השוואה בין מתגי נסיעה למגע וללא מגע

באוטומציה תעשייתית, מעגלים נמצאים בשימוש נרחב מתגי נסיעה (מצב) ומתגים עיצובים מרובים שנועדו לשלוט במיקום של מנגנוני ייצור שונים ומבוססים על הטרנספורמציה של התנועה של מנגנונים אלה באות חשמלי.

ניתן להשתמש במתגי מיקום גם לביצוע פונקציות אחרות מלבד בקרת מיקום של מנגנוני ייצור, למשל, שליטה על זווית סיבוב, רמה, לחץ משקל וכו'.

מתגי כיוון הם מכשירים עם פעולה בדידה, הפועלים על עיקרון ההגדלה, כלומר, הם מגיבים רק לשינוי במיקום המנגנון המבוקר. אות המוצא של מתגי הדרך הוא פונקציה לא ברורה של תנועת המנגנון ממיקום התחלתי נתון.

סוגי מתגי דרך

בהתאם לעקרונות של מיתוג מיקום, שיטת המיתוג מחולקת ל:

• מגע מכני שנעשה עם מגעי מיתוג ואלמנטים רגישים למגע;

• מגע סטטי (מגנטומכני), שהאלמנט הרגיש שלו אינו מגע, ואלמנט המיתוג הוא מגע;

• אלמנטים סטטיים ללא מגע, רגישים ומיתוגים מהם עשויים ללא מגע.

באופי המגע של צומת "מיתוג - עצור", כלומר באופי המגע של החיבור של האלמנט המניע (אות בקרת קלט) עם האלמנט הרגיש, צומת זה נקרא מכני, ובלא מגע - סטטי. .

בהתאם לעיצוב, ניתן לשלב או להפריד מתגים. במקרה הראשון, האלמנטים הרגישים והמיתוגים ממוקמים בבית אחד ומבוצעים מבנית כמכלול. בשני, ניתן לאתר את האלמנט הרגיש במרחק של כמה עשרות ומאות מטרים מהמתג.

עיוות השדה המגנטי של מתג הנתיב מושג על ידי שינוי הפרמטרים מעגל מגנטי אלמנט רגיש. פרמטרים משתנים יכולים להיות שטח הפנים הפעיל וגודל מרווח האוויר גם כן חדירות מגנטית מעגל מגנטי.

נכון להיום, תחום היישום של מתגי מיקום מגע מכניים באוטומציה תעשייתית הולך ומצטמצם, ועולה השאלה לגבי חוסר התועלת של מתגי מיקום מסוג זה לצורך בניית מערכות בקרה אוטומטיות.

זה האחרון נגרם על ידי הדברים הבאים:

1. מורכבות התכנון של מכלול עצירת המתג, עקב הקפדה על הדרישות לגבי גבולות התנודות המותרות של מספר פרמטרים, מה שגורם לקשיים משמעותיים בייצורו והתאמתו.

2. הקריטיות הגבוהה יחסית של מאפייני הדיוק של מכשיר זה להשפעה של גורמים מערערים (בלאי של משטחי מגע, רפיון מחברים, חוסר יישור של אלמנטים נעים וכו').

לא ניתן ליישם מספר פתרונות עיצוב של מנגנונים כלל על בסיס מתגי מגע מכניים. אלה כוללים מנגנונים הדורשים רמות מותרות גבוהות של מהירות ותדירות של מתגי תנועה.

אם ניתן להפחית את מהירות הפעולה הנדרשת של מתג הכביש עקב קישורים קינמטיים נוספים של המנגנון, אשר, בין היתר, מדרדר את מאפייני האיכות של מערכת הבקרה (במיוחד, פרמטרי דיוק), אזי תדירות ההפעלה המותרת ( רזולוציה) לא עשויה להתגבר על ידי סיבוכים מבניים.

ראה גם: התקנת מתגי גבול ומתגים

במקרה זה, מהי הסיבה לשימוש הנרחב בעקרון המגע המכני של החלפת מיקום? יש לחפש את התשובה לשאלה זו בשני היבטים: בעקרונות הקיימים של בניית מערכות בקרה אוטומטיות וביתרונות של מעגל מתג נתיב המגע.

היתרונות של מתגי נתיב מגע

מתגי מגע מכניים, המיושמים בדרך כלל עם פלט רב-מעגלי, מאופיינים ביתרונות הבאים:

• יחס מיתוג גבוה;

• כוח שליטה ספציפי גבוה (היחס בין ההספק הכלול לממדים הכוללים);

• אוניברסליות, כלומר, היכולת להחליף מעגלים ישירים וזרם חילופין כאחד;

• מגוון גדול של מתחים כלולים;

• צריכת אנרגיה פנימית זניחה (ערך קטן של התנגדות חולפת של המגעים במצב סגור);

• תלות נמוכה של דיוק ויציבות הפעולה בשינויים בהספק מבוקר.

חסרונות של מתגי נתיב מגע

העיקרון של מגע מכני של מכשירים אלה לעתים קרובות אינו מאפשר לעמוד בדרישות המוגברות לאמינות, עמידות ודיוק של מערכות אוטומציה. בנוסף, מתגי מגע מכניים רגישים מאוד להשפעות של גורמי אקלים שונים (במיוחד בטמפרטורות נמוכות).

מתגי מגע מכניים מאופיינים ברמות מוגבלות המותרות של מהירות תנועה מקסימלית ומינימלית של עצירת המיתוג, שהן בטווח של 0.3 - 30 מ'/דקה, והגדלת מהירות עצירת המיתוג מעל הרמה המותרת מביאה לירידה חדה בעמידות מכנית על המתג.

במתגים כאלה, הסטיות המותרות של כיוון הפעולה של כוח המיתוג ביחס לציר הידית קטנות מאוד, וחריגה מהן מובילה לנזק מכני, במיוחד במתגים עם מוט משיכה קדמי.

על מנת להשיג מאפייני יציאת ממסר (מאפייני בקרה), מסופקים התקני קפיצי הדק בתכנון של מתגים כאלה. הדרגה הנדרשת של מאפייני יציאת הממסר מושגת במחיר של הפחתה משמעותית בעמידות המתג עקב הלחצים הדינמיים הגדולים המתרחשים בטריגר בזמן ההפעלה.

במתגי מגע רגעיים מכניים, רוחב לולאת ההיסטרזיס (הפרש שבץ) של מאפיין הפלט מגיע לערך משמעותי, שאינו מקובל לחלוטין עבור מספר תהליכים טכנולוגיים עקב עלייה לא פרודוקטיבית במשך מחזור העיבוד.

הפחתת ההבדל בנסיעה של מעבירים אלה קשורה להגדלת מורכבות העיצוב שלהם או להגדלת גודלם. בנוסף, במקרים מסוימים נדרשים כוחות מכניים משמעותיים כדי להפעיל מתגי מגע מכניים.

יתרונות וחסרונות של מתגי קרבה

הנסיבות המפורטות לעיל מובילות לצורך בפיתוח מכשירים נטולי החסרונות שהוזכרו ויחד עם זאת מסוגלים לבצע פונקציות דומות. מכשירים כאלה הם מתגי קרבה, שהיתרונות בהם כוללים:

• עמידות משמעותית עם אמינות גבוהה ותדירות פעולה מותרת גבוהה;

• אין צורך במאמץ מכני בעת הפעלה, רגישות נמוכה לרעידות, תאוצה וכו';

• רגישות לא משמעותית של פרמטרים לשינויים במגוון רחב יחסית של תנאים חיצוניים;

• שיפור תנאי השירותים התפעוליים.

בשל רמת המשוב הנמוכה של מתג הקרבה, מושגת פישוט משמעותי של מבנה מתג העצירה תוך שמירה על יציבות גבוהה לאורך זמן של מאפייני הדיוק. בנוסף, היעדר מגעים חשמליים ומכניים מבטיח בטיחות אש ופיצוץ של מכשירים אלה, מה שמרחיב באופן משמעותי את תחום היישום האפשרי שלהם.

אחד החסרונות המשמעותיים של מתגי גבול ללא מגע הוא המורכבות של יישום שינויים תכנוניים רבים המיושמים בקלות במתגי גבול מגע מכניים.

מכשיר מתג קרבה

עקרון הפעולה של מתגי נתיב סטטיים ללא מגע מהסוג הפרמטרי מבוסס על שימוש בעיוות של השדה המגנטי או החשמלי שנוצר על ידי האלמנט הרגיש כאשר מופיע אלמנט מניע באזורו, כתוצאה מכך מצב לא מאוזן מתרחש במעגל החשמלי של המתג והתקן הפלט מופעל.

מתגי קרבה סטטיים נעשים לרוב עם מעגל פלט יחיד, ובחלק מהמתגים ההפעלה מלווה בהופעת אות במוצא (אפקט מיתוג ישיר), באחרים - בהיעלמות (אפקט מיתוג הפוך), שהוא שווה ערך. לסגירה ולמגעי הפתיחה של נתיבי המגע המכניים בהתאמה.

אם יש אלמנט הגברה במעגל מתג הקרבה במצב ממסר, פרמטר הפלט של אלמנט החישה יכול להיות בתלות תפקודית מתמשכת של התנועה המבוקרת.

נכון לעכשיו, נעשה שימוש בשינויי עיצוב רבים של מתגי נסיעה ללא מגע, הנבדלים ברמת הרגישות (גודל מרווח העבודה), מיקום החריץ או מישור האלמנט הרגיש ביחס למישור ההרכבה, כיוון החוטים המובילים, מספר השלבים של אלמנט החישה (לתכנון עם חריצים), עומק החריץ, אורך החוטים המחברים, רמת מתח האספקה, אופי ההגנה מפני השפעות סביבתיות וכו'.

האפשרויות של שימוש במתגי תנועה ללא מגע נקבעות על פי הפרמטרים של המאפיינים החשמליים והמכניים שלהם.

פרמטרים חשמליים כוללים:

• אופי אות המוצא ומספר מעגלי המוצא;
• צריכה וכוח פלט;
• צורת אות הפלט; מקדם מיתוג להתנגדות ומתח (עבור מתגים מסוג שנאי);
• מאפייני תזמון (זמני הדק ושחרור) ותדירות הירי (רזולוציה);
• הרמות והצורה של מתח האספקה, כמו גם הגבולות המותרים של הסטיות שלהם.

פרמטרי ביצועים מכניים כוללים:

• רגישות (גודל פער עבודה),
• מידות ומידות חיבור;
• מאפייני דיוק (שגיאות עיקריות ונוספות) והפרש שבץ;
• מאפייני התקנה (סוגי בלמים מיתוג ואופן התקנתם, רמת המשוב, אופן הרכבה והתקנת המתג);
• רמת ההגנה מפני רעש.

למידע נוסף על התקן מתג קרבה ומתגים ראה כאן: חיישנים ללא מגע למיקום מנגנונים

איבנסקי יו.נ.מתגי נסיעה ללא מגע באוטומציה תעשייתית