Εισαγωγή πληροφοριών στον ελεγκτή χρησιμοποιώντας τους οπτικούς συζευκτήρες

Το άρθρο περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο, με τη χρήση κόμβων οπτικών συζευκτών, να εισάγονται διακριτές πληροφορίες με στάθμη 220 V στον ελεγκτή, υπάρχει ένα πρακτικό σχέδιο για παραγωγή σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό εργαστήριο.

Στις τεχνολογικές διαδικασίες, είναι συχνά απαραίτητο να ελέγχεται η θέση των κινούμενων μερών των μηχανισμών μηχανών. Για τους σκοπούς αυτούς, έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοστεί με επιτυχία οι περιορισμοί των διαφόρων σχεδίων και λειτουργικών αρχών.

Ο απλούστερος σχεδιασμός και η αρχή της λειτουργίας είναι ασφαλώς συμβατικοί μηχανικοί διακόπτες τύπου μηχανικής επαφής: μέσω ενός συστήματος μηχανικών μοχλών και συχνά ενός ολόκληρου συστήματος γραναζιών που οδηγούν τα έκκεντρα, κλείνει μια ηλεκτρική επαφή που μπορεί να σημαίνει την τελική ή την αρχική θέση του μηχανισμού.

Εκτός από τους διακόπτες ορίου επαφής, ή επειδή ονομάζονται εν συντομία τερματικοί διακόπτες, οι επαφές επαφής χωρίς επαφή είναι ευρέως διαδεδομένοι. Ένας τυπικός εκπρόσωπος αυτής της οικογένειας είναι οι οριακοί διακόπτες του τύπου BVK. Υπάρχουν πολλές τροποποιήσεις, επομένως, οι αριθμοί τοποθετούνται μετά τα γράμματα BVK.

Η εργασία τους βασίζεται στην αρχή μιας ελεγχόμενης γεννήτριας χαλάρωσης. Όταν μια μεταλλική πλάκα εισέρχεται στο διάκενο χάσματος ενός τέτοιου τερματικού διακόπτη, η γενιά σταματά και το ρελέ εξέρχεται. Φυσικά, η προαναφερθείσα πλάκα βρίσκεται σε εκείνο το τμήμα του μηχανισμού, η θέση του οποίου πρέπει να ελέγχεται. Η εμφάνιση ενός τέτοιου ρυμουλκουμένου φαίνεται στο σχήμα 1.

Σχήμα 1. Διακόπτης εγγύτητας BVK

Εκτός από τους αισθητήρες που βασίζονται στη γεννήτρια χαλάρωσης, χρησιμοποιούνται επαγωγικοί, χωρητικοί, οπτικοί, υπερήχων και άλλοι τύποι αισθητήρων. Όμως, παρά μια τέτοια ποικιλία τύπων αισθητήρων και τις αρχές λειτουργίας τους, οι απλοί διακόπτες ορίου επαφής δεν χάνουν τις θέσεις τους και είναι πολύ νωρίς για να τους απορρίψουν.

Συχνά, μηχανισμοί με διακόπτες επαφής περιλαμβάνονται σε αυτοματοποιημένα συστήματα που λειτουργούν υπό τον έλεγχο των ελεγκτών. Στην περίπτωση αυτή, οι πληροφορίες σχετικά με τη θέση του μηχανισμού θα πρέπει να διαβιβάζονται στον ελεγκτή που ελέγχει τη λειτουργία αυτού του μηχανισμού.

Ένας από αυτούς τους μηχανισμούς είναι η πιο κοινή βαλβίδα νερού. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της, θα εξετάσουμε πώς να μεταφέρουμε πληροφορίες σχετικά με τη θέση της στον ελεγκτή. Αυτό γίνεται πιο απλά και αξιόπιστα χρησιμοποιώντας την απομόνωση με οπτοπλέκτη. Αυτό θα συζητηθεί σε αυτό το άρθρο.

Πολύ συχνά, δείχνουμε στην τηλεόραση πώς ένας εργαζόμενος γυρίζει ένα μεγάλο σφόνδυλο σε μια μεγάλη βαλβίδα, κλείνοντας τη ροή του φυσικού αερίου ή του πετρελαίου. Ως εκ τούτου, πολλοί κανένας δεν υποψιάζεται καν ότι οι βαλβίδες δεν είναι απλώς μηχανοποιημένες, εξοπλισμένες με ηλεκτροκινητήρες, αλλά επίσης περιλαμβάνονται σε διάφορα αυτόματα συστήματα ελέγχου.

Το σχήμα 2 δείχνει ένα απλοποιημένο κύκλωμα ελέγχου βαλβίδας.

Εικόνα 2. Ένα απλοποιημένο κύκλωμα ελέγχου βαλβίδας

Προκειμένου να μειωθεί ο όγκος του σχήματος, δεν εμφανίζονται οι πραγματικές επαφές ισχύος που ελέγχουν τον ηλεκτροκινητήρα και τον ίδιο τον ηλεκτροκινητήρα, καθώς και διάφορα στοιχεία προστασίας, όπως διακόπτες κυκλώματος και θερμικά ρελέ. Μετά από όλα, η συσκευή ενός συμβατικού αναστρέψιμου μαγνητικού εκκινητή είναι γνωστή σε κάθε ηλεκτρολόγο. Και πόσες φορές έπρεπε να διορθώσετε τη δυσλειτουργία πατώντας απλά ένα κουμπί στην "teplushka" !!! Ωστόσο, ο σκοπός ορισμένων στοιχείων του κυκλώματος θα πρέπει να εξηγηθεί.

Το διάγραμμα δείχνει τα πηνία των μαγνητικών εκκινητών K1, K2. Όταν το K1 είναι ενεργοποιημένο, ανοίγει η βαλβίδα και όταν το K2 είναι ενεργοποιημένο, κλείνει, όπως φαίνεται από τις επιγραφές κοντά στα πηνία. Οι σπείρες εκκίνησης που παρουσιάζονται στο διάγραμμα βαθμολογούνται για 220V.

Κανονικά - οι κλειστές επαφές K2 και K1 είναι η στάνταρ λύση για κάθε αναστροφή μίζας - μπλοκαρίσματος: όταν ένας εκκινητήρας είναι ενεργοποιημένος, ο άλλος δεν θα είναι σε θέση να ανάψει.

Το άνοιγμα ή το κλείσιμο της βαλβίδας αρχίζει πατώντας τα αντίστοιχα κουμπιά που φαίνονται στο διάγραμμα. Αφού απελευθερωθούν τα κουμπιά, ο εκκινητής κρατιέται στην κατάσταση ενεργοποίησης με τη δική του επαφή (μπλοκ επαφή). Αυτός ο τρόπος λειτουργίας ονομάζεται αυτοτροφοδότηση. Στο διάγραμμα, αυτές είναι κανονικά ανοικτές επαφές K1 και K2.

Λίγο πιο πάνω από αυτές τις επαφές στο διάγραμμα είναι ένα ορθογώνιο με τις επαφές μέσα και την επιγραφή "Μηχανισμός των ΜΜΕ". Αυτός είναι ένας μηχανισμός σηματοδότησης θέσης (ICP). Στο σχήμα μας, η βαλβίδα βρίσκεται στη μεσαία θέση, έτσι οι επαφές S1 και S2 είναι κλειστές, πράγμα που σας επιτρέπει να ενεργοποιήσετε οποιοδήποτε εκκινητή, τόσο για το άνοιγμα όσο και για το κλείσιμο.

Ο μηχανισμός της ΜΜΕ είναι ένα κιβώτιο ταχυτήτων που μετατρέπει τη διαδρομή πολλαπλών στροφών του σώματος εργασίας, στην περίπτωση αυτή του ζεύγους βιδών της βαλβίδας, στη γωνιακή κίνηση του άξονα με έκκεντρα. Ανάλογα με το μοντέλο των ΜΜΕ, αυτή η γωνία μπορεί να είναι 90 ... 225 μοίρες. Ο λόγος μετάδοσης του κιβωτίου ταχυτήτων μπορεί να είναι οποιοσδήποτε κατόπιν αιτήματος των πελατών, ο οποίος σας επιτρέπει να ρυθμίζετε με ακρίβεια τη θέση των εκκεντροφόρων.

Οι εκκεντροφόροι που βρίσκονται στον άξονα μπορούν να περιστραφούν στην επιθυμητή γωνία και να στερεωθούν. Λόγω αυτού, είναι δυνατή η απόκτηση διαφόρων στιγμών λειτουργίας μικροδιακοπτών. Στο σχήμα μας, αυτό είναι S1 ... S4. Ορισμένες τροποποιήσεις των ΜΜΕ, εκτός από τους μικροδιακόπτες, περιέχουν έναν επαγωγικό αισθητήρα που εξάγει αναλογικό σήμα σχετικά με τη γωνία περιστροφής του άξονα. Κατά κανόνα, αυτό είναι σήμα ρεύματος στην περιοχή 4 ... 20 mA. Αλλά δεν θα θεωρήσουμε αυτό το σήμα εδώ.

Τώρα ας επιστρέψουμε στο πρόγραμμά μας. Ας υποθέσουμε ότι έχει πατηθεί το ανοιχτό κουμπί. Στην περίπτωση αυτή, η βαλβίδα θα αρχίσει να ανοίγει και θα ανοίξει έως ότου ο μικροδιακόπτης S1 λειτουργεί στον μηχανισμό ICP. (Εκτός αν, φυσικά, πιέζεται πρώτα το κουμπί διακοπής). Θα απενεργοποιήσει το πηνίο εκκίνησης K1 και η βαλβίδα θα σταματήσει να ανοίγει.

Εάν ο μηχανισμός βρίσκεται σε αυτή τη θέση και, στη συνέχεια, πιέζοντας το ανοιχτό κουμπί, ο εκκινητήρας K1 δεν θα μπορεί να ανάψει. Το μόνο πράγμα που μπορεί να προκαλέσει την ενεργοποίηση του ηλεκτροκινητήρα σε αυτή την περίπτωση είναι να πατήσετε το κουμπί για να κλείσετε τη βαλβίδα. Το κλείσιμο θα συνεχιστεί μέχρι να ενεργοποιηθεί ο μικροδιακόπτης S2. (Ή μέχρι να κάνετε κλικ στο "Διακοπή").

Τόσο το άνοιγμα όσο και το κλείσιμο της βαλβίδας μπορούν να σταματήσουν ανά πάσα στιγμή πατώντας το κουμπί διακοπής.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η βαλβίδα δεν λειτουργεί από μόνη της, "έβαλαν πατημένο ένα κουμπί και άφησαν", αλλά μπορούν να εισέλθουν στο σύστημα αυτοματισμού. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να ενημερώσετε με κάποιο τρόπο τη μονάδα ελέγχου (ελεγκτή) της θέσης της βαλβίδας: ανοιχτή, κλειστή, στην ενδιάμεση θέση.

Ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να χρησιμοποιηθούν πρόσθετες επαφές, οι οποίες, παρεμπιπτόντως, είναι ήδη διαθέσιμες στις ΜΜΕ. Στο διάγραμμα, αυτές οι επαφές S3 και S4 αφήνονται ελεύθερες. Μόνο στην περίπτωση αυτή υπάρχουν πρόσθετες δυσκολίες και έξοδα. Πρώτα απ 'όλα, αυτό είναι ότι πρόσθετα καλώδια πρέπει να πραγματοποιηθούν και πρόσθετα καλώδια. Και αυτό είναι ένα πρόσθετο κόστος.

Επιπλέον προβλήματα προκύπτουν από το γεγονός ότι πρέπει να διαμορφώσετε επιπλέον κάμερες. Αυτές οι κάμερες ονομάζονται ενημερωτικές. Στο πρόγραμμά μας, αυτά είναι τα S3 και S4. Όσον αφορά την ισχύ (στο διάγραμμα είναι S1 και S2), πρέπει να ρυθμιστούν με μεγάλη ακρίβεια: για παράδειγμα, το ρυμουλκούμενο πληροφοριών πληροφορεί τον ελεγκτή ότι η βαλβίδα έχει ήδη κλείσει και ο ελεγκτής απενεργοποιεί τη βαλβίδα. Και ακόμα δεν έχει φτάσει στο μισό!

Επομένως, το σχήμα 3 δείχνει πώς να αποκτήσετε πληροφορίες σχετικά με τη θέση της βαλβίδας χρησιμοποιώντας επαφές ισχύος. Για το σκοπό αυτό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κόμβοι οπτοπλέκτη.

Σχήμα 3

Σε σύγκριση με το σχήμα 2, στο διάγραμμα εμφανίζονται νέα στοιχεία. Πρώτα απ 'όλα επαφές ρελέ με τα ονόματα "Relay Open", "Relay Close", "Relay Stop".Είναι εύκολο να παρατηρήσετε ότι οι δύο πρώτες συνδέονται παράλληλα με τα αντίστοιχα κουμπιά στον πίνακα ελέγχου χειρός και οι κανονικά κλειστές επαφές είναι "διακοπή ρελέ". διαδοχικά με το κουμπί "Διακοπή". Επομένως, ανά πάσα στιγμή, η βαλβίδα μπορεί να ελεγχθεί είτε πατώντας τα κουμπιά με το χέρι είτε από τη μονάδα ελέγχου (ελεγκτή) χρησιμοποιώντας ενδιάμεσα ρελέ. Για απλοποίηση του κυκλώματος δεν εμφανίζονται πηνία των ενδιάμεσων ρελέ.

Επιπρόσθετα, στο διάγραμμα εμφανίστηκε ένα ορθογώνιο με την επιγραφή "Οπτοστοιχείο κόμβων". Περιέχει δύο κανάλια που επιτρέπουν την μετατροπή της τάσης από τους τερματικούς διακόπτες του μηχανισμού ΜΜΕ, και αυτό είναι 220V, ώστε να μετατρέπεται στο επίπεδο σήματος του ελεγκτή, καθώς και να πραγματοποιείται γαλβανική απομόνωση από το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.

Το διάγραμμα δείχνει ότι οι είσοδοι των συνδέσεων οπτικών συζευκτών συνδέονται απευθείας με τους μικροδιακόπτες S1 και S2 του μηχανισμού ICP. Εάν η βαλβίδα είναι στη μεσαία θέση (μερικώς ανοιχτή), και οι δύο μικροδιακόπτες είναι κλειστές και υπάρχει τάση 220 V και στις δύο εισόδους των συνδέσεων οπτικών συζευκτών. Στην περίπτωση αυτή, τα τρανζίστορ εξόδου και των δύο καναλιών θα βρίσκονται σε ανοικτή κατάσταση.

Όταν η βαλβίδα είναι πλήρως ανοικτή, ο μικροδιακόπτης S1 είναι ανοιχτός, δεν υπάρχει τάση στην είσοδο του διαύλου απομόνωσης του οπτικού συζεύκτη, έτσι ώστε το τρανζίστορ εξόδου ενός καναλιού θα κλείσει. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για τη λειτουργία του μικροδιακόπτη S2.

Ένα σχηματικό διάγραμμα ενός καναλιού απομόνωσης οπτικού συζεύκτη φαίνεται στο σχήμα 4.

Σχήμα 4. Σχηματικό διάγραμμα ενός καναλιού οπτικών συζευκτών

Περιγραφή του διαγράμματος κυκλώματος

Η τάση εισόδου μέσω της αντίστασης R1 και του πυκνωτή C1 διορθώνεται από τις διόδους VD1, VD2 και φορτίζει τον πυκνωτή C2. Όταν η τάση διαμέσου του πυκνωτή C2 φθάσει στην τάση διάσπασης της διόδου zener VD3, ο πυκνωτής C3 φορτίζεται και μέσω του αντιστάτη R3 "φωτίζει" το LED οπτικού συζεύκτη V1, το οποίο οδηγεί στο άνοιγμα του τρανζίστορ οπτικού συζεύκτη και μαζί του το τρανζίστορ εξόδου VT1. Το τρανζίστορ εξόδου συνδέεται με την είσοδο του ελεγκτή μέσω μιας δίοδος αποσύνδεσης VD4.

Λίγα λόγια για το σκοπό και τους τύπους των τμημάτων.

Ο πυκνωτής C1 λειτουργεί ως αντίσταση μη-watt. Η χωρητικότητά του περιορίζει το ρεύμα εισόδου. Η αντίσταση R1 έχει σχεδιαστεί για να περιορίζει το ρεύμα εισόδου κατά τη στιγμή του κλεισίματος των μικροδιακοπτών S1, S2.

Ο αντιστάτης R2 προστατεύει τον πυκνωτή C2 από αυξημένη τάση σε περίπτωση ανοικτού στο κύκλωμα δίοδος Zener VD3.

Ως δίοδος Zener VD3, χρησιμοποιείται KC515 με τάση σταθεροποίησης 15V. Σε αυτό το επίπεδο, η τάση φόρτισης του πυκνωτή C4 είναι περιορισμένη και, κατά συνέπεια, το ρεύμα μέσω της LED του οπτικού συζεύκτη V1.

Το AOT128 χρησιμοποιήθηκε ως ο οπτικός συζευκτήρας V1. Η αντίσταση 100 kOhm R5 παραμένει κλειστή φωτοτρανίστορ οπτικού συζεύκτη ελλείψει φωτισμού LED.

Εάν αντί του οικιακού AOT128 optocoupler, χρησιμοποιούμε το εισαγόμενο αναλογικό 4N35 (αν και αυτό εξακολουθεί να είναι ένα ερώτημα, ποιο από αυτά είναι το ανάλογο;), Στη συνέχεια θα πρέπει να τοποθετηθεί η αντίσταση R5 με ονομαστική τιμή 1MΩ. Διαφορετικά, ο αστικός οπτοστοιχείο απλά δεν θα λειτουργήσει: 100 KOhm θα κλείσει τον φωτοτραντιστή τόσο σταθερά ώστε να μην είναι πλέον δυνατό να το ανοίξει.

Η βαθμίδα εξόδου στο τρανζίστορ KT315 είναι σχεδιασμένη να λειτουργεί με ρεύμα 20 mA. Εάν χρειάζεστε μεγαλύτερο ρεύμα εξόδου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ισχυρότερο τρανζίστορ, όπως το KT972 ή το KT815.

Το πρόγραμμα είναι αρκετά απλό, αξιόπιστο κατά τη λειτουργία του και δεν είναι ιδιότροπο κατά τη θέση σε λειτουργία. Μπορείτε ακόμη να πείτε ότι δεν χρειάζεται προσαρμογή.

Είναι ευκολότερο να ελέγξετε τη λειτουργία της πλακέτας εφαρμόζοντας τάση δικτύου 220V απευθείας από την έξοδο στην είσοδο. Στην έξοδο, συνδέστε τη λυχνία LED μέσω μιας αντίστασης περίπου ενός κιλο-ωμ και εφαρμόστε τροφοδοσία ισχύος 12V. Σε αυτή την περίπτωση, η λυχνία LED πρέπει να ανάψει. Αν απενεργοποιήσετε την τάση 220V, τότε η λυχνία LED πρέπει να σβήσει.

Το Σχ. 5. Εμφάνιση του ολοκληρωμένου πίνακα με οπτοηλεκτρονική απομόνωση

Το Σχήμα 5 δείχνει την εμφάνιση ενός ολοκληρωμένου πίνακα που περιέχει τέσσερα κανάλια οπτικών ζευγών. Τα σήματα εισόδου και εξόδου συνδέονται χρησιμοποιώντας τα τερματικά που είναι εγκατεστημένα στην πλακέτα. Χρέωση που γίνεται με λέιζερ - τεχνολογία σιδερώματος, επειδή έγινε για την παραγωγή του.Για αρκετά χρόνια λειτουργίας, δεν υπήρχαν ουσιαστικά αποτυχίες.

Μπόρις Αλαντίσκιν