إدخال المعلومات في وحدة التحكم باستخدام optocouplers

توضح هذه المقالة كيفية استخدام مخطط عملي للإنتاج في أي مختبر كهربائي ، وذلك باستخدام interochanpler interchanges لإدخال معلومات منفصلة بمستوى 220 فولت في جهاز التحكم.

في العمليات التكنولوجية ، غالبًا ما يكون من الضروري التحكم في موضع الأجزاء المتحركة لآليات الآلات. لهذه الأغراض ، تم تطوير مفاتيح الحد من التصميمات ومبادئ التشغيل المختلفة وتطبيقها بنجاح.

إن أبسط أشكال التصميم ومبدأ التشغيل ، بالطبع ، هي مفاتيح نوع التلامس الميكانيكية التقليدية: من خلال نظام من الروافع الميكانيكية ، وغالبًا ما يكون نظام التروس الكامل الذي يدفع الكاميرات ، يكون التلامس الكهربائي مغلقًا ، مما قد يعني الوضع النهائي أو الأولي للآلية.

بالإضافة إلى مفاتيح الحد من الاتصال ، أو كما تسمى باختصار مفاتيح الحد ، فإن مفاتيح الحد من التلامس واسعة الانتشار. ممثل نموذجي لهذه الأسرة هي مفاتيح الحد من نوع BVK. هناك الكثير من التعديلات ، لذلك ، يتم وضع الأرقام بعد الحروف BVK.

يعتمد عملهم على مبدأ مولد الاسترخاء المتحكم فيه. عندما تدخل الصفيحة المعدنية فجوة الفجوة في مفتاح نهاية كهذا ، يتوقف التوليد ورحلات ترحيل الإخراج. بطبيعة الحال ، توجد اللوحة المذكورة أعلاه في هذا الجزء من الآلية ، ويجب التحكم في موضعها. يظهر ظهور مثل هذه المقطورة في الشكل 1.

الشكل 1. BVK القرب التبديل

بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار التي تعتمد على مولد الاسترخاء ، يتم استخدام أجهزة الحث والسعة والبصرية والموجات فوق الصوتية وأنواع أخرى من أجهزة الاستشعار. ولكن ، على الرغم من مجموعة متنوعة من أنواع أجهزة الاستشعار هذه ، ومبادئ التشغيل الخاصة بها ، لا تفقد مفاتيح حدود الاتصال العادية مواقعها ، ومن السابق لأوانه استبعادها.

في كثير من الأحيان ، يتم تضمين آليات مع مفاتيح الاتصال في الأنظمة الآلية التي تعمل تحت سيطرة وحدات التحكم. في هذه الحالة ، يجب إرسال المعلومات حول موضع الآلية إلى وحدة التحكم التي تتحكم في تشغيل هذه الآلية.

إحدى هذه الآليات هي صمام الماء الأكثر شيوعًا. باستخدام مثالها ، سننظر في كيفية نقل المعلومات حول موضعها إلى وحدة التحكم. يتم ذلك ببساطة وبشكل موثوق باستخدام العزلة optocoupler. سيتم مناقشة هذا في هذه المقالة.

في كثير من الأحيان ، يظهر لنا على شاشة التلفزيون كيف يقوم العامل بإدارة دولاب الموازنة الكبير على صمام كبير ، مما يؤدي إلى إيقاف تدفق الغاز أو الزيت. لذلك ، لا يشك الكثيرون في أن الصمامات ليست ميكانيكية فقط ، ومزودة بمحركات كهربائية ، ولكن يتم تضمينها أيضًا في أنظمة التحكم الآلي المختلفة.

يوضح الشكل 2 دائرة تحكم الصمام المبسطة.

الشكل 2. دائرة التحكم صمام مبسطة

لتقليل حجم الشكل ، لا يتم عرض جهات اتصال الطاقة الفعلية التي تتحكم في المحرك الكهربائي والمحرك الكهربائي نفسه ، بالإضافة إلى عناصر الحماية المختلفة ، مثل قواطع الدائرة والمرحلات الحرارية. بعد كل شيء ، جهاز المبدئ المغناطيسي القابل للانعكاس معروف جيدًا لكل كهربائي. وكم مرة كان لا بد من إصلاح الخلل بنقرة بسيطة على زر على "teplushka" !!! ولكن لا يزال يتعين توضيح الغرض من بعض عناصر الدائرة.

يوضح الرسم البياني لفائف المشغلات المغناطيسية K1 ، K2. عند تشغيل K1 ، يتم فتح الصمام ، وعندما يتم تشغيل K2 ، يتم إغلاقه ، كما هو موضح في النقوش بالقرب من الملفات. يتم تصنيف ملفات بداية المبينة في الرسم البياني ل 220 V.

عادةً ما تكون جهات الاتصال المغلقة K2 و K1 هي الحل القياسي لأي حظر بداية عكسي: عند بدء تشغيل أحدهما الآخر ، لن يتمكن الآخر من تشغيله.

يبدأ فتح أو إغلاق الصمام بالضغط على الأزرار المقابلة الموضحة في المخطط. بعد تحرير الأزرار ، يتم تشغيل المبتدئين في حالة التشغيل بواسطة جهة الاتصال الخاصة به (كتلة - جهة اتصال). هذا النمط من العملية يسمى التغذية الذاتية. في الرسم التخطيطي ، عادة ما تكون جهات اتصال مفتوحة K1 و K2.

أعلى قليلاً من جهات الاتصال في الرسم التخطيطي عبارة عن مستطيل به جهات الاتصال الموجودة في الداخل و "آلية SME". هذه هي آلية إشارة الموقف (ICP). في مخططنا ، يكون الصمام في الموضع الأوسط ، بحيث يتم إغلاق جهات الاتصال S1 و S2 ، مما يسمح لك بتشغيل أي مشغل ، للفتح والإغلاق.

آلية SME هي علبة تروس تعمل على تحويل السكتة الدماغية متعددة الدارات لجسم العمل ، في هذه الحالة زوج المسمار اللولبي ، إلى الحركة الزاوية للعمود مع الكامات. اعتمادًا على نموذج الشركات الصغيرة والمتوسطة ، يمكن أن تكون هذه الزاوية 90 ... 225 درجة. يمكن أن تكون نسبة التروس في علبة التروس موجودة بناءً على طلب العملاء ، مما يسمح لك بضبط موضع الكاميرا بشكل أكثر دقة.

يمكن تدوير الكاميرات الموجودة على العمود إلى الزاوية المطلوبة وثابتة. بسبب هذا ، من الممكن الحصول على لحظات مختلفة من تشغيل microswitches. في مخططنا ، هذا هو S1 ... S4. تحتوي بعض التعديلات على الشركات الصغيرة والمتوسطة ، بالإضافة إلى التبديل الجزئي ، على جهاز استشعار تحريض ينتج إشارة التناظرية حول زاوية دوران العمود. وكقاعدة عامة ، هذه إشارة الحالية في حدود 4 ... 20 مللي أمبير. لكننا لن نفكر في هذه الإشارة هنا.

الآن دعنا نعود إلى مخططنا. لنفترض أن الزر المفتوح قد تم ضغطه. في هذه الحالة ، سيبدأ الصمام في الفتح ، وسيتم فتحه حتى يعمل microswitch S1 في آلية ICP. (ما لم يكن ، بالطبع ، يتم الضغط على زر التوقف أولاً). وسيقوم بإلغاء تنشيط ملف بدء التشغيل K1 وسوف يتوقف الصمام عن الفتح.

إذا كانت الآلية في هذا الموضع ، ثم تضغط على الزر "فتح" ، فلن يتمكن مشغل K1 من التشغيل. الشيء الوحيد الذي يمكن أن يؤدي إلى تشغيل المحرك الكهربائي في هذه الحالة هو الضغط على الزر لإغلاق الصمام. سيستمر الإغلاق حتى يتم تنشيط microswitch S2. (أو حتى تنقر فوق "إيقاف").

يمكن إيقاف فتح وغلق الصمام في أي وقت عن طريق الضغط على زر التوقف.

كما ذكر أعلاه ، لا يعمل الصمام من تلقاء نفسه ، "لقد ضغطوا على زر واليسار" ، ولكن يمكنهم الدخول إلى نظام التشغيل الآلي. في هذه الحالة ، من الضروري إبلاغ وحدة التحكم (وحدة التحكم) بطريقة ما بموقع الصمام: مفتوح ، مغلق ، في الوضع الوسيط.

أسهل طريقة للقيام بذلك هي استخدام جهات اتصال إضافية ، والتي ، بالمناسبة ، متوفرة بالفعل في الشركات الصغيرة والمتوسطة. في الرسم التخطيطي ، تكون جهات الاتصال هذه S3 و S4 خالية. فقط في هذه الحالة هناك إزعاج ونفقات إضافية. بادئ ذي بدء ، هذا هو أن الأسلاك الإضافية تحتاج إلى تنفيذ وأسلاك إضافية. وهذه تكلفة إضافية.

تتسبب الإزعاجات الإضافية في ضرورة تكوين كاميرات إضافية. وتسمى هذه الكاميرات المعلوماتية. في مخططنا ، هذه هي S3 و S4. فيما يتعلق بالطاقة (في المخطط هو S1 و S2) يجب تكوينهما بدقة شديدة: على سبيل المثال ، يخبر مقطع المعلومات وحدة التحكم بأن الصمام قد أغلق بالفعل وأن وحدة التحكم تقوم بإيقاف تشغيل الصمام ببساطة. وما زالت لم تصل إلى النصف!

لذلك ، يوضح الشكل 3 كيفية الحصول على معلومات حول موضع الصمام باستخدام جهات اتصال الطاقة. لهذا الغرض ، يمكن استخدام الوصلات optocoupler.

الشكل 3

مقارنة بالشكل 2 ، ظهرت عناصر جديدة في المخطط. أولا وقبل كل شيء ترحيل الاتصالات بأسماء "Relay Open" ، "Relay Close" ، "Relay Stop".من السهل أن تلاحظ أن الأولين متصلين بالتوازي مع الأزرار المقابلة في لوحة التحكم اليدوية ، وأن جهات الاتصال المغلقة عادةً هي "إيقاف الترحيل". بالتتابع مع زر التوقف. لذلك ، في أي وقت ، يمكن التحكم في الصمام إما بالضغط على الأزرار باليد ، أو من وحدة التحكم (جهاز التحكم) باستخدام المرحلات الوسيطة. لتبسيط الدائرة ، لا تظهر ملفات المرحلات الوسيطة.

بالإضافة إلى ذلك ، ظهر مستطيل على المخطط مع نقش "interochanges Optocoupler". إنه يحتوي على قناتين تسمحان للجهد من مفاتيح الحد لآلية SME ، وهذا هو 220 فولت ، ليتم تحويلها إلى مستوى إشارة وحدة التحكم ، وكذلك لتنفيذ عزل كلفاني عن شبكة الطاقة.

يوضح الرسم التخطيطي أن مدخلات تقاطعات optocoupler متصلة مباشرة بـ microswitches S1 و S2 لآلية ICP. إذا كان الصمام في الموضع الأوسط (مفتوح جزئيًا) ، فسيتم إغلاق كل من microswitch وتواجد جهد 220 فولت في كلا مدخلات تقاطعات optocoupler. في هذه الحالة ، ستكون الترانزستورات الخرجية للقناتين في الحالة المفتوحة.

عندما يكون الصمام مفتوحًا بالكامل ، يتم فتح التبديل الجزئي S1 ، ولا يوجد جهد عند إدخال قناة عزل optocoupler ، وبالتالي سيتم إغلاق الترانزستور الناتج لقناة واحدة. ويمكن قول الشيء نفسه عن تشغيل microswitch S2.

يظهر الرسم التخطيطي لقناة عزل optocoupler في الشكل 4.

الشكل 4. الرسم التخطيطي لقناة optocoupler واحدة

وصف مخطط الدائرة

يتم تصحيح جهد الدخل عبر المقاوم R1 والمكثف C1 بواسطة الثنائيات VD1 ، VD2 ويشحن المكثف C2. عندما يصل الجهد عبر المكثف C2 إلى جهد انهيار الصمام الثنائي زينر VD3 ، يتم شحن المكثف C3 ومن خلال "R3" المقاوم المقاوم "لإضاءة" optocoupler LED V1 ، مما يؤدي إلى فتح الترانزستور optocoupler ، ومعه الترانزستور الناتج VT1. يتم توصيل الترانزستور الناتج إلى إدخال تحكم من خلال ديود فك الارتباط VD4.

بضع كلمات عن الغرض وأنواع الأجزاء.

يعمل المكثف C1 كمقاوم غير وات. السعة لها يحد من المدخلات الحالية. تم تصميم المقاوم R1 للحد من تدفق التيار في لحظة إغلاق microswitches S1 ، S2.

يحمي المقاوم R2 المكثف C2 من زيادة الجهد في حالة وجود فتح في دائرة Zener الصمام الثنائي VD3.

كما يستخدم الصمام الثنائي زينر VD3 ، KC515 مع الجهد استقرار 15V. في هذا المستوى ، يكون جهد الشحن للمكثف C4 محدودًا ، وبالتالي ، يكون التيار من خلال LED الخاص بجهاز optocoupler V1.

تم استخدام AOT128 باعتباره optocoupler V1. 100 كيلو أوم المقاوم R5 تبقي مغلقة optocoupler phototransistor في حالة عدم وجود إضاءة LED.

إذا بدلاً من optocoupler AOT128 المحلي ، نستخدم 4N35 التمثيلي المستورد (على الرغم من أن هذا لا يزال سؤالًا ، ما هو التناظرية؟) ، ثم يجب وضع المقاوم R5 بقيمة اسمية قدرها 1MΩ. خلاف ذلك ، لن تعمل أداة optocoupler البرجوازية ببساطة: 100 KOhm ستغلق الترانزستور الضوئي بقوة بحيث لن يكون من الممكن فتحه.

تم تصميم مرحلة الإخراج على الترانزستور KT315 للعمل مع تيار 20 مللي أمبير. إذا كنت بحاجة إلى تيار إخراج أكبر ، يمكنك استخدام الترانزستور أكثر قوة ، مثل KT972 أو KT815.

المخطط بسيط للغاية وموثوق به في العملية وليس متقلبة في التكليف. يمكنك حتى القول أنه لا يحتاج إلى تعديل.

من الأسهل التحقق من تشغيل اللوحة من خلال تطبيق جهد شبكة 220 فولت مباشرة من المخرج إلى الإدخال. بالنسبة إلى الخرج ، قم بتوصيل LED من خلال مقاوم حوالي كيلو أوم وتطبيق مصدر طاقة 12V. في هذه الحالة ، ينبغي أن تضيء LED. إذا قمت بإيقاف تشغيل الجهد 220 فولت ، فيجب أن يخرج مؤشر LED.

التين. 5. ظهور اللوحة النهائية مع العزلة الإلكترونية الضوئية

يوضح الشكل 5 ظهور لوحة مكتملة تحتوي على أربع قنوات مقرنة بصرية. يتم توصيل إشارات الإدخال والإخراج باستخدام الكتل الطرفية المثبتة على اللوحة. دفع التي أدلى بها الليزر الكي التكنولوجيا، لأنه تم القيام به لإنتاجه.لعدة سنوات من العمل ، لم يكن هناك أي إخفاقات عمليا.

بوريس الأديشين