wyboru

Element uruchamiający

Dopasować trzpień, dźwignię zawiasową, dźwignię rolkową lub inną konstrukcję do ruchu maszyny. Ma to znaczenie, ponieważ element uruchamiający określa kierunek najazdu, dostępny skok i przełożenie mechaniczne. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Siła zadziałania

Potwierdzić zakres siły w wybranej karcie katalogowej. Ma to znaczenie, ponieważ zbyt mała siła może nie osiągnąć punktu zadziałania, natomiast nadmierna siła może uszkodzić mechanizm. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Skok wstępny i skok nadmierny

Zapewnić wystarczający ruch do niezawodnego zadziałania, nie wykorzystując wyłącznika jako ogranicznika mechanicznego. Ma to znaczenie, ponieważ kontrolowany dobieg kompensuje tolerancje, jednocześnie chroniąc wewnętrzny mechanizm zatrzaskowy. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Rodzaj styków

Przyporządkować styki COM, NO i NC do wymaganej logiki sterowania. Ma to znaczenie, ponieważ oznaczenia zacisków opisują stan mechaniczny bez zasilania, a nie oczekiwane zachowanie maszyny. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Obciążenie elektryczne

Sprawdzić napięcie, prąd, rodzaj prądu (AC/DC), prąd rozruchowy i minimalne obciążenie. Ma to znaczenie, ponieważ wartości znamionowych określonych dla jednej kategorii obciążenia nie można automatycznie stosować do innej. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Środowisko

Ocenić zapylenie, wilgotność, obecność oleju, temperaturę, udary i drgania. Ma to znaczenie, ponieważ odkryty wyłącznik podstawowy i uszczelniony zespół służą do rozwiązywania różnych problemów związanych z warunkami środowiskowymi. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Montaż

Kontrolować położenie otworów, moment dokręcania elementów mocujących, osiowanie i kierunek najazdu elementu uruchamiającego. Ma to znaczenie, ponieważ nieprawidłowe osiowanie zmienia efektywną siłę i skok, a także może skrócić żywotność urządzenia. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Weryfikacja

Przetestować kompletny mechanizm przy skrajnych wartościach tolerancji. Ma to znaczenie, ponieważ samo kliknięcie podczas testu na stanowisku nie potwierdza niezawodnego działania w zmontowanej maszynie. Należy zapisać wybraną wartość, dokument źródłowy oraz warunki, w których ma ona zastosowanie. Jeśli wymagania nie można zweryfikować na podstawie aktualnej dokumentacji produktu, należy pozostawić je do potwierdzenia przez dostawcę, zamiast uzupełniać brakujące informacje na podstawie przypuszczeń.

Przegląd aplikacji

Wykorzystaj poniższe scenariusze jako wytyczne do przeglądu inżynieryjnego. Same w sobie nie potwierdzają one przydatności:

• Informacja zwrotna o położeniu drzwi lub osłony, gdy ruchomy element wykonuje kontrolowany skok. Podczas uruchamiania należy zweryfikować sygnał sterujący, oczekiwaną reakcję, reakcję nieprawidłową oraz sposób resetowania w zmontowanej maszynie.
• Wykrywanie pozycji bazowej lub końcowej w kompaktowych urządzeniach. Podczas uruchamiania należy zweryfikować sygnał sterujący, oczekiwaną reakcję, reakcję nieprawidłową oraz sposób resetowania w zmontowanej maszynie.
• Wykrywanie obecności w automatach vendingowych, urządzeniach gospodarstwa domowego i mechanizmach transportowych. Podczas uruchamiania należy zweryfikować sygnał sterujący, oczekiwaną reakcję, reakcję nieprawidłową oraz sposób resetowania w zmontowanej maszynie.
• Wejście blokady w obwodzie sterowania, po określeniu wymaganej architektury na podstawie oceny ryzyka. Podczas uruchamiania należy zweryfikować sygnał sterujący, oczekiwaną reakcję, reakcję nieprawidłową oraz sposób resetowania w zmontowanej maszynie.
• Zadania związane z liczeniem lub sekwencjonowaniem, w których krzywka wielokrotnie napędza siłownik. Podczas uruchamiania sprawdź sygnał sterujący, oczekiwaną reakcję, reakcję nieprawidłową oraz sposób resetowania w zmontowanej maszynie.

Dla każdego przypadku należy uwzględnić skrajne tolerancje, rozruch, wyłączenie, utratę zasilania, przywrócenie zasilania, tryb konserwacji, przewidywalne niewłaściwe użycie oraz wymianę komponentów. W przypadkach, gdy polecenie wpływa na bezpieczeństwo personelu, funkcja bezpieczeństwa musi być zaprojektowana i zwieziona niezależnie od zwykłego sterowania procesem.

Uruchomienie i weryfikacja

1. Zablokuj wymaganie. Opisz zamierzony stan, działanie operatora, obciążenie, zasilanie, środowisko i czas reakcji prostym językiem.
2. Sprawdź dokładny model. Dopasuj kod zamówienia do jego aktualnego rysunku, tabeli znamionowej, schematu wyprowadzeń i instrukcji.
3. Sprawdź instalację. Potwierdzić wycięcie, elementy złączne, osiowanie, wpust kablowy, prześwit z tyłu, odciążenie naciągu oraz zabezpieczenie części pod napięciem.
4. Test normalnego działania. Przeprowadź ćwiczenia z urządzeniem w całym oczekiwanym zakresie ruchu, przez użytkowników, z różnymi obciążeniami oraz w warunkach środowiskowych.
5. Przetestuj nienormalne warunki. Uwzględnij odłączony przewód, zablokowany mechanizm, brak zasilania, zanieczyszczenie oraz inne usterki zidentyfikowane w ocenie ryzyka.
6. Zapisz wyniki. Zachowaj model, wersję, metodę testową, datę, kryteria akceptacji, zarejestrowane obserwacje oraz osobę zatwierdzającą.
7. Zaplanuj okresowe kontrole. Częstotliwość przeglądów i wymian należy opierać na warunkach pracy, otoczeniu, krytyczności i zaobserwowanym zużyciu, a nie na wymyślonym, uniwersalnym harmonogramie.

Częste błędy przy rekrutacji

• Uznawanie słyszalnego kliknięcia za dowód zmiany stanu styków elektrycznych. Zapobiegnij temu poprzez wyznaczenie właściciela, zarejestrowanie odpowiedniego rysunku technicznego lub karty katalogowej oraz przetestowanie faktycznej instalacji zamiast polegania na nazwie produktu lub zdjęciu z katalogu.
• Dopuszczanie do uderzania krzywki w dźwignię z boku lub ze zbyt dużą prędkością. Zapobiegnij temu poprzez wyznaczenie właściciela, zarejestrowanie odpowiedniego rysunku technicznego lub karty katalogowej oraz przetestowanie faktycznej instalacji zamiast polegania na nazwie produktu lub zdjęciu z katalogu.
• Przełączanie obciążenia indukcyjnego lub o dużym prądzie rozruchowym przy zastosowaniu parametrów znamionowych określonych dla obciążenia rezystancyjnego. Zapobiegnij temu poprzez wyznaczenie właściciela, zarejestrowanie odpowiedniego rysunku technicznego lub karty katalogowej oraz przetestowanie faktycznej instalacji zamiast polegania na nazwie produktu lub zdjęciu z katalogu.
• Zakładanie, że każdy układ trzech zacisków wykorzystuje taką samą fizyczną kolejność pinów. Zapobiegnij temu poprzez wyznaczenie właściciela, zarejestrowanie odpowiedniego rysunku technicznego lub karty katalogowej oraz przetestowanie faktycznej instalacji zamiast polegania na nazwie produktu lub zdjęciu z katalogu.
• Pozostawianie niezabezpieczonego wyłącznika w miejscu narażonym na mycie wodą, wióry, olej lub kondensację wilgoci. Zapobiegnij temu poprzez wyznaczenie właściciela, zarejestrowanie odpowiedniego rysunku technicznego lub karty katalogowej oraz przetestowanie faktycznej instalacji zamiast polegania na nazwie produktu lub zdjęciu z katalogu.
• Traktowanie pojedyncznego podstawowego wyłącznika jako kompletnego systemu monitorowania osłon bezpieczeństwa o określonym poziomie bezpieczeństwa. Zapobiegnij temu poprzez wyznaczenie właściciela, zarejestrowanie odpowiedniego rysunku technicznego lub karty katalogowej oraz przetestowanie faktycznej instalacji zamiast polegania na nazwie produktu lub zdjęciu z katalogu.

Co uwzględnić w zapytaniu ofertowym do dostawcy

Przydatne zapytanie powinno określać zastosowanie, rynek docelowy, obowiązujące normy, szczegóły dotyczące zasilania i obciążenia, interfejs sterowania, rysunek mechaniczny, wymiary panelu lub montażowe, metodę okablowania, środowisko, oczekiwaną częstotliwość pracy, ilość oraz wymaganą dokumentację. Należy dodać fotografie lub szkic ruchu, gdy sposób działania siłownika lub obsługi przez operatora jest trudny do opisania. Poproś dostawcę o wskazanie przyjętych założeń i odstępstw. W przypadku nowego lub zmodyfikowanego projektu należy pozyskać próbki i przeprowadzić pełną walidację przed złożeniem zamówienia wielkoseryjnego.

ONPOW zapewnia Produkty w postaci mikroprzełączników ONPOW w szerszym kontekście asortyment produktów sterowania przemysłowego. Skorzystaj ze stron produktów, aby zidentyfikować kandydackie rodziny, a następnie potwierdź dokładny model na podstawie aktualnych informacji technicznych oraz warunków swojego projektu.

Powiązane materiały ONPOW

• Zasada działania przycisku chwilowego
• Różnice między przyciskiem a przełącznikiem obrotowym

Autorytatywne źródła

• urządzenia w obwodach sterowniczych zgodne z normą IEC 60947-5-1
• Wymagania OSHA dotyczące osłon maszyn

Film edukacyjny

Materiały do dalszej nauki: Wyjaśnienie działania wyłącznika krańcowego | Zasady działania według RealPars. Film wyjaśnia podstawową koncepcję, jednak projekt musi nadal uwzględniać własną ocenę ryzyka i dokumentację producenta.

Często zadawane pytania

Dlaczego nazywa się to mikroprzełącznikiem?

Termin ten zazwyczaj opisuje kompaktowy, czuły przełącznik szybkodziałający. Nie gwarantuje on jednego uniwersalnego rozmiaru, siły, parametru znamionowego ani układu wyprowadzeń.

Czym są COM, NO i NC?

COM to połączenie zestyku ruchomego. NC jest połączony z COM w normalnym stanie mechanicznym; NO zostaje połączony po zadziałaniu. Sprawdź na schemacie dla konkretnego modelu.

Czy mikroprzełącznik potrzebuje zasilania?

Podstawowy mikroprzełącznik elektromechaniczny jest stykiem bezpotencjałowym i nie wymaga zasilania do poruszania swoich styków, chociaż monitorowany obwód zapewnia sygnał elektryczny.

Czy mikroprzełącznik może bezpośrednio sterować silnikiem?

Tylko wtedy, gdy dokładne obciążenie mieści się w deklarowanej przez producenta klasie i kategorii. Przekaźniki sterujące lub styczniki są często używane do większych obciążeń lub obciążeń o dużym prądzie włączeniowym.

Jak należy to przetestować?

Sprawdź ciągłość na zaciskach, a następnie zweryfikuj punkty zadziałania i zwolnienia, ustawienie, nadskok, narażenia środowiskowe oraz zachowanie w kompletnym obwodzie sterowania.

Ostateczna reguła wyboru

Wybierz komponent tylko wtedy, gdy jego udokumentowane granice mechaniczne, elektryczne, środowiskowe, użyteczności i utrzymaniowe mieszczą się w całości w zmontowanym systemie. Jeśli jedna granica pozostaje nieznana, potraktuj ją jako otwarte pytanie inżynieryjne. Krótkie opóźnienie walidacji jest mniej kosztowne niż projektowanie wokół założenia, które pojawia się dopiero po instalacji.